Es wäre sexy und cool zu sagen, dass BMW vor 20 Jahren einen Weg gefunden hat, die Dominanz der GT-Klasse von Porsche zu zerschlagen, indem er nur seinen Verstand und einen Reihensechszylinder einsetzte, aber das wäre nicht ganz der Fall.Der S54B32-Motor spielte nur die zweite Geige gegenüber dem viel protestierten 4,0-Liter-V8, aber das ist eine andere Geschichte.Eine viel wahrere Aussage wäre, dass der S54 das Ende der Linie für die kreischende M50/S50-Familie der BMW-Reihensechser mit Saugmotor eingeläutet hat.
Es war eine Konstruktionserweiterung von den üblichen Hot-Rodding-Anfängen: Fügen Sie dem alten Motor Bohrung und Hub hinzu und fügen Sie neu verfügbare Technologie in Form von Doppel-VANOS hinzu (BMW spricht für variable Nockenphaseneinstellung an beiden doppelten obenliegenden Nockenwellen, die einstellbar sind die Einlassmittellinie von 70–130° und die Auslassmittellinie von 83–128°).Fügen Sie einen kleinen Kompressionsstoß (bis 11,5: 1), einzelne Drosselklappengehäuse, Schlepphebel-Kipphebel, die zuvor erwähnte Doppel-VANOS und eine intern gespülte zweistufige Nasssumpf-Ölwanne hinzu, und diese High-Feature-Sechszylinder Zylinder wird schon 2001 und noch heute zu etwas ganz Besonderem.
Eine spezifische Leistung von 104 PS pro Liter und eine stratosphärische Drehzahl von 8.000 U / min waren außerhalb von italienischen Zweisitzern mit Mittelmotor oder japanischen Zweirädern unbekannt.Die wahre Schönheit dieses Motors wird offensichtlich, wenn Sie dieses Biest auseinander nehmen.CNC-profilierte Ansaugkanäle, CNC-gefräste Brennkammern, große Alu-Ventile, Bronze-Ventilführungen und ein sauberer, dichter Alu-Vollguss scheinen eher auf einem Rennmotor zu Hause zu sein als auf etwas, das vom Fließband kommt.
Diese Feature-Liste liest sich wie eine Fantasie für die meisten Puristen der traditionellen Canyon-Carving-Ultimate Driving Machine.Glücklicherweise erfüllt der Aftermarket für den Rest von uns einen Bedarf für diejenigen von uns, die Boost lieben.Drifter, Drag Racer und Zeitangriffs-Junkies erfreuen sich an großen Single-Turbo-Kits oder Zentrifugalgebläse-Ruhm.Die wahre Schönheit der Motormodifikation ist die Belohnung, die Sie ernten, wenn diese Mühlen mit hohem Volumenwirkungsgrad den unnatürlichen Anspruch und die entsprechenden unterstützenden Modifikationen erhalten.Dieses Stück wird Sie, die ultimativen Kraftfresser, durch den Prozess der Vorbereitung des oberen Endes für große Kraft bei Boost führen.
Zunächst werden wir unseren Kernguss zerlegen und inspizieren.Eine Unze Prävention ist hier ein Pfund Heilung.Diese Art von Zeit und Geld in ein Casting zu stecken, das nicht rentabel ist, wäre ein monumentaler Fehler.Während der S54 nicht gerade für Risse bekannt ist, ist es eine lohnende Übung, sich die Zeit zu nehmen, die Wassermäntel zu reinigen, visuell zu inspizieren und einem Drucktest zu unterziehen.
Was Sie nicht wissen, kann Ihnen und Ihrem Geldbeutel schaden.Es ist äußerst wichtig, Ihr Zylinderkopfgussteil vollständig zu testen, um sicherzustellen, dass es für die bevorstehenden teuren, intensiven Arbeiten geeignet ist.
Sobald Sie den Kern als realisierbar bezeichnen können, ist es an der Zeit, Ihre Ziele zu bewerten.Dieser Build beinhaltet ein E36-Chassis-Drift-Auto, das einen serienmäßigen BMW-Kurzblock verwendet und alles von einem zentrifugalen Rotrex-Kompressor gespeist wird.Die Verwendung des serienmäßigen Short-Blocks schafft ein kleines Rätsel, da der Originalkolben für den vollen VVT-Betrieb nicht ausreichend entlastet wird, wenn auf der Einlassseite größere Ventile verwendet werden.
Für diesen Bau haben wir nitrierte Edelstahl-Einlassventile in OEM-Größe (35 mm) und 31,5 mm (1 mm Übergröße) Inconel-Auslassventile gewählt;beide in der Single-Keeper-Groove-Umwandlungsvariante.Sowohl die größeren, von VAC Motorsports beschafften Schrick „Forced Induction“-Nockenwellen als auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Drehzahlbegrenzer im Skid Racer kippt, erfordern eine ordnungsgemäße Ventilsteuerung.Es wurde ein langlebiger Satz doppelter Hochgeschwindigkeits-Ventilfedern von Supertech Performance zusammen mit passenden federleichten Titanhalterungen verwendet.
Der S54 verwendet einen für BMW einzigartigen Schlepphebel-Kipphebel, der auf einer Kipphebelwelle montiert ist.Dies sorgt für eine Ventilöffnungsbeschleunigung und eine Vervielfachung des Kipphebelverhältnisses, kann aber nach Meinung einiger ein problematisches Verschleißteil sein.Wir haben Erfolg bei der Verwendung von WPC-Behandlung bei OEM-Wippstößeln gesehen, obwohl sich einige möglicherweise für eine DLC-Beschichtung entscheiden.
Mit den ausgelegten Teilen können wir uns jetzt der Liste der Verfahren nähern, die wir in der Maschinenwerkstatt abdecken werden.Obwohl der Ansaugkanal des S54 komplett CNC-profiliert ist, gibt es kleine Verbesserungspunkte wie Sitzprofil und Taschenhalsdurchmesser.Die Auslassöffnung ist ein geteiltes, D-förmiges Hochgeschwindigkeits-Venturi, das zum Spülen natürlich angesaugter verbrauchter Gase mit hoher Drehzahl vorgesehen ist.Profilarbeiten, wie z. B. das Richten des Läufers, werden hier Vorteile bringen.Die übliche mechanische Schnittstelle von Ventil zu Führung gilt immer noch für Wärmeübertragung, Ventilabdichtung und Langlebigkeit.Die S54s-Ventilführungen sollten nach Bedarf angegangen werden.
Nach dem Profilieren und Abrichten der Öffnungen versuchen wir, die scharfen Werkzeugspuren der Brennkammern einfach zu glätten.Wir überprüfen die volumetrische Einheitlichkeit auch mit einer Bürette.Der Sitzprofilierung ist aufgrund der Vergrößerung der Ventilgröße am Auslass große Aufmerksamkeit zu widmen.Der Ventilsitz dient zwei integralen Zwecken: Wärme aus dem Ventil in den Wassermantel zu leiten und den Anschlussübergang bereitzustellen, um die Brennkammer mit unserer wertvollen komprimierten (und oft zwischengekühlten) Atmosphäre zu versorgen.
Die Profilierung des Sitzes kann durch Läppen von Hand nachverfolgt werden, um eine richtig passende Schnittstelle zwischen Sitz und Ventil zu gewährleisten.Sobald die Ventilarbeit inspiziert und getestet wurde, ist der nächste Schritt das Deckfräsen und die Flanschinspektion, bei der das rotierende PKD „Sechser und Neuner“ kräuselt, um ein ultraglattes und flaches Finish zu erzielen.An dieser Stelle findet eine abschließende Teileinspektion statt, bevor die Teilewaschanlage erreicht wird.Sobald wir saubere und geeignete Teile haben, stellen wir die Ventile auf der Werkbank ein.Wir halten uns an die Vorgaben des Nockenherstellers und schließen die Endmontage mit einer Endkontrolle ab.
Bevor wir einen einzelnen Chip schneiden, müssen wir alle unsere Ziele auslegen und messen.Die Größen der Einlass- und Auslassventile betragen 35 mm bzw. 31,5 mm.Unser Ansaugziel ist mindestens 85 Prozent dieser 35 mm – oder mindestens ein Halsdurchmesser von 29,75 mm in der Tasche zwischen Sitz und Anschluss.Das Abgasziel liegt näher bei 90 Prozent von 31,5 mm – oder 28,35 mm – Halsdurchmesser.
Viele bemerken vielleicht einen Trend der Aufmerksamkeit, der dem Auspuff in dieser Anwendung geschenkt wird;Lassen Sie dies seine Bedeutung für die volumetrische Effizienz betonen.Bedenken Sie, dass die Ingenieure in München die meiste Zeit mit der Ansaugung verbracht haben.Wir haben den Zylinderkopf in eine Serdi-Ventilsitzmaschine montiert und einen Einsatz mit konvexem Radius verwendet, um den rauen Halsdurchmesser zu finden.Wir brauchen diese Messung, bevor wir die Läufer portieren.Es bietet uns auch die Möglichkeit, die Bearbeitungsspuren oder -nähte, die der Drehhalseinsatz hinterlässt, von Hand zu glätten.
Ein explorativer Sitzschnitt hilft bei der Gestaltung der Kehltasche.Während die perfekte Größe des Halses immer noch umstritten ist, gibt es keine Debatte darüber, dass die Verbesserung des Verhältnisses ein Schlüsselfaktor für die Verbesserung des Gesamtflusses ist.
Die nächste Stufe erfordert keine Layout-Flüssigkeit oder Anreißen.Die Einlassöffnungen sind mit einer O-Ring-Nut ausgelegt, und der Auslass wäre einfach karikaturistisch groß, um zu passen.Erfahrung und Diskretion sind also zwei Fähigkeiten, die den ruhigen Geradschleifer temperieren.
Die größten Bereiche der Chipherstellung sind die D-förmigen Halbmonde der Auslassöffnung.Wir schleifen, richten und übertreiben die D-Form.Nicht mehr als etwa 2 mm Materialabtrag von den Anschlusswänden sollten für die meisten Anwendungen mit weniger als 1.100 Whp ausreichen.Die scharfen Kanten und Trennwände im Einlass werden mit einer einfachen Kartuschenrolle mit 80er Körnung geglättet und geglättet.
Nach dem Profilieren erhält der Auspuff 80er Körnung, gefolgt von 120er Körnung.Wir folgen mit leichtem Querpolieren, um die Textur für die Kohlenstoffkontrolle zu zerstören.Die Brennkammer erhält die gleiche Endmassage wie der Auspuff, wodurch hohe Stellen und Werkzeuggrate beseitigt werden, um Frühzündungen oder Glühkerzen zu verhindern.
Der Verlauf der Auslassöffnung von chippy zu rutschig.Die Auslassöffnung erhält die meisten Materialentfernungs- und Umformungsarbeiten an einem S54-Kopf, der dazu bestimmt ist, Auftrieb zu sehen.
Das Profilieren der Ventilsitze ist ein weiterer Prozess, den viele als „dunkle Kunst“ betrachten.Es ist wirklich nichts anderes als Physik und Geometrie.Die kompakte 33-ccm-Brennkammer des S54 verwendet eine 12-mm-Zündkerze, die üblicherweise in Motorrädern zu finden ist, um die oben genannten Ventile zu montieren.
Um dem kompakten Thema mit hohem Luftstrom treu zu bleiben, haben wir uns sowohl für 5-Winkel- als auch für Fräser mit abgerundetem Sitz entschieden, die von Goodson Machine Supply erhältlich sind.Beide Fräser lieferten uns einen leistungsfreundlichen 1-mm-45-Grad-Sitz, der zu gut übergehenden Schnitten in und aus der Schüssel passte.
Wenn Sie Titanventile verwenden oder extrem hohe PS-Niveaus fahren, sollten Sie einen kupferlegierten Sitz wie Moldstar90 oder ähnliches in Betracht ziehen (Vorsicht vor krebserregenden Berylliumlegierungen).Wir schließen die QC mit einem Hand-Lap-Job ab, wobei wir die altmodische, feine Kleeverbindung verwenden, um unseren Interferenzring zu überprüfen.Es bietet auch eine schön eingefahrene Ventilfläche, um größere Einfahränderungen im Ventilspiel zu vermeiden.
Diese Verfahren überzeugen nur mit runden und entsprechend spielfreien Ventilführungen.Dies wird je nach Bedarf angegangen, typischerweise bei Kernen mit sehr hoher Laufleistung und schlechter Wartung.Eine geeignete Ersatzführung ist eine Kupfer-Mangan-Einheit, die von Supertech Performance erhältlich ist.Denken Sie daran, dass in dieser Situation Rundlauf das A und O ist.
Ohne im Weg stehende Krümmerflanschbefestigungen sind wir in der Lage, die Ansaug- und Abgaskrümmerflansche von Hand zu begradigen und zu profilieren.Es bietet eine glatte und flache Auflagefläche für eine neue Dichtung zwischen Zylinderkopf und Krümmer.Der Zylinderkopf wird dann ausgerichtet und präzisionsnivelliert, bevor wir 0,002 bis 0,003 Zoll pro Durchgang auf der Rottler-Fräse mit einem PKD-Einsatz entfernen.Dies hinterlässt ein glattes, für MLS- oder Kupferkopfdichtungen freundliches Finish von Mitte 30 (Ra).Die Kammern, Backbordkanten und äußeren Deckskanten werden mit einer Rotationsfeile mit Fettnut entgratet, bevor die Späne ausgeblasen werden.
Die Rottler-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit polykristallinem Diamantwerkzeug hinterlässt ein regenbogenfarbenes Spiegelglanz-Finish auf der Zylinderkopfoberfläche.
An diesem Punkt ist die Spanherstellung abgeschlossen und es ist Zeit, unsere Mühe und Späne wegzuwaschen.Bremsenreiniger oder Lösungsmittel – zugeführt durch einen Strohhalm – und Druckluft können lästige Ablagerungen von engen Stellen entfernen.Sobald Sie sich an diesen engen Stellen sicher fühlen, ist es an der Zeit, unsere glänzenden Aluminiumteile durch die Teilewaschanlage zu führen.
Zwei Arten von Maschinen bieten die effektivste Reinigung: Heißwasser-Hochdruck-Sprühkabinen oder Ultraschall-Untertauchen.In unserem Fall ist es ersterer, dessen Betrieb dem einer riesigen Spülmaschine auf Steroiden ähnelt.Nach dem Schrubben mit einem heißen und leicht ätzenden Hochdruckreiniger werden die Gusskomponenten mit Wasser aus einem Industrieschlauch und einer Düse gespült, bis die Seifenreste entfernt sind.Diesen Schritten folgt Druckluft, um jegliche Restfeuchte zu trocknen.
Eine gründliche Reinigung gefolgt von einer gründlichen Sichtprüfung vor dem Mock-up ist ein kritischer Schritt, der nicht übersehen werden sollte.
Der S54-Kopf wird dann zu einer sauberen Montagebank mit einer weichen Gummitischoberfläche gebracht, um die Feinfräsung vor Kratzern zu schützen.Hier halten uns sowohl ein Handbuch als auch Erfahrung auf dem geraden und schmalen Pfad der Mise-en-Place-Präzision.Wir ziehen es vor, die Ventile, Ventilfedersitze, Federn, Halter und Umrüstschlösser mit einer Nut wie Reihenformationen auf einem Schlachtfeld auf der Bank angeordnet zu legen.Wenn alles an seinem Platz ist, ist es leicht zu sehen, was, wenn überhaupt, fehlt.
Hier sehen Sie die OEM-großen Einlassventile mit ihrer Nitridbeschichtung zusammen mit den 1 mm übergroßen Inconel-Auslassventilen.Der Schlüssel zu großen Gewinnen bei dieser speziellen Anwendung besteht darin, die verbrauchten Gase so schnell und so effizient wie möglich zu entfernen.
Zylinderkopfmodell zum Einstellen des Ventilspiels ist der nächste Schritt;Sie können auch die Ventile am Motor einstellen, wenn es Ihnen passt.Wir finden es weniger nervenaufreibend, die Peitsche vor dem Festlegen einer geklemmten Kopfdichtung einzuwählen.Während dieser Reihe von Schritten verwenden wir leichte Kontrollfedern anstelle der hochfesten Doppelfedern, um das Modellieren zu erleichtern.Denken Sie daran, dass die Nichtbeachtung der richtigen Einstellungsrichtlinien zu verbrannten Ventilen, geringer Leistung, einem lauten Ventiltrieb oder anderen peinlichen Ergebnissen führen kann.
Schrick Camshafts fordert ein Ventilspiel von 0,25 mm (0,010 Zoll) Einlass und Auslass für die Verwendung mit ihren Grinds.BMW fordert 0,18-0,23 mm (0,007-0,009 Zoll) und 0,28-0,33 mm (0,011-0,013 Zoll) Abstand am Einlass bzw. Auslass.Passend zum Thema Motorrad stellt Wiseco ein Shim-Kit mit 8,9 mm Außendurchmesser für Husqvarna, KTM und Husaberg her, das auch für den S54 passt: P/N: VSK4.Für Puristen da draußen ist die BMW P/N: 11340031525 vielleicht besser geeignet. Wenn Sie (oder Ihr Maschinist) beim Sitzfräsen auf Zack waren, wird es für Sie gut funktionieren, im mittleren Bereich der Shim-Dicke zu beginnen.
Das richtige Drehmoment an den Nockenkappen ist entscheidend für die genaue Einstellung des Ventilspiels.Wenn Sie dies außerhalb des Motors tun, kann dies das Leben körperlich erleichtern, und im Falle eines Problems müssen Sie den Zylinderkopf nicht vom Block entfernen.
Die Ventilschäfte erhalten Torco-Montageschmiermittel auf ihren Schäften und werden beim Einschieben in die Ventilführungen erneut auf Passgenauigkeit geprüft.Ventilfedersitze werden auf der Oberseite vor den Federn belastet und ein pneumatischer Kompressor lehnt sich in den Titanhalter.Dies geschieht weitere 23 Mal, bis alle Ventile, Federn, Halterungen und Schlösser installiert sind.
Als nächstes folgt die Installation der Kipphebelwelle, und es sollte beachtet werden, dass die Auslasskipphebelwelle beim S54 ein Ölloch hat, das von der Hauptölgalerie im Kopf gespeist werden soll.Wenn dieses Loch nicht richtig ausgerichtet wird, führt dies zu einer flachen Nockenwelle und Nockenfolgern.Fingerfolger sind ein Streitpunkt für einige, die häufig im Internet unterwegs sind;Ich werde jeden Streit vermeiden, indem ich einfach darauf hinweise, dass es drei anerkannte Stile von Schlepphebeln für die Verwendung mit größeren Nockenwellen und Betrieb mit hohen Drehzahlen gibt: Schrick Performance DLC-Stößel (P/N: SCH-CF-S54-DLC), DLC-beschichteter OEM BMW-Anhänger (P/N: 11337833259, kontaktieren Sie Calico Coatings) oder WPC-behandelte OEM-BMW-Anhänger (P/N: 11337833259, wenden Sie sich an WPC-Behandlung).
Diese WPC-behandelten Schlepphebel sind zur Ölretention mikrotexturiert und mit WPCs proprietärer Mischung aus Oberflächenbehandlungsmetallen imprägniert.
Driven Lubricants ist ein ausgezeichnetes, klebriges Nockenwellen- und Stößelfett;Stellen Sie sicher, dass Sie dies großzügig auf die Lappen und Fingerfolgerflächen auftragen.Achten Sie darauf, ein leichteres Montageöl auf die Nockenwellen-Lagerflächen und Lagerzapfen aufzutragen, bevor Sie die Kappen und Muttern montieren.Die Drehmomentspezifikationen und die Reihenfolge liegen bei Ihnen, denn wenn Sie dies tun, sollten Sie ein Handbuch mit diesen Informationen haben.
Die Arithmetik ergab, dass wir durch die Atmungsmodifikationen am Zylinderkopf 2-2,5 psi zurückgewinnen würden.Als Vorbereitung auf den erhöhten volumetrischen Wirkungsgrad ließen wir größere sechsrippige Hauptriemenscheiben aus Stahl schneiden und dann für Oxidationsbeständigkeit verzinken.
Am Ende zeigte der MAP-Sensor einen soliden Anstieg von 3 psi an, was dazu führte, dass das Rotrex-Gebläse je nach Tagesatmosphäre zwischen 14,5 und 17 psi erreichte.Ausflüge zum Rotrex Impeller-Geschwindigkeitsrechner zeigten, dass wir unseren C38-92-Impeller möglicherweise leicht übersteuern.Die Atmungsverbesserungen in Verbindung mit der Hauptriemenscheibe führten zu Zuwächsen von 156 PS und 119 lb-ft Drehmoment.
Bei den meisten Serienmotoren sind viele Pferdestärkengewinne zu realisieren, selbst bei solchen, die als zu kompliziert oder teuer erachtet werden.Die wahre Kunst besteht darin, die Schwelle sinkender Renditen in jedem System zu finden, bevor man mit investierter Zeit und Geld an diese Wand stößt.Ich hoffe, dass ich in naher Zukunft auf dieses Thema der Luftströmung und der Aufladung im Zusammenhang mit modernen Reihensechsern zurückkommen werde.Wenn diese Zeit kommt, werden noch mehr Daten mit Ihnen geteilt.
Besseres Atmen bringt größere Pferde.Das ist eine radikal verbesserte Leistungskurve für etwas mehr Schub und einen viel effizienteren Zylinderkopf.
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Postzeit: 12. Juni 2020