Motorrevision L46 69'Corvette

[daabm]

0.016 inch waren das, oder eben 0.41 mm

Oder 1/64 Inch 😂 Oder 16 thousands. Da wirst echt wirr... Respekt, Yannick, daß Du Dir das draufgeschaufelt hast 👍

[C3-Fritz]

Ich bewundere es, wie Yannick sich da in die Thematik eingearbeitet hat. Andererseits verwundert mich auch, wie wenig andere Motorenbauer sich hier einbringen.

[Yannick]

Martin. Bevor ich angefangen habe, musste ich mir überlegen, ob ich das Ganze in metrisch oder in zöllig mache. Die Feinwerkzeuge waren - obwohl nicht Spitzenklasse - doch allesamt recht teuer. Da aber alle mir verfügbaren Manuals mit zölligen Massen aufwarteten, war dies die einfachere Lösung. Die Möglichkeit, dass ich mal etwas europäisches oder japanisches in die Finger kriege, halte ich zudem für eher gering - nicht dass ich etwas dagegen hätte!! Die einzige Schnittstelle, bei der ich ständig umrechnen musste, war in der Diskussion mit dem Motorenbauer, der hat natürlich mit metrischen Massen gearbeitet.

Fritz, danke für die Blumen . Ich habe nicht damit gerechnet, auf viel Resonanz zu stossen. Möglicherweise ist meine gesamte Herangehensweise an meinen Motor etwas - sagen wir - gewagt und unorthodox. Naja, ich bin auf jeden Fall dankbar für alle, die sich hier melden.

Na dann machen wir mal weiter im Thema. Einlassspinne (intake manifold), Vergaser, Krümmer und Auspuffanlage, Ventildeckel Modifikation, Zündverteiler, Ölpumpe, Ölwanne, Kupplung, und schliesslich alle restlichen Aggregate und der finale Zusammenbau stehen bevor.

Einlassspinne
Um eines vorwegzuschicken: meine Auswahl war sehr limitiert. Die limitierende Randbedingung war die Bauhöhe. Von Martin (Yankeededandy) wusste ich, dass die Edelbrock Performer RPM zu hoch baut. Die normale Performer hat zuwenig Flow und wäre damit zum Flaschenhals geworden. Was für mich nicht in Frage kam, war, die originale Haube durch eine Bigblockhaube oder gar einen Kindersarg zu ersetzen. Ausserdem hätte ich mir gewünscht, dass der Einlasskrümmer optisch dem Original ähnelt.

Damit gab es sogar nur noch eine Einlassspinne, die in Frage kam. Weiand X-celerator


Hier sieht man die Weiand und die Originale Spinne nebeneinander. Unterschiede zeigen sich vorallem in der Führung des Luft-Benzin-Gemischs. Beim Original wird das um die Ecken gezwängt, beim Weiand sind die Kanäle schön ausgerundet. Auch der Guss an sich ist glatter und ohne Verengungen. Im Gegensatz zu original hat die Weiand keine zwei Ebenen (Single Plane gegenüber Dual Plane). Dual Plane Einlasskollektoren bewähren sich vorallem für Drehmomentstarke Motoren im unteren Drehzahlbereich, während Single Plane Manifolds wieder eher den oberen Drehzahlbereich bedienen. Es gibt meines Wissens ein Dual Plane Manifold, das bis in den oberen Drehzahlbereich wirksam ist: Edelbrock Performer RPM, welche ich wegen der Bauhöhe ausgeschlossen habe. Grundsätzlich wäre das aber meine erste Wahl gewesen. Der Grund, weshalb die beiden Typen in unterschiedlichen Drehzahlbereichen ihre Stärken haben, liegt übrigens am Signal an den Vergaserventuris. Bei der Dualplane wird der Vergaser im Prinzip in zwei Doppelvergaser aufgeteilt. Pro Einlasshub werden nur zwei Venturis angesprochen und damit das Signal höher und die Verwirbelung des Gemischs besser. Beim Singleplane werden alle 4 Venturis gleichzeitig angesprochen. Dadurch wird die Luftgeschwindigkeit insgesamt kleiner und damit das Signal kleiner. Ich hoffe, ich habe das richtig erklärt und sonst bitte ich um Berichtigung.
Der Weiand sieht übrigens so aus, weil ich nach dem ersten Lackiervorgang nochmals nachschleifen und ein zweites Mal lackieren wollte. Da ist mir aber Folgendes aufgefallen:



Die Porthöhe der originalen Köpfe beträgt 1.98 Inch.



Die Einlassporthöhe der neuen Köpfe beträgt 2.18 Inch. Die Bedeutung der Differenz von 0.2 Inch (5.1mm) habe ich zwar verstanden, aber irgendwie nicht so richtig . Der Weiand X-celerator ist eine Einlassspinne, welche als Austausch für den originalen Einlasskollektor gedacht ist. Seine Porthöhe beträgt etwas weniger als die Porthöhe der Einlassporte der originalen Köpfe. Die Idee dahinter ist, dass man so die Möglichkeit hat, die Einlassspinne zu porten, damit sie exakt auf die Köpfe passt. Das war auch mein Plan. Die feinen, im Berlinerblau sichtbaren Linien wurden mit der Reissnadel bis ans Ende der Zylinderköpfe gezogen. Sie markieren damit die Ränder der Einlassöffnungen in den Zylinderköpfen.


Nach Aufsetzen und Ausrichten der Einlassspinne auf den Zylinderköpfen kam dann die Ernüchterung. So wird das nichts... Wenn ich da mit porten beginne, bleibt kein Fleisch mehr übrig. Nochmals, die feinen Linien kennzeichnen die Ränder der Einlassports in den Zylinderköpfen. Damit war ich an die 2. Option gebunden.

Mehr dazu später.

[Yannick]

Die letzte mir bekannte Option ist somit der Einlasskrümmer Team-G von Weiand. Weiand ist übrigens eine alte Marke von 1932, welche heute Holley gehört. Der Einlasskrümmer X-celerator kam 1974 und der Team-G 1978 auf den Markt und gilt damit für schweizer Sicht noch zum zeitgenössischen Tuning. Ich denke gelesen zu haben, dass hier eine Frist von 10 Jahren angesetzt wurde. Der Team-G sieht wegen seiner Bauweise hochbauend aus. Tatsächlich gibt es den aber in 3 verschiedenen Höhen. Die gewählte hier ist nicht höher als die originale Einlassspinne.

Auf dem obigen Foto sind gleich 2 weitere Dinge zu erkennen, welche möglicherweise auffallen. Der Einlasskrümmer ist lackiert. Ja, ich mag den Anblick von altem, angelaufenem Aluminium nicht, einzige Ausnahme: das Getriebe. Auch die Köpfe werden noch lackiert werden.
Ausserdem sieht man noch die sogenannten Stud-Girdles (gelb), welche ich im Rahmen des Ventiltriebs vergessen habe zu erwähnen. Die Studgirdles übernehmen 2 Funktionen. Sie stabilisieren den Ventiltrieb. Die Idee ist, dass durch die grossen Federkräfte die Stehbolzen der Kipphebel trotz grossem Durchmesser von 7/16 Inch vor und zurückgeflext werden. Diese Vor-und Zurückbewegung soll durch die Stud-Girdles vermieden oder zumindest minimiert werden. Ausserdem klemmen sie die Polylocks zusätzlich fest und verhindern so ein lockern der Kipphebelmuttern. Nachteil der Stud-Girdles ist, dass der Ventiltrieb noch höher baut und dass kein Platz mehr für die Prallbleche um die Öffnungen der Ventildeckel vorhanden ist. Wie ich mich diesem Problem angenommen habe, werde ich später erläutern.


Blick von hinten. Die Ports sind deutlich grösser, als beim X-Celerator.


Hier sieht man die Rückseite des Einlasskrümmers. Ich habe hier mit der Reissnadel die Linien auf den Zylinderköpfen auf den Einlasskrümmer übertragen. Hier sieht man, wieviel in der Höhe zu entfernen ist, und dass hinterher noch etwas Fleisch vorhanden ist.

Im nächsten Post werde ich auf die Bearbeitung der Ports eingehen und dann geht es schon weiter zum Vergaser.

[Oeli]

Im nächsten Post werde ich auf die Bearbeitung der Ports eingehen und dann geht es schon weiter zum Vergaser.

Hi Yannick,
es ist so still hier. Wie geht's weiter?

[Yannick]

Hallo zusammen. Kein Angst Oeli, ich habe euch nicht vergessen. Ich bin beruflich aber gerade an einem Wendepunkt. Ende Monat ist meine derzeitige Anstellung Teil des CVs. Im Juni habe ich dann ganz viel Umbauten an unserem Haus vor und im Juli trete ich die neue Stelle an. Und trotzdem gehts nie ganz ohne Corvette resp. ohne Motor. Ich bin da allerdings in ein Problem gerannt, welches mich wieder zum Recherchieren gebracht hat. Aber eines nach dem anderen.



Hier sieht man einen geporteten Einlasskanal. Gearbeitet habe ich mit einem Druckluftschleifstab mit Fräskopf für Aluminium. Nach dieser Bearbeitung habe ich die Oberfläche noch mit Schleifwerkzeugen nachbearbeitet. Davon gibts aber keine Fotos.



Hier sieht man alle Einlässe geportet. Alle Einlässe habe ich dann noch mit Stabschleifer und Schleifzubehör nachbearbeitet. Gibt da hervorragendes Material von drüben.

So, zu meinem Problem. Welches ich eigentlich gar nicht hier posten wollte, aber andererseits wo, wenn nicht hier.
Bei der Besprechung des Ventiltriebs bin ich ja unter anderem auf die Geometrie eingegangen. Ich habe mit Touchierstift auf dem Ventilkopf gezeigt, dass der Wischbereich der Kipphebelrolle schön in der Mitte des Ventils zu liegen kommt. Dieses Vorgehen habe ich diversen Manuals entnommen. Ich habe mir dann die entsprechenden Stösselstangen gekauft und war eigentlich soweit, diese einzubauen. Da habe ich mich hingesetzt und mich nochmals mit Kipphebelgeometrie befasst. Das Problem ist nämlich, dass sich die meisten Manuals mit Motorüberholungen und leichten Leistungssteigerungen befassen, aber nicht so richtig auf die heissen Eisen eingehen.

Aber schön von vorne. Zuerst die Fakten:
Beim Chevy Smallblock Zylinderkopf beträgt der Winkel zwischen Kipphebelstehbolzen und Ventil 23°. Je weiter der Kipphebel auf seinem Stehbolzen nach oben wandert, umso mehr wandert die Kipphebelrolle in Richtung des Ventilkopfs. Ein Grund dafür, dass der Kipphebel nach oben wandert, ist z.B. mehr Federweg der Ventilfedern, sprich längere Ventilschäfte. Bei mir hat das dazu geführt, dass der Berührungspunkt zwischen Kipphebelrolle und Ventilkopf über dessen Mitte hinaus in Richtung Krümmer verschoben wurde. In der vermeintlich guten Absicht, den Berührungspunkt wieder mehr in die Mitte zu bringen, gibt es zwei Möglichkeiten: Kipphebel nach unten schieben und Kipphebel nach oben schieben. Nach oben war nicht möglich, da die Stehbolzen irgendwann zu Ende sind. Nach unten war möglich. Ich habe die Länge der Stösselstangen danach bemessen. Die gekauften Stösselstangen hatten eine Länge von 8.050 Inch. Ich habe mit diesem Setup nochmals Touchiert und entsprechendes Bild hat sich ergeben.


Auffallend: Mittig und breit.

Wie ich nun aber recherchiert habe, ist meine Geometrie fürn Arsch. Es gibt verschiedene Ansätze für Kipphebelgeometrien. Die bekanntesten 2 heissen Mid-lift und 1/3-Methode.

Beide Methoden gehen davon aus, dass die grössten Querkräfte auf die Ventile aus dem Sweep (Hin- und Herpendeln der Kipphebelrolle auf dem Ventilkopf) herrühren. Und dass diese Einwirkung auf die Ventilschaftführung schädlicher ist, als wenn die Krafteinwirkung auf das Ventil nicht mittig erfolgt.

Die Midlift-Methode gibt folgende Geometrie vor. Bei halber Ventilöffnung muss zwischen Kipphebelarm und Ventil ein rechter Winkel bestehen.
Anbei eine Grafik dazu.



Die 1/3-Methode besagt analog dazu, dass beim letzten Drittel der Ventilöffnung, der besagte Winkel 90° betragen soll. Also eigentlich, nach 2/3 Ventilöffnung.


Wie auf diesem letzten Bild zu erkennen ist, beschreibt die Rolle einen Kreis und vollführt auf dem Ventil eine Vor- und Zurückbewegung. Achtung, Zahlenbeispiel aus dem Internet. Man erahnt es, bei der Midlift-Methode wird diese Vor- und Zurückbewegung auf dem Ventilkopf minimiert. Gleichzeitig werden bei dieser Geometrie auch die Informationen der Nockenwelle am besten übertragen (Angeblich wird so am meisten Ventilöffnung resultieren)

Die 1/3 Methode hat gegenüber der Midlift-Methode zwar total mehr "sweep" (Vor- und Zurück), dafür hat sie aber bei den grössten Ventilfederkräften (sprich im letzten Drittel) weniger horizontale Bewegung auf dem Ventil auszuführen, was zu weniger Horizontalkräften auf den Ventilschaft führt.

Ihr könnt euch sicher vorstellen, dass es zu diesem Thema diverse Lager gibt, und jede hält ihre Weisheit für die letzte. Mir war die Mid-lift Geometrie am Sympatischsten. Um die zu erreichen, wäre eine Stösselstangenlänge von 8.300 Inch erforderlich. Leider sind 5/16 Stösselstangen mit der gewünschten Wandstärke nur bis 8.150 Inch erhältlich. Ausserdem liegt bei einer Stösselstangenlänge von 8.300 Inch der Berührungspunkt schon arg weit aussen auf dem Ventil. Leider habe ich mit 8.3 Inch kein Foto vom Touchieren gemacht.



Sweep bei einer Stösselstangenlänge von 8.100 Inch



und 8.150 Inch.

Ich habe mich entschieden, für diese Saison mit den Stösselstangen von 8.150 Inch zu fahren. Das entspricht gerade etwa der 1/3-Methode. Auf die nächste Saison werde ich neue Guideplates für dickere 3/8 Stösselstangen anschaffen. Ich hoffe, dass die 3/8 Stösselstangen dann auch nirgends den Zylinderkopf berühren. Auch habe ich mittlerweile herausgefunden, dass es von Crower Edelstahlkipphebel gibt, bei welchen der Drehpunkt so versetzt wurde, dass der neue Berührungspunkt dann auch in die Mitte rückt. Natürlich kosten die auch ihr Geld. Aber ich kann dann guten Gewissens mit der aus meiner Sicht besseren Geometrie fahren.

So, das war mal wieder viel Theorie. Falls sich jemand für die Abhandlungen zur Kipphebelgeometrie interessiert, werde ich hier gerne noch zwei Links posten.

https://www.sbintl.com/tech_library/arti...ometry.pdf

https://www.w8ji.com/setting_shaft_rocke...l_Patterns

Aus meiner Sicht beide lesenswert, wenn einen das Thema betrifft.

LG Yannick

[C3-Fritz]

HallonJannick,

Dir ist doch bewusst, wie sehr diese Geschichte mit den Änderungen des Hebelgrößen die realen Steuerzeiten ( Einlass öffnet vor, Auslass schließt nach und so weiter) verschiebt?

Also man sagt,.ich will eine Steuerzeit von 240 Grad mit einem Hub von x Inches auf der Einlasseite, Einlass soll y Grad nach UT schließen und analog aufgestellt dann derselbe Katalog für den Auslass.

Das ergibt dann die dafür notwendigen Komponenten. Der umgekehrte Weg ist zwar ein Baukasten, aber eine Slotmachine was das Ergebnis angeht.

[zuendler]

HallonJannick,

Dir ist doch bewusst, wie sehr diese Geschichte mit den Änderungen des Hebelgrößen die realen Steuerzeiten ( Einlass öffnet vor, Auslass schließt nach und so weiter) verschiebt?

Da widerspreche ich. Die reinen Steuerzeiten bleiben gleich. Es können sich nur die Rampen und Hübe verändern. Was aber auch Einfluss auf die Motorcharakteristik hat. CCRP kennt sich mit diesen Einflüssen gut aus.

[Yannick]

Fritz, ich war auch der Meinung, dass das Verändern des Kipphebelverhältnisses keinen Einfluss auf die absoluten Steuerzeiten hat. Die "Information" welche die Nockenwelle an die Ventile weiterleitet kann ja nicht früher oder später sein, sondern nur genau dann, wenn der Stössel den Basiskreis der Nocke verlässt, resp. wieder abläuft. Sprich die 279/285 Steuerzeiten meiner Nockenwelle werden genau so an die Ventile übertragen - was sich mit den anderen Kipphebelverhältnissen ändert, sind Öffnungsrate der Ventile und maximaler Hub und in die andere Richtung die Kraft auf Stösselstange, Stössel und Nockenwelle. Worauf in einem der verlinkten Seiten eingegangen wird, ist, dass sich das Kipphebelverhältnis über die Dauer eines Ventilhubes kontinuierlich verändert. Zum einen sind die Drehpunkte der Kipphebel nicht in einer Ebene, zum anderen vollführt das Ventil eine Bewegung in seiner Längsaches, der Kipphebel rotiert um seinen Drehpunkt am Stehbolzen und die Stösselstange am unteren Ende eine lineare und am oberen Ende ebenfalls eine Kreisbewegung.

So wie ich das verstanden habe, gibt es jetzt bezüglich der Geometrie (Stösselstange zu Kipphebel zu Ventil) verschiedene Philosophien und damit Zustände, welche Optimiert werden sollen: Maximaler Hub, Kleinste Querbewegungen auf den Ventilkopf bei den grössten Federkräften, grösste Öffnungsraten zu Beginn etc. Und je nach nachdem, welchen Zustand man optimiert, müssen Kompromisse bei anderen Zuständen gemacht werden. Aber auch das sollte auf den Zeitpunkt des Ventilöffnens und des Schliessens keinen Einfluss haben.

Bezüglich der Kipphebel von Crower, die ich erwähnt habe: Diese rücken den Auflagepunkt der Rolle auf dem Ventil mehr in die Mitte und damit auch die Kraftübertragung. Das Kipphebelverhältnis wird aber dadurch nicht verändert, respektive durch eine Längenanpassung auf der Nockenwellenseite wieder korrigiert.

Übrigens habe gelesen, dass die Geometrie des Kipphebels selbst, sprich die 3 Drehpunkte (Stösselstangenkopf, Stehbolzen und Ventil) nicht standardisiert ist und eher zufällig zustande kommt bzw. durch den Hersteller gewählt ist. Doch irgendwie verrückt, wenn man bedenkt, dass dies doch einen grossen Einfluss auf das Ventilöffnungsverhalten haben soll.

Irgendwie hätte ich Lust, die Kurven Ventilhub zu Steuerzeit für verschiedene Stösselstangenlängen aufzuzeichnen. Wenn ich irgendwo noch ein paar überflüssige Stunden finde, mache ich das vielleicht Das Ergebnis würde mich schon interessieren. Gibt es noch andere?

[C3-Fritz]

@zuendler ... Was soll ich dazu sagen? Steuerzeiten werden bei einem Prüfspiel von beispielsweise 1mm gemessen.

Es verschiebt sich alles. Die Steuerzeiten werden asymmetrisch, die Ventilüberschneidung ändert sich, die Kräfte auf die Kipphebel ändern sich...

Wesentlich ist das Kipphebel Übersetzungsverhältnis L L Verntilseite/L Stößelseite. Mach mal in Gedanken eines sehr groß und das andere sehr klein.

Wir hatten das 1992 noch mit der Hand am Arm mit C++ für den Kipphebel Motor M103 von Mercedes Benz für uns programmiert, weil eine Auslegung ohne das reale Übersetzungsverhältnis und die gesamte Kinematik einfach unübersehbar war.

Diese Motoren waren aus gutem Grund so ausgelegt, dass bei halben Ventilhub ein rechter Winkel zwischen Ventilachse und der Linie Berührpunkt Ventil zu Drehachse Kipphebel war.

Insofern war meine Aussage missverstanden. Wenn die Motorenbauer von Steuerzeiten und deren Länge reden, dann immer bei Prüfventilspiel.

Besonders gemein ist, wenn man die Stößelseite kurzer auslegt. Bringt mehr Hub am Ventil, aber auch wegen der Ventilbeschleunigung einen quadratischen Anstieg der Belastung, vom Ruck als dritte Ableitung vom Hub ein Steigerung in der dritten Potenz.

Macht mal .. Mir ist schon genug um die Ohren geflogen wo ich meinte es wäre doch so einfach hier noch einen draufzulegen.

Kipphebel Ventiltriebe sind hochkomplexe kinematische Systeme. Was da bei Daimler in Stuttgart an Reichenprogrammen vorhanden war, irre.

Man konnte damals alles rechnen, nur eben nicht die dynamische Belastung in den bewegten Teilen mit Finite Elemente. Dazu waren die Rechner zu langsam, es sei denn man lagert auf eine Cray damals aus. Ich habe mal versehentlich bei der BMW AG den Rechner lahmgelegt, als ich eine endlose Schleife drin hatte bei einer Simulation.

Das gab dann freundliche Anrufe und einen hochroten Kopf.