Det skulle vara sexigt och coolt att säga att BMW för 20 år sedan skapade ett sätt att krossa Porsches GT-klassdominans, med bara deras förstånd och en inline-sexa, men det skulle inte vara helt fallet.S54B32-motorn spelade bara andrafiol till den mycket protesterade 4.0L V8:an, men det är en annan historia.Ett mycket sannare uttalande skulle vara att S54 förebådade slutet på raden för den skrikande, naturligt aspirerade M50/S50-familjen av BMW inline sexor.
Det var en designsträcka från de vanliga hot-rodding-starterna: lägg till borrning och slag till den gamla motorn och lägg till nytillgänglig teknik i form av Double VANOS (BMW talar för variabel kamfasning på båda de dubbla överliggande kamaxlarna, som kan justeras insugscentrumlinjen från 70-130° och avgasens mittlinje från 83-128°).Lägg till en liten bula i kompression (till 11,5:1), individuella gasspjällskroppar, fingerföljande vippkamföljare, den tidigare nämnda Double VANOS och en internt renad tvåstegs oljetråg för våtsump, och denna högfunktionella sex- cylindern blir något väldigt speciellt redan 2001 och fortfarande idag.
Att ha en specifik effekt på 104 hästkrafter per liter och en stratosfärisk 8 000 rpm redline var ovanligt utanför mittmotoriserade italienska tvåsitsiga eller japanska tvåhjulingar.Den verkliga skönheten med denna motor är uppenbar när du sliter isär denna best.CNC-profilerade insugningsrör, CNC-frästa förbränningskammare, stora legeringsventiler, bronsventilstyrningar och ett gjutet gjutgods i en solid legering med ren täthet verkar alla mer hemma på en racermotor än något som kom från produktionslinjen.
Denna funktionslista läser som en fantasi för de flesta traditionella canyon-carving, Ultimate Driving Machine-purister.Lyckligtvis, för resten av oss, matar eftermarknaden ett behov för de av oss som älskar boost.Drifters, dragracers och time attack-junkies gläds åt stora enturbosatser eller centrifugalblåsarhärlighet.Den verkliga skönheten med motormodifiering är belöningen du skördar när dessa högvolymetrisk verkningsfulla kvarnar får den onaturliga strävan och lämpliga stödmodifieringar.Det här stycket guidar dig, ultimata kraftjävlar, genom processen att förbereda toppänden för stor kraft vid boost.
Inledningsvis ska vi demontera och inspektera vår kärngjutning.Ett uns av förebyggande är ett halvt kilo botemedel här.Att lägga den här typen av tid och pengar på en casting som inte är lönsam skulle vara ett monumentalt misstag.Även om S54 inte har rykte för sprickor, är det en värdig övning att ta sig tid att rengöra, visuellt inspektera och trycktesta vattenjackorna.
Det du inte vet kan skada dig och din plånbok.Det är oerhört viktigt att testa cylinderhuvudets gjutning till fullo för att säkerställa att den är lämplig för det dyra, intensiva arbetet.
När du väl kan kalla kärnan livskraftig är det dags att bedöma dina mål.Denna konstruktion involverar en drivbil med E36-chassi, som använder ett standard BMW-kortblock, allt matat av en centrifugal Rotrex-kompressor.Användningen av lagerkortblocket skapar en liten gåta eftersom den ursprungliga kolven inte är tillräckligt avlastad för full VVT-drift när det finns större ventiler som används på insugningssidan.
För denna konstruktion valde vi OEM-storlek (35 mm) nitriderade rostfria insugsventiler och 31,5 mm (1 mm överdimensionerade) Inconel-avgasventiler;både i single keeper groove-konverteringsvarianten.Både de större VAC Motorsports-anskaffade Schrick "Forced Induction"-kamaxlarna och sannolikheten för att varvtalsbegränsare kysser i skidracern kräver korrekt ventilkontroll.En hållbar uppsättning dubbla höghastighetsventilfjädrar från Supertech Performance tillsammans med matchande fjäderviktshållare av titan användes.
S54 använder en unik för BMW, fingerföljande vipparm monterad på en vippaxel.Detta ger ventilöppningsacceleration och multiplikation av vippförhållandet, men kan enligt vissa vara ett problem med slitage.Vi har sett framgång med att använda WPC Treatment på OEM-rockerföljare, även om vissa kanske väljer en DLC-beläggning.
Med delarna utlagda kan vi nu närma oss listan över procedurer som vi kommer att täcka i maskinverkstaden.Även om insugningsskenan på S54 är helt CNC-profilerad finns det små förbättringsområden, som sitsprofil och fick-halsdiameter.Avgasporten är en höghastighets, delad, D-formad venturi, avsedd för att avlägsna naturligt aspirerade gaser med högt varvtal.Profilarbete, som att räta ut löparen, kommer att ha vinster här.Det vanliga mekaniska gränssnittet för ventilen för att styra gäller fortfarande för värmeöverföring, ventiltätning och livslängd.S54s ventilstyrningar bör åtgärdas vid behov.
Efter portprofilering och dressing försöker vi helt enkelt jämna ut brännkamrarnas skarpa verktygsmärken.Vi verifierar även volymetrisk enhetlighet med en byrett.Stor uppmärksamhet ska ägnas sätesprofilering med tanke på ökningen av ventilstorleken på avgasröret.Ventilsätet tjänar två integrerade syften: att sänka värme ur ventilen in i vattenmanteln och tillhandahålla portövergången för att mata förbränningskammaren vår värdefulla komprimerade (och ofta mellankylda) atmosfär.
Sätesprofileringen kan följas upp med handlappning för att säkerställa ett korrekt sammankopplat gränssnitt mellan säte och ventil.När väl ventiljobbet har inspekterats och testats, är nästa steg fräsning och flänsinspektion där den roterande PCD:n krullar sig "sexor och nior" för en ultrajämn och platt finish.En sista delinspektion sker vid denna tidpunkt innan man slår i reservdelsbrickan.När vi har rena och lämpliga delar bänkjusterar vi ventilerna.Vi följer kamtillverkarens specifikationer och avslutar slutmonteringen med en slutbesiktning.
Innan vi skär ett enda chip måste vi lägga upp och mäta alla våra mål.Storlekarna på insugnings- och avgasventilerna är 35 mm respektive 31,5 mm.Vårt intagsmål är minst 85 procent av dessa 35 mm - eller minst en 29,75 mm halsdiameter i fickan mellan sätet och porten.Avgasmålet är närmare 90 procent av 31,5 mm - eller 28,35 mm - halsdiameter.
Många kanske märker en trend med uppmärksamhet på avgaserna i denna applikation;låt detta betona dess betydelse för volymetrisk effektivitet.Tänk på att ingenjörerna i München spenderade större delen av sin tid på intaget.Vi monterade cylinderhuvudet i en Serdi ventilsätesmaskin och använde en insats med konvex radie för att hitta den grova halsdiametern.Vi behöver denna mätning innan vi portar löparna.Det ger oss också möjligheten att för hand blanda bearbetningsmärkena eller sömmarna som lämnas av den roterande halsinsatsen.
Ett utforskande sätessnitt hjälper till att utforma halsfickan.Även om den perfekta storleken på halsen fortfarande kan diskuteras, finns det ingen diskussion om att förbättring av dess förhållande är en nyckelfaktor för att förbättra det totala flödet.
Nästa steg kräver ingen layoutvätska eller skrift.Insugsportarna är utlagda med ett O-ringsspår och avgasröret skulle helt enkelt vara tecknat stort för att rits och babord matchas.Sålunda är erfarenhet och diskretion två färdigheter som tempererar den stadiga handpressaren.
De största områdena för spåntillverkning är de D-formade halvmånarna i avgasporten.Vi slipar, rätar ut och överdriver D-formen.Inte mer än cirka 2 mm av materialavlägsnande från portens väggar bör vara tillräckligt för de flesta applikationer mindre än 1 100 whp.De vassa kanterna och avdelarna i intaget får utjämning och tjurning med en enkel 80-korns patronrulle.
När det väl är profilerat får avgasen 80-korn följt av 120-grit.Vi följer upp med lite lätt cross-buffing för att slå ner texturen för kolkontroll.Förbränningskammaren får samma finish-massage som avgaserna, slår ner höga punkter och verktygsgrader för att förhindra förtändning eller glödstiftning.
Utloppet av avgasporten från chippy till hala.Avgasporten får det mesta av materialborttagning och omformningsarbete på ett S54-huvud som är avsett att se boost.
Att profilera ventilsätena är en annan process som många anser vara en "mörk konst".Det är verkligen inget annat än fysik och geometri.S54:s kompakta 33cc förbränningskammare använder ett 12 mm tändstift som vanligtvis finns i motorcyklar för att passa de ovannämnda ventilerna.
För att hålla fast vid det kompakta, men ändå högt luftflödet tema, valde vi både 5-vinklar och radie-säte fräsar, tillgängliga från Goodson Machine supply.Båda skärarna försåg oss med ett prestandavänligt 1 mm, 45-graders säte, kopplat till välövergångna snitt, in och ut ur skålen.
Om du använder titanventiler eller kör extremt höga hästkrafter bör du överväga ett kopparlegerat säte som Moldstar90 eller liknande (akta dig för cancerframkallande berylliumlegeringar).Vi avslutar QC med ett hand-varv-jobb, med den gammaldags, fina klöverblandningen för att kontrollera vår interferensring.Det ger också en snyggt inbruten ventilyta för att undvika större inbrottsförändringar i ventilspelet.
Dessa procedurer utmärker sig endast med runda och lämpligt frigjorda ventilstyrningar.Detta åtgärdas efter behov, vanligtvis från kärnor med mycket hög körsträcka och dåligt underhåll.En lämplig ersättningsguide är en koppar-manganenhet tillgänglig från Supertech Performance.Kom ihåg att i den här situationen är koncentricitet kung.
Utan fästelement för grenrörsflänsar i vägen, kan vi rakkanta och profilera insugnings- och avgasgrenrörets flänsar för hand.Det ger en slät och plan yta för en ny packning mellan cylinderhuvudet och grenröret.Topplocket blir sedan jiggat och precisionsutjämnat innan vi tar bort 0,002-0,003 tum per passage på Rottler-kvarnen med en PCD-insats.Detta lämnar efter sig en slät, MLS- eller kopparhuvudpackningsvänlig finish i mitten av 30-talet (Ra).Kamrarna, portkanterna och de yttre däckskanterna avgradas med en roterande fil med fat-flute innan flisen blåser ut.
Rottler ytbeläggningsmaskin med polykristallina diamantverktyg lämnar en spegel-regnbågsfinish på cylinderhuvudets yta.
Vid det här laget är spåntillverkningen klar och det är dags att tvätta bort vårt slit och spån.Rengör bromsen eller lösningsmedel - matas av ett sugrör - och tryckluft kan ta bort irriterande skräp från trånga platser.När du känner dig säker på de trånga platserna är det dags att köra våra blanka aluminiumbitar genom brickan.
Två typer av maskiner ger den mest effektiva rengöringen: heta vattenhaltiga högtryckssprayskåp eller ultraljudsnedsänkning.I vårt fall är det den förstnämnda vars verksamhet liknar en gigantisk diskmaskin på steroider.När de väl har skrubbats av ett högtrycks, varmt och lätt frätande rengöringsmedel, får gjutkomponenterna en sköljning med vatten från en industrislang och munstycke tills tvålrester har försvunnit.Dessa steg följs av tryckluft för att torka eventuell återstående fukt.
En gedigen rengöring följt av en noggrann visuell inspektion innan mock-up är ett kritiskt steg som inte bör förbises.
S54-huvudet förs sedan till en ren monteringsbänk med en mjuk gummibordsyta för att skydda finfräsningen från repor.Det är här både en manual och erfarenhet håller oss på den raka och smala vägen av mise en place precision.Vi föredrar att lägga ventilerna, ventilfjädersätena, fjädrarna, hållarna och enkelspåriga omvandlingslås anordnade på bänken som rangformationer på ett slagfält.När allt är på plats är det lätt att se vad, om något, saknas.
Här kan du se insugsventilerna i OEM-storlek med sin nitridbeläggning, tillsammans med de 1 mm överdimensionerade Inconel-avgasventilerna.Nyckeln till stora vinster med just denna applikation är att få ut de förbrukade gaserna så snabbt och så effektivt som möjligt.
Cylinderhuvudmodell för inställning av ventilspel är nästa steg;du kan även justera ventilerna på motorn om det passar dig.Vi tycker att det är mindre nervkittlande att slå in piskan innan en fastklämd huvudpackning.Under den här serien av steg använder vi lätta kontrollfjädrar i stället för de högklassiga dubbla fjädrarna för att underlätta mock-up.Kom ihåg att underlåtenhet att följa de korrekta justeringsriktlinjerna kan leda till brända ventiler, låg effekt, ett bullrigt ventilsystem eller andra pinsamma resultat.
Schrick Kamaxlar kräver ett ventilspel på 0,25 mm (0,010 tum) insug och avgas för användning med deras slipning.BMW kräver .18-.23 mm (.007-.009 tum) och .28-.33 mm (.011-.013 tum) spelrum, på insug respektive avgas.I passning med motorcykeltemat tillverkar Wiseco ett 8,9 mm OD shimskit för Husqvarna, KTM och Husaberg som även passar S54: P/N: VSK4.Ni purister där ute kanske är bättre lämpade för BMW P/N: 11340031525. Om du (eller din maskinist) var på bollen under sätesklippningen, kommer det att fungera bra för dig att börja i mellanintervallet på mellanläggstjockleken.
Korrekt vridmoment på kamkåporna är avgörande för att ventilspelet ska kunna ställas in korrekt.Att göra detta utanför motorn kan göra livet enklare fysiskt, och om du stöter på ett problem behöver du inte ta bort cylinderhuvudet från blocket.
Ventilstammarna får Torco-monteringssmörjmedel på sina skafter och de kontrolleras återigen för konsistens när de skjuts in i ventilstyrningarna.Ventilfjädersätena belastas på ovansidan innan fjädrarna och en pneumatisk kompressor lutar sig in i titanhållaren.Detta händer 23 gånger till tills alla ventiler, fjädrar, hållare och lås är installerade.
Installation av vippaxel är nästa, och det bör noteras att på S54 har avgasvippaxeln ett oljehål som är avsett att matas från huvudoljegalleriet i huvudet.Underlåtenhet att rikta in det hålet korrekt kommer att resultera i en platt kamaxel och medföljare.Fingerföljare är en stridsfråga för vissa som besöker internet;Jag kommer att undvika alla påståenden genom att helt enkelt påpeka att det finns tre accepterade stilar av fingerföljare för användning med större kamaxlar och högvarvsdrift: Schrick Performance DLC-följare (P/N: SCH-CF-S54-DLC), DLC-belagd OEM BMW-följare (P/N: 11337833259, kontakta Calico Coatings) eller WPC-behandlade OEM BMW-följare (P/N: 11337833259, kontakta WPC Treatment).
Dessa WPC-behandlade fingerföljare är mikrotexturerade för att hålla kvar olja och impregnerade med WPC:s egenutvecklade blandning av ytbehandlingsmetaller.
Driven Lubricants är ett utmärkt, klibbigt kamaxel- och lyftfett;var noga med att applicera detta rikligt på loberna och fingerföljarnas ansikten.Se till att applicera ett lättare monteringssmörjmedel på kamaxelns lagerytor och axeltappar innan du installerar lock och muttrar.Vridmomentspecifikationerna och ordningen är upp till dig, för om du gör detta bör du ha en manual med den informationen.
Aritmetiken indikerade att vi skulle få 2-2,5 psi tillbaka från andningsmodifieringarna till cylinderhuvudet.Som förberedelse för den ökade volymetriska effektiviteten lät vi klippa ut större sexribbad huvudremskivor av stål och sedan zinkbelagda för oxidationsbeständighet.
Till slut indikerade MAP-sensorn en stabil ökning på 3 psi, vilket fick Rotrex-fläkten att nå en topp mellan 14,5 och 17 psi, beroende på den dagliga atmosfären.Resor till Rotrex impellerhastighetskalkylator indikerade att vi kanske överkörde vår C38-92 impeller något.Andningsförbättringarna tillsammans med huvudremskivan gav vinster på 156whp och 119 lb-ft vridmoment.
Det finns många hästkraftsvinster att realisera i de flesta produktionsmotorer, även de som anses vara för komplicerade eller dyra.Den sanna konsten är att hitta tröskeln för minskande avkastning i varje system, innan man möter den väggen med investerad tid och pengar.Jag hoppas kunna återkomma till detta ämne om luftflöde och forcerad induktion i samband med moderna inline sexor inom en snar framtid.När den tiden kommer kommer det att vara med ännu mer data att dela med dig.
Bättre andning ger större hästar.Det är en radikalt förbättrad effektkurva för lite mer boost och mycket effektivare topplock.
Bygg ditt eget anpassade nyhetsbrev med innehållet du älskar från Turnology, direkt till din inkorg, helt GRATIS!
Vi lovar att inte använda din e-postadress för något annat än exklusiva uppdateringar från Power Automedia Network.
Posttid: 12 juni 2020