Bessere Kurbelwelle
- Oeli
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Re: Bessere Kurbelwelle
Hallo Steffi,
Da machst Du Dir aber `ne Menge Arbeit,
wieviele Kurbelwellenuberholungen hättest Du in dieser Zeit machen können
Der Lagerkäfig gefällt mir , wie hast Du die Radien vom Fräsen nachgearbeitet
Gestoßen , gefeilt ... bin neugierig.
Gruß Oeli
Da machst Du Dir aber `ne Menge Arbeit,
wieviele Kurbelwellenuberholungen hättest Du in dieser Zeit machen können
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- hein weijers
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Re: Bessere Kurbelwelle
Ist die leichteste Lösung nicht ein z.B. 35mm Innenring an zu fertigen (oder anfertigen zu lassen), so dass 58 Stück 2mm Nadel eingefüllt werden können? Es können auch andere Massen gewählt werden, aber so, dass der Restspalt minimal ist. Das Problem mit dem Restspalt wird denke ich auch kleiner wenn dünnere Nadeln benutzt werden. Wenn das Unsinn ist, schiesse die Idee ruhig ab!Steffi hat geschrieben:Jup, jetzt hab ichs gesehen, sind Innenringe für Nadellager.
Nur, das löst das Problem nicht!
Was ich nirgends kaufen kann ist ein Lagerkranz mit 17 oder mehr 4mm-Rollen für einen Aussendurchmesser von 29mm und einer Breite von 22mm.
Den Innendurchmesser kann ich dann am Hubbolzen einfach anpassen.
Griesli aus Helvetien
Steffi
Grüsse aus Holland, Hein
Yamaha XS650 Special 5E6 1982
- Steffi
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Re: Bessere Kurbelwelle
Hallo OeliOeli hat geschrieben:Da machst Du Dir aber `ne Menge Arbeit, wieviele Kurbelwellenuberholungen hättest Du in dieser Zeit machen können
Der Lagerkäfig gefällt mir , wie hast Du die Radien vom Fräsen nachgearbeitet
Gestoßen , gefeilt ... bin neugierig.
Nicht viele.... Nachdem ich 6 hinter mir habe will ich Ruhe!
Die Radien hab ich nachgefeilt. Geht mit modifizieren Feilen eigentlich ganz gut.
Für eine Kleinserie muss ich mir noch was einfallen lassen.
Nö nö.... Geschossen wird nicht, höchstens bei Gelegenheit mit Worten!!hein weijers hat geschrieben:Ist die leichteste Lösung nicht ein z.B. 35mm Innenring an zu fertigen (oder anfertigen zu lassen), so dass 58 Stück 2mm Nadel eingefüllt werden können? Es können auch andere Massen gewählt werden, aber so, dass der Restspalt minimal ist. Das Problem mit dem Restspalt wird denke ich auch kleiner wenn dünnere Nadeln benutzt werden. Wenn das Unsinn ist, schiesse die Idee ruhig ab!
Der Rollendurchmesser ist nach unten begrenzt. Erstens tragen dünne Rollen (=Nadeln) weniger, zweitens wird deren Drehgeschwindigkeit gigantisch, drittens nimmt mit jeder Rolle die innere Reibung und Lagererwärmung zu.
Die 4mm Rolle scheint ein Optimum zu sein. Es gibt Nadelkränze mit 3.5mm Rollen. Davon wurde mir von den Lagerprofis abgeraten.
Griesli aus Helvetien
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- hein weijers
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Re: Bessere Kurbelwelle
Hallo Steffi,
Ich habe mich in eine frühere Antwort schon mal gefragt wie kwantifizierbar jede mögliche Wahl ist. Ich weiss es wirklich nicht.
-Vollrollige Lager können langsamer drehen als Käfiglager, aber wieviel langsamer? 10000 statt 15000?
- Nadel von z.B. 2 mm tragen weniger als 4 mm rollen, aber wieviel weniger? 10%, 60%? Es gibt dafür auch viel mehr Tragflächen.
- Die Oberflächengeschwindigkeit ist für jede Rolle immer gleich nur die Drehzahl wird höher.
-Wir sind uns alle einig dass der Reibungsverlust grösser wird mit mehr Rollen, aber wieviel? Wieviel wärmer wird ein Lager? 1 Grad? 10 Grad? Wird das mit der extra Ölfluss nicht mehr als total ausgeglichen?
Entschuldige, aber wenn ein "Lagerprofi" dann behauptet dass 4 mm Rollen optimal sind un 3,5 mm Rollen abzuraten???
Nochmal gesagt, mit soviele Variabelen kann ich nicht vorhersagen was das Optimum ist, aber die "Lagerprofis" können das auch nicht ohne ausführliche Teste.
Meine Einschätzung: vollrollig mit 30 Stück 3,5 mm Rollen (wie gross bleibt der Spalt?) und deine Feuerwehr Ölkühlung : optimal!!
Grüsse aus Holland, Hein
Ich habe mich in eine frühere Antwort schon mal gefragt wie kwantifizierbar jede mögliche Wahl ist. Ich weiss es wirklich nicht.
-Vollrollige Lager können langsamer drehen als Käfiglager, aber wieviel langsamer? 10000 statt 15000?
- Nadel von z.B. 2 mm tragen weniger als 4 mm rollen, aber wieviel weniger? 10%, 60%? Es gibt dafür auch viel mehr Tragflächen.
- Die Oberflächengeschwindigkeit ist für jede Rolle immer gleich nur die Drehzahl wird höher.
-Wir sind uns alle einig dass der Reibungsverlust grösser wird mit mehr Rollen, aber wieviel? Wieviel wärmer wird ein Lager? 1 Grad? 10 Grad? Wird das mit der extra Ölfluss nicht mehr als total ausgeglichen?
Entschuldige, aber wenn ein "Lagerprofi" dann behauptet dass 4 mm Rollen optimal sind un 3,5 mm Rollen abzuraten???
Nochmal gesagt, mit soviele Variabelen kann ich nicht vorhersagen was das Optimum ist, aber die "Lagerprofis" können das auch nicht ohne ausführliche Teste.
Meine Einschätzung: vollrollig mit 30 Stück 3,5 mm Rollen (wie gross bleibt der Spalt?) und deine Feuerwehr Ölkühlung : optimal!!
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Re: Bessere Kurbelwelle
Hi Steffi,Steffi hat geschrieben:Die Radien hab ich nachgefeilt. Geht mit modifizieren Feilen eigentlich ganz gut.
Für eine Kleinserie muss ich mir noch was einfallen lassen.
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Steffi
Kleinserie ist kein Problem, ich drehe und fräse, Du feilst.
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Re: Bessere Kurbelwelle
3,5er Nadeln sind erfahrungsgemäß gut geeignet aber halt nur käfiggeführt.hein weijers hat geschrieben: .... Meine Einschätzung: vollrollig mit 30 Stück 3,5 mm Rollen ...
Vollrollig ist gut für niedrige Drehzahlen wie z.B. an der Schwingenlagerung o.ä.
Gruß
Sven
Sorry, I have no XS...
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Re: Bessere Kurbelwelle
Hab mich mal informiert:
Das beste an dieser Stelle wäre ein Scheibenkäfig. Vorteile sind höhere mögliche Drehzahl ggü. vollrolligen Lagern und höhere Belastbarkeit als mit nem normalen Fensterkäfig.
Dabei wird eine Scheibe mit entsprechenden Ausstanzungen für die Rollen im Pleuel bzw. dem Außenring befestigt, braucht weniger Platz, gehen mehr Rollen rein, Reibung trotzdem gering.
Gruß
Das beste an dieser Stelle wäre ein Scheibenkäfig. Vorteile sind höhere mögliche Drehzahl ggü. vollrolligen Lagern und höhere Belastbarkeit als mit nem normalen Fensterkäfig.
Dabei wird eine Scheibe mit entsprechenden Ausstanzungen für die Rollen im Pleuel bzw. dem Außenring befestigt, braucht weniger Platz, gehen mehr Rollen rein, Reibung trotzdem gering.
Gruß
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Re: Bessere Kurbelwelle
Tja, siehste Hein, darin liegt das Problem.hein weijers hat geschrieben:Entschuldige, aber wenn ein "Lagerprofi" dann behauptet dass 4 mm Rollen optimal sind un 3,5 mm Rollen abzuraten???
Nochmal gesagt, mit soviele Variabelen kann ich nicht vorhersagen was das Optimum ist, aber die "Lagerprofis" können das auch nicht ohne ausführliche Teste.
Obwohl ich mir einiges zutraue, habe ich mich eben noch nie so detailliert mit wälzgelagerten Pleuellagern beschäftigt.
Wenn ich nun mit Leuten spreche, die seit 35 Jahren intensiv mit diesem Thema in Hochdruckkompressoren und Industriemotoren zu tun haben, dann gebe ich auf Tipps aus der Ecke schon was.
Zumal sich deren Aussagen genau mit dem bei der XS erlebten deckt.
Es geht eben nicht darum, ein Lager mit extremer Belastung eines Rennmotors eine Saison am laufen zu halten.
Es geht darum, einen Motor bei moderater Belastung über mehrere hunderttausend Kilometer ohne Defekte am laufen zu halten.
Das stimmt nicht bezogen auf die Abmessungen des Pleuelfusses.Muehli hat geschrieben:Hab mich mal informiert:
Das beste an dieser Stelle wäre ein Scheibenkäfig. Vorteile sind höhere mögliche Drehzahl ggü. vollrolligen Lagern und höhere Belastbarkeit als mit nem normalen Fensterkäfig.
Scheibenkäfige kommen nur bei viel grösseren Lagern mit Rollen zur Anwendung.
Unsere Wälzkörper entsprechen eher Nadeln. Überlege mal die Abmessung der Scheibe, bei eine Rollengrösse von 4mm und einem Rollenabstand von 1mm. Mein Käfig mit 19 Rollen hat einen Rollenabstand von 1.77mm.
Diese Bauform braucht zudem eine Führung in axialer Richtung, um das Verkanten zu verhindern.
Oder es bräuchte zwei gekoppelte Scheiben, was konstruktiv viel aufwändiger ist als ein Käfig.
Zudem müssten im Pleuel die Führungsnuten nachbearbeitet werden, was bei einem Material mit 62HRC nicht ganz einfach ist.
Vollrollig mit 3.5mm Rollen wären machbar weil genügend Platz bleibt, um über einen Innenring im Pleuel den Umfang so zu wählen, dass der Restspalt die richtige Grösse hat.
Mir wurde von den Lagerspeziallisten von vollrollig aber sehr abgeraten. Die Traglast wäre zwar am höchsten, aber in einem Ausmass den es nicht braucht. Man bedenke, dass meine Lösung bereits 50% mehr Tragkraft hat. Das Problem von vollrollig bleibt die Temperatur. Nicht nur dass erheblich mehr Wärme entsteht (es gibt etwa 4mal mehr Reibung als im original Lager), durch die fehlenden Räume kann das kühlende Öl auch schlecht verteilt und transportiert werden. Das Profil des Käfigs ist gerade in dieser Hinsicht optimiert.
Ich bleib bei der gewählten Lösung und werd ja sehen, ob es reicht oder nicht....
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Steffi
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Re: Bessere Kurbelwelle
Daran habe ich nicht gedacht Mehr Wärme, weniger Kühlung, das ist keine gute Idee.Steffi hat geschrieben: Das Problem von vollrollig bleibt die Temperatur. Nicht nur dass erheblich mehr Wärme entsteht (es gibt etwa 4mal mehr Reibung als im original Lager), durch die fehlenden Räume kann das kühlende Öl auch schlecht verteilt und transportiert werden. Das Profil des Käfigs ist gerade in dieser Hinsicht optimiert.
Ich habe mich schon vorher etschieden um die Belasting des Pleuellagers zu verringern und zwar durch die verdichtung von 9,8 auf 8,7 (Originalwert) zu bringen und die NWZ 3-5 Grad zu verspäten. Ich habe die Verdichtung gesenkt durch Material ab zu drehen von den Kolben. Der Kolbenboden is massiev genug. Es bleiben noch mindestens 6mm Gussmaterial übrich.
Kombiniert mit ein NWPL müsste das reichen für ein langes, glückliches Pleuelleben
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Re: Bessere Kurbelwelle
Die Frage ist, ob die maximale Belastung durch den Verbrennungsdruck oder durch Beschleunigungskräfte auftritt.
Aber eine Reduzierung der Verdichtung macht bei diesem Motorenkonzept auch aus anderen Gründen Sinn (Laufruhe, spez. bei tieferen Drehzahlen).
Aber eine Reduzierung der Verdichtung macht bei diesem Motorenkonzept auch aus anderen Gründen Sinn (Laufruhe, spez. bei tieferen Drehzahlen).
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Re: Bessere Kurbelwelle
Der Verbrennungsdruck dominiert deutlich.AAALex hat geschrieben:Die Frage ist, ob die maximale Belastung durch den Verbrennungsdruck oder durch Beschleunigungskräfte auftritt.
Bei ca. 60bar und 80er Kolben sind das locker 3 Tonnen...
Sieht man auch bei den defekten Hubzapfen. Das Pitting ist immer im Bereich von ca. 0 bis 30° nach OT.
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Re: Bessere Kurbelwelle
Steffi, hast natürlich recht, dass so ein Scheibenkäfig extrem aufwändig ist, vor allem die Befestigung im Pleuel.
Und mit der Länge der Nadeln hast du natürlich recht, man bräuchte wohl 2 Führungsringe, weil sie zu lang sind.
War ja nur so ne Idee, heißt nicht, dass es sofort einsatzfähig ist.
Trotzdem wärs wohl die technisch schickste Lösung, man kann halt extrem viele Rollen unterbringen, ohne dass sich was berührt.
Aber das weißt du ja bestimmt selber. Wurschtel du mal schön, ich guck dir zu und klatsche zum Schluss...
Gruß
Und mit der Länge der Nadeln hast du natürlich recht, man bräuchte wohl 2 Führungsringe, weil sie zu lang sind.
War ja nur so ne Idee, heißt nicht, dass es sofort einsatzfähig ist.
Trotzdem wärs wohl die technisch schickste Lösung, man kann halt extrem viele Rollen unterbringen, ohne dass sich was berührt.
Aber das weißt du ja bestimmt selber. Wurschtel du mal schön, ich guck dir zu und klatsche zum Schluss...
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Re: Bessere Kurbelwelle
Das ist ja eine interessante Frage! Wenn ich das mal grob ausrechne, dann ist die maximale Kolbengeschwindigkeit 27 M/Sek. Bei 7000 U/Min bremst der Kolbe in 0,002 Sekunden nach null. Wenn ich als Masse von Kolbe+Teil des Pleuels 0,5 Kg anneme, dann ist die Bremskraft auf das Pleuellager mehr als 6500 Kg Beim Verdichtungstakt entlastet die Kompression das Pleuellager, aber die maximale Kraft gibt es beim Verbrennungstakt. Dann addieren Vebrennungskraft und Beschleunigungskraft teilweise. Die Totalkraft kann dann richtung 9 Tonnen gehen!!Steffi hat geschrieben:Der Verbrennungsdruck dominiert deutlich.AAALex hat geschrieben:Die Frage ist, ob die maximale Belastung durch den Verbrennungsdruck oder durch Beschleunigungskräfte auftritt.
Bei ca. 60bar und 80er Kolben sind das locker 3 Tonnen...
Sieht man auch bei den defekten Hubzapfen. Das Pitting ist immer im Bereich von ca. 0 bis 30° nach OT.
Ich denke also doch dass, wie Alex vermutet, die Beschleunigungskraft dominiert.
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Re: Bessere Kurbelwelle
Ich wurde gerade durch Bernd ganz vorsichtich gefragt um die Berechnung nochmal zu kontrollieren.
Er kam auf eine 10-fach niedrigere Beschleunigungskraft.
Und er hat recht! Ich habe Kg gesehen wo es sich um Newtons handelt!
Die maximale Beschleunigungskraft wird damit ungefähr 650 Kg und damit dominiert der Verbrennungsdruck von 3 Tonnen natürlich vollkommen.
Grüsse aus Holland, Hein
Er kam auf eine 10-fach niedrigere Beschleunigungskraft.
Und er hat recht! Ich habe Kg gesehen wo es sich um Newtons handelt!
Die maximale Beschleunigungskraft wird damit ungefähr 650 Kg und damit dominiert der Verbrennungsdruck von 3 Tonnen natürlich vollkommen.
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Re: Bessere Kurbelwelle
Da der Pitting bei 0-30° und nicht symmetrisch auftritt wird es der Verbrennungsdruck sein. Würde auch wieder für die Reduktion der Kompressoin sprechen.
Habe es aber noch gerechnet. Kolben und Pleuel mal mit je 400g geschätzt. 8000 U/min, ergibt eine maximale Kraft von ca 28 kN.
Da die Kräfte mit der Drehzahl quadratisch ansteigen ist es gerade bei hoch drehenden Motoren oftmals der Fall, dass diese Kräfte die Verbrennungskräfte übersteigen.
Belastung des unteren Pleuelauges. (Pleuelachse unteres Auge-obderes Auge = 0-180°)
Habe es aber noch gerechnet. Kolben und Pleuel mal mit je 400g geschätzt. 8000 U/min, ergibt eine maximale Kraft von ca 28 kN.
Da die Kräfte mit der Drehzahl quadratisch ansteigen ist es gerade bei hoch drehenden Motoren oftmals der Fall, dass diese Kräfte die Verbrennungskräfte übersteigen.
Belastung des unteren Pleuelauges. (Pleuelachse unteres Auge-obderes Auge = 0-180°)