Balansering info

EBB Tech leverer alle type balanse arbeider til ditt prosjekt.

Innholdet i denne informasjon rundt balanseforhold og relatert problematikk har jeg tenkt å holde på ett greit og lettforståelig nivå.

Her vil du finne generell info rundt balanserings problematikk og detaljer rundt dette.

Se egne sider for veivakslinger, svinghjul, remhjul, staker, stempler osv…

Balansering av motorens komponenter er for mange ett ukjent begrep når de bygger motor.

Motorene blir raskt og effektivt demontert på benken med mutter-trekker og skraller mens bestilling av deler flyr høyt under taket.

Hovedkomponenter som veiv , stempler og staker skal gjerne brukes om igjen og resonemanget som : ” det funket jo før så bare putt dem inn igjen” er alltid tilstede.

Noen velger å flytte terskelen og putter i ny veiv, staker , stempler og annet på veien.

-Er ikke en veiv bare en dings som snurrer rundt da ?

-Rådene holder jo bare stemplene og stemplene de går jo bare opp og ned ?

Jo da , i all enkelhet er det jo slik.

Men for den som har seriøse planer om å få full uttelling for sitt bygge bør strekke både tålmodigheten og kunnskapsnivået litt lengre enn som så.

Detaljene former som sagt helheten og ønsker vi en skikkelig kvalitet på helheten bør detaljene vektlegges nøye.

Ett felt hvor detaljene virkelig betyr noe er i hvor godt motoren du bygger , er i ” harmoni ” med seg selv. La oss kalle det ” balanse nivået ” , eller kvalitet på balanse i motoren din.

Mange faktorer påvirker dette forholdet og ett utall av komponenter er involvert i prosessen med å enten gi ett godt resultat eller ett IKKE så godt resultat.

Men vi skal her ta for oss ett veivparti med ; veiv , stempler og råder for å belyse litt av detaljene rundt dette med viktigheten av god balansefaktor i motorens komponenter.

Dagens seriøse gate , løps og racing motorer jobber på utrolig høyt nivå og ligger på meget høye effektuttak.

Slike motorer er i ekstra behov av nøyaktighet på mange felt og balanse forhold er ett av viktigste.

Kravene er bør stille i dag på balanse kvalitet ligger hakket høyere enn bare for noen år siden.

Men også detaljer som mange ikke tenker på betyr mye for balanse kvaliteten :

-Vil ett sett med lettere stempler påvirke balansefaktor ?

-Nye råder , er det ett problem ?

-Nytt svinghjul i aluminium,,,hva forårsaker det evnt av blanseproblematikk ?

– Svingnningsdemperen i front på veiven,,,er den tilfredstillende etter 200 000 kjørte km ?

– Dreid svinghjul,,,,problemer eller ikke ?

-veiven er slipt ifra før,,,ble den balansekorrigert etterpå ?

– Forskjellig trykkplate enn før,,,hva påvirkes og kan det skape problematikk ?

-Jeg har montert trigger “pinne ” på svinghjul,,,må jeg re-etablere balansefaktor ?

Listen på potensielle problemstillinger er faktiskt lengre enn en kan tro mht balanseforholdet i en motor…

Mengden av komponenter som både erstattes , skiftes med sterkere og mer sofistikerte løsninger stiller enda mer krav om å ha kontroll på hvordan de enkelte komponenter kan påvirke den dynamiske balanse faktoren i en motor :

Inntoget av masse såkalte ” Kina-deler ” gjør ikke tingene bedre.

Her kan man plukke og velge ifra fine katalogsider med flott
bling-bling faktor mens kunnskapen om kvaliteten på det en putter inni der blir alt for ofte forbigått.

Her er ett sett med nye forsterkede ( les Kina fabrikkerte ) råder og stempler som IKKE har akseptabel vekt-toleranse mellom delene.

( Disse rådene blir forøvrig også levert med underdimensjon på lille enden av råden og honer en ikke til klaringene riktig på disse nye rådene så blir det kjedelig resultat rett og slett.)

Her fra ett Nissan Skyline oppbygg.

Her til en annen Japse klassiker på tuningfronten ; CA 18 DET hvor de originale komponentene skal videre med på reisen etter overhalingen.

Etter 150 000 kjørte km kan allverdens fabrikks balanse-toleranse ha tatt vinterveien i form av slitasje , skader , ovalitet etc.

Skal du sikre kvaliteten i bygget ditt MÅ en ha kontroll på balansekvaliteten akkurat som en vet nøyaktig hvor mye løft kammene har eller hva det helt konkrete kompresjonsforholdet er.

Nye veivaksler , gjerne solgt i store kvantum ( ofte blir ” made in China ” utelatt ibrosjyrene ) som her:

(Ferdig Micro polert med lav-friksjons behandling i tillegg ifra EBB Tech.)

Denne veiven er totalt u-balansert ifra leverandør og vet en ikke at det er slik blir det reneste katastrofen å legge denne ned i blokken uten å balansere den til god toleranse….

Denne veiven til en vw T1 er også helt ny , med nytt svinghjul , remhjul og clutch. Skulle tro at delene ifra fabrikk holdt god standard ?

Nei , ikke i det hele tatt med sine mer enn 9 gr/cm avvik ifht ønsket nivå på balansefaktor.

Men den har jeg nå korrigert til en skikkelig ” race ” standard = 0.2 gr / cm og den er klar for det meste.

Svinghjulet på bildet her er garantert IKKE i stand til å innfri kravene en stiller for videre bruk i en motor selv om en har dreid det i en dreiebenk fint og flott…

Hvorfor ?

Fordi svinghjulet vil , i 99 av 100 tilfeller, opparbeide seg vektdifferanser rundt om på flaten i form av urundhet , dårlig oppspenning og andre problemstillinger. Korrigerer en ikke svinghjulet før en tar det i bruk torpederer en samtidig sitt eget motorbygg uten å være klar over det.

Har ett svinghjul en radie på la oss si 20 cm og du har på 20 cm radie ett avvik på 15 gram så kan jeg love deg at på 8000 rpm snakker du ikke om gram lengre som herjer på “uvillig ” mens hjulet går rundt.

Lagre liker absolutt ikke denne vektet i det hele tatt og resultatet kan bli dette :

Enkelt og greit lagerhavari som følge av for store avvik i balansefaktor.

Remhjulet / svingningsdemperen er en annen synder som kan gi katastrofale utfall hvis ikke tatt med på lag :

Her er det 4 remhjul som har problematikk :

Oppe venstre : korrosjon = vektdifferanser

Oppe høyre : Blitt banket på pga feil demontering = forskyvning av vekt / masse

Nede venstre : Modifisert og skadet gjengeparti = ute av balanse.

Nede høyre : sprukket senterdel….katastrofale konsekvenser ved fortsatt bruk.

Alle disse remhjulene MÅ korrigeres før videre bruk. Hvis ikke drar du bare med deg problemene inn i fremtidig bruk av motoren…

Audi sine 5 sylindrede motorer`s svingdemper / remhjul er også ofte i en særklasse hvor flere av dem rett og slett må kasseres da de i løpet av lang tid og mange kjørte km rett og slett går opp i vulkaniseringen mellom indre og ytre navdel.

Denne var en av Audi sine som lot seg korrigere selv om det var betydelig masse som måtte utbores på rett sted for å få den bra nok.

KUN via utmåling i meget nøyaktig og fintfølende balanserings-benk er dette mulig å finne ut av , dette er ikke noe ne kan se med det blotte øyet. Like lite som en kan bedømme hundredeler med ett blikk på delene…

Trykkplater kan være en av de absolutt største fellene hvis en bare monterer dem rett inn uten å tenke seg om:

Denne her lot seg korrigere , selv om det var betraktelig med vekt som måtte bort.

Problemet er at trykkplater kan være så mangt . Alt ifra skikkelige høykvalitetsvarer til plater som jeg ikke engang gidder å prøve å korrigere pga for dårlig produksjon og som det faktiskt ikke er mulig å få tilfredstillende…

Råder og stempler skal også være i harmoni og en vektjuster stemplene individuelt og justerer råde fra ende til ende.

Her justerer jeg vekten ifra ende til ende på noen råder til en Audi og korrigerer vekten på stempler til en Cosworth motor :

Så hva er ubalanse ?

Vi skal titte først på litt enkel sammenligning på dette med balanseforhold .

La oss ta noen så enkelt som ett sykkelhjul for eksempel på
balanse og funksjon :

Snurr ett perfekt balansert sykkel hjul med gitt kraft og det vil snurre utrolig mye lengre og ha mer holdbarhet i lagre osv enn ett som har ”humper ” på veien rundt eller skader , defekter og lignende.

Holder du i tillegg hjulet mellom hendene når det spinner vil du på ett perfekt balansert hjul kunne kjenne hvor fint det sviver rundt uten å prøve å hoppe opp og ned eller annet krøll.

Tar vi det en bit lengre og ser på hva som skal til for å gi ett hjul ideelle driftsforhold er det eksempelvis å bruke en god kvalitet på felg ( rund ) , eiker som veier like meget når hjulet er eket opp , ett dekk med jevnt fordelt vekt rundt hele banen , slange ditto og kompensasjon fo ventilens vekt slik at en høy nøyaktighet av utbalansering kan gjøres til slutt for å få ett
hjul som snurrer utrolig lenge med lav friksjon mot lagre , igjen gir lang
levetid på lagre osv osv.

-I Tour de France sykkeløpet er det ikke uvanlig at teamene har egne teknikere som har som hovedoppgave å sørge for at alle hjul er pefekt
utbalansert til enhver tid for rytterne som trenger hver tiendel pr km de kan få ut av syklene.

-Ett godt balansert hjul kan også gi ringvirkninger som at en kan benytte enda lettere komponenter i rammer , gaffel osv som igjen gir
”plusser ” i deres regnestykke for maksimal utnyttelse og holdbarhet akkurat som vi når vi leter etter plusstegn i vårt motorbygge.

Ett annet nært eksempel som mange kan kjenne selv er når ett dekk eller en felg på din bil er i ubalanse. Da rister det i ratt , bremser og annet. Det skal ikke mange gram til før du får skjelving i rattet som følge av feil vekt / masse på feil sted…

I all enkelhet er denne illustrasjonen basis også for det som er viktig i en motor som blir bygget.

På all roterende masse i hvilken som helst motor ( egentlig også mer enn den roterende massen ) er preferansen en så lav og nøyaktig terskel , eller balanseringsfaktor , som er hensiktsmessig / teknisk mulig gjennomførbar.

Da får en minst internt stress i motor , minst belastning på komponenter , minst energi tap , lengre levetid på komponenter samt mer ideelle driftsforhold.

En nøyaktig utbalansert motor vil ALLTID frigjøre mer energi til fremdrift og får lengre levetid på komponenter gitt samme utgangspunkt i sammenligning med motor med dårligere balansefaktor.

Veivaksling , svinghjul , råder , stempler , krysspinner , fjærer , lagre , clutch samt annet har ifra fabrikken fått sin terskel eller la oss kalle det ”nivå ” på hvor nøyaktig utbalanseringen er på disse elementer.

Serie produksjon , kostnader og bruksområde ( les ; ordinær bil ) stipulerer mer nivået i balanseringsprosessen enn hva som er mulig å få nivået til når en skal strekke strikken som en gjerne gjør ved dagens seriøse nivåer på gatebiler , løpsbiler osv.

Selve balansefaktoren eller kvaliteten på motorens dynamiske balanse handler kun om en ting :

Riktig vekt på rett sted !

La oss ta en titt på det i ett konkret tilfelle med en V8 motor EBB Tech har levert balanse arbeidene på :

Her på første bildet kan du se hvor mye ubalanse som er oppmålt før korrigering og utmålingen er utført på en ” skinkeradie ” på 3,5 tommers radie ( ca 75 mm ) ut fra senter på veiv:

Her er vektkorrigeringen som er nødvendig 105,94 gram , i venstre kolonne.

( i dette tilfellet skal det legges til vekt med Tungsten metall innfelt i skinken ).

Ser en på hva denne vekten reelt blir i kraft ved økende turtall på veiven under bruk så vil det være 1138 lbs / 7000 rpm = ca 500 + kg som herjer vilt og uønsket hvis vi lar veiven være slik.

Det vil rett og slett medføre totalt havari før kunden får kjørt særlig med km og med stor sannsynlighet en knukket veiv.

Slike store avvik på balanseforholdet ( som bør være lavest mulig )er særdeles destruktivt på den roterende massen i tillegg til strukturelle skader som vil forekomme når så stor masse /vekt er på feil plass.

Denne veiven i eksempelet er modfisert med bearbeidede skinker og det har resultert i denne dårlige balansefaktoren.

I vår : gr / cm toleransemål, tilsvarer det ett avik med mer enn 940 gr/cm !!!

Sammenlign da med ett typiskt ferdig utført race-spec emne som bør være rundt 1,5 gr /cm så skjønner en at dette veivpartiet i denne V8 motor har problemer , store problemer.

Når en riktig korrigering er gjordt ( ilagt Tungsten ) vil tallene være helt annerledes:

Nå kan en se hvordan den korrigerte kurven på vekt blir ved stigende turtall.

På samme turtall som vi før hadde mer enn 500 kg !! som vil påvirke veiven med uvillig masse har vi nå mindre enn 1 gram og balaansefaktor på 0.17 gr/cm.

Nå har v8`en EBB TECH jobbet med fått en veldig god toleranse samtidig vil veivpartiet nå være i stand til å gjøre det profilen på motorbygget blir.

En god og nøyaktig balansefaktor som DIREKTE gir gevinst i form av dynamikk , økt potensiale og ikke minst økt holdbarhet.

Har motorens interne komponenter riktig vekt på rett sted ifht veiv , svinghjul , remhjul , råder , stempler osv , ja så har også motoren best forutsetning til å frigjøre mer energi og få økt holdbarhet.