LORRTEC: Auswuchten von Kurbelwellen für Motoren V6 V8 V10 V12, und alle anderen Motortypen
- Das Auswuchten der Kurbelwellen von 4- und 6-Zylinder-Reihenmotoren
- Das Auswuchten der Kurbelwellen von 4- und 6-Zylinder-Flachmotoren
- Das Auswuchten der Kurbelwellen von V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, mit Auswuchtgewichten an den Pleuelzapfen.
- Das Auswuchten der Kurbelwellen von 1-, 2-, 3- und 5-Zylinder-Reihenmotoren mit Auswuchtgewichten an den Pleuelzapfen.
Je nach Fall und Bedarf wuchten wir die Kurbelwelle, die uns zugeschickt wird, als Subunternehmer aus, auch wenn wir nicht am Motor als Ganzes arbeiten. Wir wuchten auch alle Kurbelwellen von Motoren aus, die wir intern renovieren oder vorbereiten.
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Überblick über die Tätigkeit des Auswuchtens von V6-, V8-, V10-, V12-, 4-Zylinder-, 5-Zylinder-, 6-Zylinder-Reihen- oder Flachbettmotoren
Als Motorenhersteller muss LORRTEC beim Auswuchten von Motoren immer auf dem neuesten Stand der Technik sein. Welche Art von Auswuchtmaschinen besitzen Sie?
Wir besitzen eine Auswuchtmaschine der Marke SCHENK Pasio der neuesten Generation. Sie ist eine dynamische Auswuchtmaschine, die für den Maschinenbau entwickelt wurde und deren Software auf das Auswuchten von Kurbelwellen in Verbrennungsmotoren ausgelegt ist.
Welche Arten von Kurbelwellen/Motoren müssen ausgewuchtet werden?
Auswuchten von Rennmotoren
Die Kurbelwellen von Rennmotoren sollten ausgewuchtet werden, da sie bei hohen Drehzahlen betrieben werden. Für die Zuverlässigkeit ist es notwendig, die Belastungen auf die Lager (Linienlager) sowie die internen mechanischen Belastungen der verschiedenen Teile so gering wie möglich zu halten.
Ausbalancieren von Sammlungsmaschinen
Das Auswuchten der Kurbelwellen von Oldtimer-Motoren ist interessant, um störende Vibrationen zu begrenzen. Sie sind oft schwere Teile, insbesondere bei V6- und anderen V-Motoren (im Vergleich zu den heutigen Motoren), und ihre Verarbeitung ist nicht so präzise wie bei modernen Teilen. Es ist nicht ungewöhnlich, bei diesem Motortyp vor dem Auswuchten große Unwuchten zu messen.
Auswuchten der Motoren serienmäßig
Serienmotoren werden bei den Herstellern werksseitig ausgewuchtet. Allerdings ist die Toleranz (Norm) in der Erstausrüstung viel größer als die von uns verwendete (niedrigere Auswuchtklasse), wodurch die Vibrationen und die Belastung des Motors weiter reduziert werden können.
Unterschiede zwischen dem Auswuchten eines 4-Zylinder- oder 6-Zylinder-Reihenmotors und dem Auswuchten der Kurbelwelle eines V-Motors :
Auswuchten von V-Motoren :
Für V-Motoren und Reihenmotoren mit ungerader Anzahl von Zylindern (1, 2, 3 5 Zylinder) Es müssen Ausgleichsgewichte hinzugefügt werden, um die rotierenden und alternierenden Massen an jedem Pleuellager zu simulieren. beim dynamischen Auswuchten auf der Maschine. Dazu berechnen wir die zu verwendenden Massen anhand der Teile jedes Motors und beziehen sie beim Auswuchten mithilfe von bearbeiteten „Bobweights“ auf die Pleuellagerzapfen. Die Berechnung der Bobweight-Massen hängt also von den alternativen und rotierenden Massen (Pleuel und Kolben) und dem Auswuchtfaktor des Motors ab.
Auswuchten von Reihen- (und Flach-) Motoren :
Bei 4- und 6-Zylinder-Reihenkurbelwellen oder 4- und 6-Zylinder-Flachkurbelwellen sind keine Ausgleichsgewichte an den Pleuelstangenzapfen erforderlich, da jeder Zapfen einen gegenüberliegenden Zapfen besitzt (symmetrisch um 180°).
Das Auswuchten erfolgt klassischerweise durch Materialabtrag.
- Beispiele für 4-Zylinder-Reihenmotoren :
- Motoren Peugeot 205 bis 208 GTi, Renault Turbo, Williams, RS, Ford Pinto und Cosworth, BMW M3 E30 etc…
- Beispiele für 6-Zylinder-Reihenmotoren : BMW 6-Zylinder-Motoren
- Beispiele für 6-Zylinder-Flachmotoren: Flat6-Motoren des Porsche 911
- Beispiele für 6-Zylinder-Flachmotoren: Flat4-Motoren des Subaru GT WRX und STI
Hat der Winkel von V einen Einfall?
Nein, der Winkel hat keinen Einfluss auf das Balancing. Dadurch ändert sich das Grunddesign der Kurbelwelle, nicht aber die Methode des dynamischen Auswuchtens.
Welche Kurbelwellen von V4-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren haben Sie bereits ausgewuchtet?
Wir besitzen die Werkzeuge für die meisten V-Motoren wie :
- Kurbelwelle V10 DODGE Viper
- V6-GFK-Kurbelwelle mit aneinandergefügten oder versetzten Kurbelzapfen
- Kurbelwelle V6 Ferrari Dino
- Kurbelwelle V8 FORD Mustang
- Kurbelwelle V8 FORD GT40
- V6-Kurbelwelle von NISSAN GTR
- Kurbelwelle V12 JAGUAR XJS
- Kurbelwelle V10 PEUGEOT F1
- V8-Kurbelwelle BMW M3
- Kurbelwelle V8 FORD Cosworth DFV F1
- Kurbelwelle V8 FORD Cosworth HB F1
Etc.
Egal, um welchen V-Motor es sich handelt: V6 Peugeot, Renault, Ford, Maserati … , V8 Porsche, Audi, BMW, Mercedes oder amerikanische Motoren (Mustang, GT40, De Tomaso, Chevrolet Corvette … ), wir können das Auswuchten übernehmen und die notwendigen Werkzeuge herstellen, wenn wir sie nicht schon besitzen.
DEVIS
Was ist mit sehr engen V-Motoren wie dem 4-Zylinder-Motor des Lancia Fulvia oder dem des VW Golf VR6 und anderer Corrados?
Es sollte die gleiche Auswuchtmethode wie bei einem V6- oder V8-Motor verwendet werden: Beim dynamischen Auswuchten der Kurbelwelle dieser Motoren müssen daher unbedingt Ausgleichsmassen (Pleuel, Kolben) montiert werden.
Welche Teile zum Auswuchten einer Kurbelwelle unerlässlich sind
Für jede Kurbelwellenauswuchtung benötigen wir neue Schrauben, das Schwungrad, die Kupplung, die Riemenscheiben sowie die verschiedenen Zahnräder/Teile, die mit der Kurbelwelle verbunden sind.
Außerdem muss eine perfekte Zentrierung sowie eine einzigartige Positionierung zwischen den verschiedenen Teilen sichergestellt werden. Bei Bedarf bearbeiten wir Zentrierstifte.
Muss eine Kurbelwelle immer mit dem Schwungrad des Motors und der Kupplung ausgewuchtet werden?
Ja: Die Kurbelwelle wird zunächst allein ausgewuchtet. In einem zweiten Schritt wuchten wir das Motorschwungrad (und ggf. den Dämpfer) unabhängig von der Kurbelwelle aus. Schließlich kontrollieren wir das zusammengesetzte Ganze für ein optimales Ergebnis.. Mit dieser Methode kann ein defektes Schwungrad ausgetauscht werden, ohne dass in vielen Fällen die Kurbelwelle aus dem Motor ausgebaut werden muss. Aus demselben Grund wuchten wir auch die Kupplung unabhängig aus. Dies gilt jedoch nur für die schweren Stahlkupplungsmechanismen der älteren Motorengeneration. Moderne Rennmotoren hingegen verwenden Aluminiumkupplungen (Beispiel: Tilton-Kupplungen) 140 oder 184 mm, die extrem leicht und bereits ab Werk ausgewuchtet sind.
VORTEILE DES AUSWUCHTENS DES UNTEREN MOTORS UND DES AUSWUCHTENS DER KURBELWELLE
Das Auswuchten des beweglichen Gespanns (Kurbelwelle, Schwungrad, Dämpfer, Kupplung …) ist entscheidend, um die Vibrationen des Motors zu verringern, die Belastung der Lagerschalen zu senken und die Durchbiegung und mechanische Belastung in der Kurbelwelle selbst zu begrenzen.
Die auf die Kurbelwelle wirkenden Trägheitskräfte variieren in Abhängigkeit von zwei Parametern:
- die ROTATIONSGESCHWINDIGKEIT: Die Kräfte sind in diesem Fall proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit. Daher müssen Wettbewerbsmotoren, die hohe Drehzahlen erreichen, besonders sorgfältig ausgewuchtet werden.
- die BEWEGTE MASSE: Die Kräfte sind auch proportional zur bewegten Masse. Daher ist es wichtig, schwere Kurbelwellen wie die von Oldtimer-Motoren aus den 70er Jahren oder früher auszuwuchten. Außerdem ist es bei Rennmotoren entscheidend, diese beweglichen Massen (Pleuelstangen, Kolben, Schwungrad…) so leicht wie möglich zu machen, um die mechanische Belastung bei hohen Drehzahlen zu begrenzen.
LOW ENGINE LOADING: DIE WICHTIGSTEN PUNKTE
Leichtere Pleuelstangen :
Eine Verringerung der Masse der Pleuel (innerhalb der Grenzen von Steifigkeit und Zuverlässigkeit) ist immer vorteilhaft, um die Belastung der Lagerschalen zu begrenzen und das Hochdrehen zu erleichtern. H-förmig bearbeitete Pleuel (Beispiel: Carrillo-Pleuel) bieten den besten Kompromiss zwischen Steifigkeit und Masse und sind daher bei der Montage eines Rennmotors zu bevorzugen. Achtung: Die Masse des Pleuels muss beim Auswuchten einer V-förmigen Kurbelwelle (oder ungeraden Zylinderzahl) berücksichtigt werden. Eine Änderung der Masse des Pleuels erfordert bei V-Motoren zwangsläufig eine Neuauswuchtung der Kurbelwelle.
Leichtere Kolben :
Die Kolben sollten so leicht wie möglich sein (immer innerhalb der Grenzen der Zuverlässigkeit), um die Belastung der Zylinderwand sowie der Pleuelstange und ihrer Lagerschale zu verringern. Bei der Vorbereitung eines Motors wird die Verwendung von Schmiedekolben (Beispiel: CP Carrillo-Kolben, Mahle-Kolben, Wossner-Kolben …) empfohlen. Der Prozess des Schmiedens und anschließenden Bearbeitens gewährleistet höchste Robustheit bei begrenzter Masse und kontrollierter Wärmeausdehnung. Achtung: Die Kolbenmasse muss beim Auswuchten einer V-förmigen Kurbelwelle (oder ungeraden Zylinderzahl) berücksichtigt werden. Eine Änderung der Kolbenmasse erfordert bei V-Motoren zwangsläufig eine Neuauswuchtung der Kurbelwelle.
Leichteres Schwungrad :
Das leichtere Motorschwungrad ist seinerseits eine Sache des Kompromisses zwischen Motorakzyklizität und Dynamik des Hochdrehens. Ein schweres Schwungrad filtert die Drehmomentpulsationen, die durch die Verbrennung der einzelnen Zylinder verursacht werden (wichtig z. B. bei einem Einzylindermotor), heraus, beeinträchtigt aber die Beschleunigung bei gleicher Motorleistung. Ein Motor mit einer hohen Zylinderzahl (z. B. V10 oder V12) verwendet ein relativ leichtes Schwungrad, da die Zeit zwischen den einzelnen Verbrennungsvorgängen kürzer und das Drehmoment über einen Zyklus „konstanter“ ist. Bei Mehrzylinder-Automobilrennmotoren muss das Schwungrad so leicht wie möglich sein. Die Senkung des Acylismus ist dann keine Priorität und es ist wichtig, Beschleunigungsphasen zu bevorzugen.
WICHTIG: Entgegen der landläufigen Meinung bringt ein schweres Motorschwungrad kein Drehmoment in den Motor. Es fügt höchstens Trägheit hinzu und „linearisiert“ die Leistungsabgabe während der Beschleunigungsphasen etwas (kein Einfluss bei gleichbleibenden Drehzahlen), was in bestimmten Fällen (z. B. im Gelände oder beim Motorradfahren) für „Traktion“ sorgen kann, aber keinesfalls für Motordrehmoment …. Das Gefühl des Drehmoments ist in Wirklichkeit eher „Sämigkeit“ als Lebendigkeit beim Beschleunigen. Da diese weniger heftig ist, verringert sich der Schlupf, was in manchen Fällen zu mehr Grip oder Traktion führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Auto bei gleicher Leistung umso schneller beschleunigt, je leichter das Motorschwungrad ist, und zwar vor allem in den ersten Gängen des Getriebes (wo die Beschleunigung am größten ist). Das Auto beschleunigt schneller, wird aber in jedem Fall (leichtes oder schweres Motorschwungrad) die gleiche Höchstgeschwindigkeit beibehalten.
Ein leichteres Motorschwungrad ist gleichbedeutend mit einer leichteren Beschleunigung des Autos, man gewinnt an Trägheit des Autos (bei der Rotation), da die Masse des Fahrzeugs eine translatorische Trägheit ist.
Gewichtsersparnis bei der Damper-Riemenscheibe :
Die Dämpfungsscheibe fügt eine gedämpfte Masse hinzu (die vom Hersteller genau berechnet wird), um die schädlichen Auswirkungen von Resonanzfrequenzen auf die Kurbelwellen- und Schwungradbaugruppe zu minimieren. Einige Motoren sind anfälliger für dieses Phänomen als andere (z. B. 6-Zylinder-Reihenmotoren), und deshalb muss man bei der Modifizierung dieses Teils je nach Anwendung äußerst vorsichtig sein.
Kurbelwelle leichter machen :
Die Kurbelwelle ist ein Stück in Bewegung und muss daher leicht sein, aber es muss auch eine Vielzahl von mechanischen Belastungen aufnehmen, daher die vielen Gegengewichte, die (zusätzlich zu ihrer Rolle als dynamischer Ausgleich) die inneren Spannungen, die Durchbiegung der Kurbelwelle und damit die Belastung an den Leitungslagern begrenzen. Eine Rennkurbelwelle hat ein Maximum an Gegengewichten (8 Gegengewichte bei einem 4-Zylinder-Reihenmotor), während eine Serienkurbelwelle mit weniger Gegengewichten auskommt, um die Herstellung zu erleichtern und die Kosten zu senken (4 Gegengewichte bei einem 4-Zylinder-Reihenmotor). Daher sind die Gegengewichte einer Kurbelwelle von der Masse der an ihr befestigten beweglichen Teile (Pleuelstange, Kolben) abhängig. Sie sind vorhanden, um die dynamische Durchbiegung der Kurbelwelle bei hohen Drehzahlen auszugleichen und zu verringern. (Bei Formel-1-Motoren werden Schwermetalleinsätze verwendet, um die Dichte der Kurbelwelle an bestimmten Stellen zu erhöhen). Eine Kurbelwelle sollte daher nicht übermäßig leicht gemacht werden, da dies die Zuverlässigkeit der Kurbelwelle beeinträchtigen könnte. Letztendlich muss die Erleichterung der Kurbelwelle von Fall zu Fall betrachtet werden. Oft ist es sinnvoller, sich auf die Gewichtsreduzierung der peripheren Teile (Schwungrad, Pleuel, Kolben …) zu konzentrieren als auf die Kurbelwelle selbst. Bei V-Motoren ist es sehr schwierig, eine Kurbelwelle zu erleichtern, ohne eine umfangreiche dynamische Studie durchzuführen, da sonst das Auswuchten später unmöglich ist.
Die Verwendung von Stahlkurbelwellen, die speziell für den Rennsport entworfen wurden (Beispiel: Arrow-Stahlkurbelwellen), wird für Motoren mit hohem Wirkungsgrad empfohlen.
Kurbelwelle leichter machen :
Die Kurbelwelle ist ein Stück in Bewegung und muss daher leicht sein, aber es muss auch eine Vielzahl von mechanischen Belastungen aufnehmen, daher die vielen Gegengewichte, die (zusätzlich zu ihrer Rolle als dynamischer Ausgleich) die inneren Spannungen, die Durchbiegung der Kurbelwelle und damit die Belastung an den Leitungslagern begrenzen. Eine Rennkurbelwelle hat ein Maximum an Gegengewichten (8 Gegengewichte bei einem 4-Zylinder-Reihenmotor), während eine Serienkurbelwelle mit weniger Gegengewichten auskommt, um die Herstellung zu erleichtern und die Kosten zu senken (4 Gegengewichte bei einem 4-Zylinder-Reihenmotor). Daher sind die Gegengewichte einer Kurbelwelle von der Masse der an ihr befestigten beweglichen Teile (Pleuelstange, Kolben) abhängig. Sie sind vorhanden, um die dynamische Durchbiegung der Kurbelwelle bei hohen Drehzahlen auszugleichen und zu verringern. (Bei Formel-1-Motoren werden Schwermetalleinsätze verwendet, um die Dichte der Kurbelwelle an bestimmten Stellen zu erhöhen). Eine Kurbelwelle sollte daher nicht übermäßig leicht gemacht werden, da dies die Zuverlässigkeit der Kurbelwelle beeinträchtigen könnte. Letztendlich muss die Erleichterung der Kurbelwelle von Fall zu Fall betrachtet werden. Oft ist es sinnvoller, sich auf die Gewichtsreduzierung der peripheren Teile (Schwungrad, Pleuel, Kolben …) zu konzentrieren als auf die Kurbelwelle selbst. Bei V-Motoren ist es sehr schwierig, eine Kurbelwelle zu erleichtern, ohne eine umfangreiche dynamische Studie durchzuführen, da sonst das Auswuchten später unmöglich ist.
Die Verwendung von Stahlkurbelwellen, die speziell für den Rennsport entworfen wurden (Beispiel: Arrow-Stahlkurbelwellen), wird für Motoren mit hohem Wirkungsgrad empfohlen.
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