Было бы сексуально и круто сказать, что 20 лет назад BMW придумала способ сокрушить доминирование Porsche в классе GT, используя только свою смекалку и рядную шестерку, но это не совсем так.Двигатель S54B32 просто играл второстепенную роль по сравнению с вызывающим много протестов 4,0-литровым двигателем V8, но это уже другая история.Гораздо более правдивым утверждением было бы то, что S54 ознаменовал конец линейки визжащих безнаддувных рядных шестерок BMW M50/S50.
Это был проект, отличающийся от обычного начала хот-родов: добавить диаметр цилиндра и ход поршня к старому двигателю и добавить новую доступную технологию в виде двойного VANOS (на языке BMW это означает переменную фазировку кулачков на обоих сдвоенных верхних распредвалах, способную регулировать осевая линия впуска от 70 до 130° и осевая линия выхлопа от 83 до 128°).Добавьте к этому небольшой скачок сжатия (до 11,5:1), отдельные корпуса дроссельной заслонки, толкатели кулачков с пальцевыми толкателями, ранее упомянутый двойной VANOS и двухступенчатый масляный поддон с внутренней продувкой и мокрым картером, и этот высокотехнологичный шестицилиндровый двигатель цилиндр стал чем-то особенным еще в 2001 году и до сих пор.
Удельная мощность в 104 лошадиных силы на литр и заоблачные 8000 об/мин были неслыханны за пределами итальянских двухместных автомобилей со средним расположением двигателя или японских двухколесных транспортных средств.Настоящая красота этого двигателя становится очевидной, если разобрать этого зверя на части.Профилированные впускные каналы с ЧПУ, камеры сгорания, фрезерованные на ЧПУ, большие клапаны из сплава, бронзовые направляющие втулки клапанов и чистое и плотное литье из твердого сплава - все это кажется более подходящим для гоночного двигателя, чем что-то, сошедшее с производственной линии.
Этот список функций покажется фантазией большинству приверженцев традиционной резьбы по каньонам и приверженцев Ultimate Driving Machine.К счастью, для остальных из нас рынок послепродажного обслуживания удовлетворяет потребность тех из нас, кто любит мощность.Дрифтеры, дрэг-рейсеры и любители тайм-атак радуются большим комплектам с одним турбонаддувом или славе центробежных вентиляторов.Настоящая красота модификации двигателя – это награда, которую вы получаете, когда эти высокопроизводительные мельницы получают неестественное стремление и соответствующие вспомогательные модификации.Эта статья проведет вас, заядлых любителей мощности, через процесс подготовки верхних частот к большой мощности при ускорении.
Сначала мы собираемся разобрать и проверить нашу стержневую отливку.Здесь унция профилактики – это фунт лечения.Вкладывать столько времени и денег в нежизнеспособный кастинг было бы огромной ошибкой.Хотя S54 не славится трещинами, потратить время на очистку, визуальный осмотр и испытание водяных рубашек под давлением — это достойное занятие.
То, чего вы не знаете, может навредить вам и вашему кошельку.Чрезвычайно важно полностью протестировать отливку головки блока цилиндров, чтобы убедиться, что она подходит для дальнейшей дорогостоящей и интенсивной работы.
Как только вы сможете назвать ядро жизнеспособным, пришло время оценить ваши цели.В этой сборке используется дрифт-кар на шасси E36, в котором используется стандартный шорт-блок BMW, питаемый центробежным нагнетателем Rotrex.Использование стандартного короткого блока создает небольшую загадку, поскольку оригинальный поршень не имеет достаточного давления для полноценной работы VVT, когда на стороне впуска используются клапаны большего размера.
Для этой сборки мы выбрали впускные клапаны из азотированной нержавеющей стали OEM-размера (35 мм) и выпускные клапаны из инконеля диаметром 31,5 мм (с увеличенным размером на 1 мм);оба в варианте преобразования с одной ответной канавкой.И более крупные распредвалы Schrick с принудительной индукцией, произведенные VAC Motorsports, и вероятность срабатывания ограничителя оборотов в скользящем гоночном автомобиле требуют надлежащего управления клапанами.Был использован прочный набор двойных высокоскоростных клапанных пружин от Supertech Performance вместе с соответствующими легковесными титановыми фиксаторами.
В S54 используется уникальный для BMW коромысло с пальцевым толкателем, установленное на коромысле.Это обеспечивает ускорение открытия клапанов и увеличение передаточного отношения коромысел, но, по мнению некоторых, может быть проблематичным элементом износа.Мы добились успеха в использовании обработки WPC на OEM-коромыслах, хотя некоторые могут выбрать покрытие DLC.
Разложив детали, мы можем теперь перейти к списку процедур, которые мы будем выполнять в механическом цехе.Несмотря на то, что впускной канал S54 полностью профилирован на станке с ЧПУ, есть небольшие области для улучшения, такие как профиль седла и диаметр карманного горловины.Выпускное отверстие представляет собой высокоскоростную разделенную трубку Вентури D-образной формы, предназначенную для удаления безнаддувных отработанных газов с высокими оборотами.Профильная работа, например, выпрямление бегуна, здесь принесет пользу.Обычное механическое соединение клапана с направляющей по-прежнему применимо для обеспечения теплопередачи, герметизации клапана и долговечности.Направляющие клапанов S54s следует устранять по мере необходимости.
После профилирования и правки портов мы стремимся просто сгладить острые следы инструментов на камерах сгорания.Также проверяем объемную однородность с помощью бюретки.Большое внимание следует уделить профилированию седел, учитывая увеличение размеров клапанов на выпуске.Седло клапана служит двум основным целям: отводить тепло из клапана в водяную рубашку и обеспечивать переход порта для подачи в камеру сгорания ценной сжатой (и часто промежуточной) атмосферы.
Профилирование седла можно дополнить ручной притиркой, чтобы обеспечить правильное сопряжение седла с клапаном.После того, как работа клапана проверена и испытана, следующим шагом является фрезерование деки и проверка фланца, при котором поворотный PCD скручивается «шестерками и девятками» для получения сверхгладкой и плоской поверхности.На этом этапе происходит окончательная проверка детали перед попаданием в шайбу деталей.Как только у нас будут чистые и подходящие детали, мы отрегулируем клапаны на стенде.Мы придерживаемся спецификаций производителя кулачков и завершаем окончательную сборку окончательной проверкой.
Прежде чем вырезать один чип, нам нужно спланировать и измерить все наши цели.Размеры впускного и выпускного клапанов составляют 35 мм и 31,5 мм соответственно.Наша цель — не менее 85 процентов от этих 35 мм — или, по крайней мере, диаметр горла 29,75 мм в кармане между седлом и портом.Целевой показатель выхлопа приближается к 90 процентам диаметра горловины 31,5 мм (или 28,35 мм).
Многие могут заметить тенденцию внимания к выхлопу в этом приложении;пусть это подчеркнет его важность для объемной эффективности.Имейте в виду, что инженеры в Мюнхене потратили большую часть времени на впуск.Мы установили головку блока цилиндров в станок седла клапана Serdi и использовали вставку с выпуклым радиусом, чтобы определить приблизительный диаметр горловины.Нам нужны эти измерения, прежде чем мы перенесем полозья.Это также дает нам возможность вручную сглаживать следы обработки или швы, оставленные вращающейся горловиной пластины.
Исследовательский вырез сиденья помогает расположить горловой карман.Хотя вопрос об идеальном размере горла все еще остается дискуссионным, нет никаких сомнений в том, что улучшение его соотношения является ключевым фактором в улучшении общего потока.
Следующий этап не требует никакой верстки или рисования.Впускные каналы имеют канавку для уплотнительного кольца, а выхлопная система была бы просто мультяшно большой, чтобы ее можно было разметить и совместить с портами.Таким образом, опыт и осмотрительность — это два навыка, которые закаляют твердоручного шлифовального станка.
Наибольшие площади изготовления чипов — это D-образные полумесяцы выпускного канала.Шлифуем, выпрямляем и увеличиваем форму D.Для большинства применений с мощностью менее 1100 л.с. должно быть достаточно удаления материала со стенок портов не более чем на 2 мм.Острые края и перегородки воздухозаборника сглаживаются и закругляются с помощью простого валка с зернистостью 80.
После профилирования выхлоп получает зернистость 80, а затем зернистость 120.Далее мы делаем легкую перекрестную полировку, чтобы сбить текстуру и контролировать выбросы углерода.Камера сгорания подвергается такому же финишному массажу, как и выхлопная система, устраняя выступы и заусенцы, чтобы предотвратить преждевременное зажигание или загорание.
Изменение выхлопного отверстия от неровного до скользкого.Выпускному отверстию приходится больше всего усилий по удалению материала и изменению формы на головке S54, предназначенной для наддува.
Профилирование седел клапанов — еще один процесс, который многие считают «темным искусством».Это действительно не что иное, как физика и геометрия.В компактной камере сгорания объемом 33 куб.см используется 12-миллиметровая свеча зажигания, обычно встречающаяся в мотоциклах, которая подходит к вышеупомянутым клапанам.
Придерживаясь темы компактности, но с высоким потоком воздуха, мы выбрали фрезы с 5-угольным и закругленным седлом, которые можно приобрести в компании Goodson Machine Supply.Обе фрезы предоставили нам удобное седло толщиной 1 мм и углом 45 градусов, обеспечивающее хороший переход между резами внутри и снаружи чаши.
Если вы используете титановые клапаны или эксплуатируете чрезвычайно высокие мощности, вам следует рассмотреть возможность использования седла из медного сплава, такого как Moldstar90 или аналогичного (остерегайтесь канцерогенных бериллиевых сплавов).Мы завершаем контроль качества ручной притиркой, используя старомодный тонкий клеверный состав для проверки нашего интерференционного кольца.Это также обеспечивает хорошую приработку поверхности клапана, что позволяет избежать больших изменений зазора клапана при приработке.
Эти процедуры эффективны только при использовании круглых направляющих клапанов с соответствующим зазором.Эта проблема решается по мере необходимости, обычно в случае ядер с очень большим пробегом и плохим обслуживанием.Подходящей направляющей для замены является медно-марганцевый блок, доступный в компании Supertech Performance.Помните, что в этой ситуации концентричность имеет решающее значение.
Без крепежных элементов фланцев коллектора мы можем вручную выровнять линейку и профилировать фланцы впускного и выпускного коллектора.Он обеспечивает гладкую и плоскую сопрягаемую поверхность для новой прокладки между головкой блока цилиндров и коллектором.Затем головка блока цилиндров подвергается зажиму и точному выравниванию, прежде чем мы удаляем 0,002–0,003 дюйма за проход на фрезерном станке Rottler со вставкой из PCD.В результате получается гладкая отделка, соответствующая MLS или медной прокладке головки, с твердостью середины 30 (Ra).Камеры, края портов и внешние края деки зачищаются напильником с толстыми канавками перед выдуванием стружки.
Наплавочный станок Rottler с поликристаллическим алмазным инструментом придает зеркально-радужный оттенок поверхности головки блока цилиндров.
На этом изготовление чипов завершено, и пришло время смыть с себя весь наш труд и стружку.Чистый тормоз или растворитель (подаваемый через соломинку) и сжатый воздух могут удалить неприятный мусор из труднодоступных мест.Как только вы почувствуете себя в безопасности в этих труднодоступных местах, пришло время пропустить наши блестящие алюминиевые детали через мойку деталей.
Два типа машин обеспечивают наиболее эффективную очистку: камеры распыления горячей воды под высоким давлением или ультразвуковое погружение.В нашем случае работа первого напоминает работу гигантской посудомоечной машины на стероидах.После очистки горячим и слегка едким моющим средством под высоким давлением детали отливки промываются водой из промышленного шланга и сопла до тех пор, пока не исчезнут остатки мыла.За этими этапами следует подача сжатого воздуха для сушки остаточной влаги.
Тщательная очистка с последующим тщательным визуальным осмотром перед изготовлением макета — важный этап, который нельзя упускать из виду.
Затем головку S54 переносят на чистый сборочный стол с мягкой резиновой поверхностью стола, чтобы защитить детали тонкого фрезерования от царапин.Именно здесь и руководство, и опыт ведут нас на прямой и узкий путь точности дезинтеграции.Мы предпочитаем класть клапаны, седла клапанных пружин, пружины, фиксаторы и одноканальные конверсионные замки на скамейке, как шеренги на поле боя.Когда все на своих местах, легко увидеть, чего не хватает, если вообще чего-то не хватает.
Здесь вы можете увидеть впускные клапаны оригинального размера с нитридным покрытием, а также выпускные клапаны из инконеля увеличенного размера на 1 мм.Ключом к большой выгоде в этом конкретном случае является максимально быстрое и эффективное удаление отработанных газов.
Макет ГБЦ для регулировки клапанного зазора – следующий этап;Вы также можете отрегулировать клапана двигателя, если вас это устраивает.Мы считаем менее нервным наращивание ресниц перед установкой зажатой прокладки головки блока цилиндров.Во время этой серии шагов мы используем легкие проверочные пружины вместо высокоскоростных двойных пружин для облегчения макетирования.Помните, что несоблюдение правил правильной регулировки может привести к сгоранию клапанов, снижению мощности, шуму клапанного механизма или другим неприятным последствиям.
Компания Schrick Camshafts требует, чтобы зазор впускных и выпускных клапанов составлял 0,25 мм (0,010 дюйма) для использования при их шлифовании.BMW требует зазор 0,18–0,23 мм (0,007–009 дюйма) и 0,28–0,33 мм (0,011–0,013 дюйма) на впуске и выпуске соответственно.В соответствии с тематикой мотоциклов, Wiseco производит комплект прокладок с внешним диаметром 8,9 мм для Husqvarna, KTM и Husaberg, который также подходит для S54: P/N: VSK4.Вам, пуристам, возможно, больше подойдет BMW, номер по каталогу: 11340031525. Если вы (или ваш механик) были в курсе событий во время обрезки седла, вам подойдет средний диапазон толщины прокладки.
Правильный момент затяжки крышек кулачков имеет решающее значение для точной установки зазора клапана.Выполнение этого без двигателя может физически облегчить жизнь, а в случае возникновения проблемы не потребуется снимать головку блока цилиндров с блока.
Стержни клапанов наносятся на штоки сборочной смазкой Torco, и они снова проверяются на посадку по мере вставки в направляющие клапанов.Седла клапанных пружин нагружаются сверху до того, как пружины и пневматический компрессор прислоняются к титановому фиксатору.Так происходит еще 23 раза, пока не будут установлены все клапаны, пружины, фиксаторы и замки.
Далее следует установка коромысла, и следует отметить, что на S54 коромысло выпускного клапана имеет смазочное отверстие, предназначенное для подачи масла из основного масляного канала в головке.Несоосность этого отверстия приведет к тому, что распределительный вал и толкатели станут плоскими.Следящие за пальцами являются предметом споров для некоторых, кто часто посещает Интернет;Я не буду спорить, просто отметив, что существует три общепринятых типа толкателей пальцев для использования с распредвалами большего размера и при работе на высоких оборотах: толкатели Schrick Performance DLC (арт.: SCH-CF-S54-DLC), OEM с покрытием DLC. Цилиндры BMW (номер по каталогу: 11337833259, свяжитесь с Calico Coatings) или OEM-вентиляторы BMW с обработкой WPC (номер по каталогу: 11337833259, свяжитесь с WPC Treatment).
Эти толкатели пальцев, обработанные WPC, имеют микротекстурирование для удержания масла и пропитаны запатентованной смесью металлов для обработки поверхности WPC.
Driven Lubricants представляет собой превосходную липкую смазку для распределительных валов и толкателей;обязательно нанесите это обильно на лепестки и поверхности толкателей пальцев.Перед установкой колпачков и гаек обязательно нанесите более легкую сборочную смазку на опорные поверхности и шейки распределительного вала.Характеристики крутящего момента и порядок зависят от вас, потому что, если вы это делаете, у вас должно быть руководство с этой информацией.
Арифметика показала, что мы получим возврат в 2–2,5 фунта на квадратный дюйм за счет изменений в вентиляции головки блока цилиндров.Готовясь к увеличению объемного КПД, мы вырезали из стали большие шестиреберные основные шкивы, а затем оцинковали их для устойчивости к окислению.
В конце концов, датчик MAP показал значительное увеличение на 3 фунта на квадратный дюйм, в результате чего нагнетатель Rotrex достиг пикового давления между 14,5 и 17 фунтами на квадратный дюйм, в зависимости от дневной атмосферы.Обращение к калькулятору скорости крыльчатки Rotrex показало, что мы, возможно, немного перегружаем крыльчатку C38-92.Улучшения дыхания в сочетании с основным шкивом дали прирост мощности на 156 л.с. и крутящего момента на 119 Нм.
В большинстве серийных двигателей, даже в тех, которые считаются слишком сложными или дорогими, можно добиться значительного увеличения мощности.Настоящее искусство состоит в том, чтобы найти порог убывающей отдачи в каждой системе, прежде чем достичь этой стены затраченными временем и деньгами.Я надеюсь вернуться к этой теме обдува и принудительной индукции в контексте современных рядных шестерок в ближайшем будущем.Когда это время придет, у нас будет еще больше данных, которыми мы сможем поделиться с вами.
Лучшее дыхание приводит к более крупным лошадям.Это радикально улучшенная кривая мощности, обеспечивающая немного больший наддув и гораздо более эффективную головку блока цилиндров.
Создайте свой собственный информационный бюллетень с любимым контентом от Turnology прямо на свой почтовый ящик, абсолютно БЕСПЛАТНО!
Мы обещаем не использовать ваш адрес электронной почты для чего-либо, кроме эксклюзивных обновлений из сети Power Automedia Network.
Время публикации: 12 июня 2020 г.