Den LS verfeinern

Viele Jahre lang wurde das Honen von Zylindern oft als routinemäßiger und einfacher Vorgang dargestellt, aber das gilt nur in den Händen eines professionellen Motorenbauers. Moderne wissenschaftliche Erkenntnisse zu diesem Thema sind den Techniken der alten Schule meilenweit voraus, und im heutigen, mit Informationen überladenen Internet werden viele Bauanfänger Opfer falscher Vorstellungen zu diesem Thema. Die wahre Komplexität des Honens und seine Bedeutung werden nicht immer so widergespiegelt, wie es sein sollte.

Professionelle Hersteller verfügen über die Erfahrung und das Wissen, um zu erkennen, wann und wo verschiedene Techniken zum Honen von Zylindern eingesetzt werden müssen. Wenn man altmodische Methoden anwendet, wie zum Beispiel einen traditionellen Kugelschliff am Ende einer Bohrmaschine, können ein paar Dutzend zeitlich gut abgestimmte Schläge eines Experten außergewöhnliche Ergebnisse liefern – sicherlich ausreichend für den „durchschnittlichen“ Motoraufbau eines typischen Fahrers. Stil Oldtimer. Aber hier endet die alte Schule.

Wenn es um die heutigen Hochleistungsmotoren mit hoher Leistung geht, gilt: Altes raus, Neues rein, und auch beim beliebten LS-Motor gibt es keine Ausnahme. Moderne Hontechniken sind sowohl ein Leistungsaspekt als auch Teil des Motordesigns, und das liegt an den viel engeren Toleranzen und Spezifikationen, die Motoren heutzutage benötigen.

Es steht außer Frage, dass sich die Motoreffizienz in den letzten Jahrzehnten drastisch verbessert hat – eine Folge der Notwendigkeit, Emissionen zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu senken –, aber die Technologie dahinter geht über den Alltagsgebrauch hinaus und passt direkt zum Hochleistungsmotorenbau.

Obwohl es nicht als wichtigerer Aspekt angesehen werden sollte als alle anderen, ist die Zylinderhärtung ein Faktor für sich, der drastische Auswirkungen auf die Endleistung haben kann. Honen ist die Kunst der Oberflächenvorbereitung, die für jede spezifische Anwendung das richtige Kreuzschraffurmuster und die richtige Rauheit ergibt. In der Vergangenheit wurden viele Techniken eingesetzt, aber die moderne Bearbeitung folgt einem strengeren Weg.

„Denken Sie daran, Spezifikationen waren nicht mehr das, was sie heute sind, und deshalb ist Honen heute Honen und langweilig langweilig“, sagt Bob Dolder von Sunnen. „Man möchte beim Honen nicht mehr bis zur nächsten Übergröße gehen, sondern mindestens 0,005 Zoll übrig lassen, um einen Zylinder zu honen.“ Beim Honen geht es darum, die Werkzeugspuren zu entfernen und den Zylinder so perfekt wie möglich zu machen. Dort erhalten Sie Ihre Geometrie, Oberflächenbeschaffenheit und den Kreuzschraffurwinkel, die alle entscheidend sind, und Sie erhalten diese Spezifikation nicht von der Honfirma, sondern vom Ringhersteller.“

Am Anfang eines jeden Motorbaus steht die Betrachtung des Gesamtbildes – der endgültigen Anwendung des Motors – und die Auswirkungen werden noch relevanter, wenn man die Bedeutung der Zylinderverfeinerung berücksichtigt. Sobald die Entscheidung für Kolben und Ringe gefallen ist, wird es konkret, und mit den Ringen kommen wichtige Spezifikationen des Herstellers. Sie stellen präzise Spezifikationen auf der Grundlage der Verwendung der Engine bereit und benötigen Antworten auf zahlreiche Fragen, die sie betreffen. Handelt es sich um eine Straßen- oder Rennanwendung? Welche Art von Kraftstoff werden Sie verwenden? Welche Art von Öl? Die Antworten auf diese und weitere Fragen bestimmen die Schleifspezifikationen.

„Jahrelang war jeder auf der Suche nach einer möglichst glatten Oberfläche“, sagt Ed Kiebler von Rottler Manufacturing. „Das Problem besteht darin, dass man die Reibung verringert, aber die Abdichtung opfert. Wenn man Turbo-, Gebläse- und Lachgasmotoren verwendet, steigt der Verbrennungsdruck und man versorgt diese Motoren mit unglaublichen Mengen an Kraftstoff, und was dabei passiert, ist, dass diese echt sind.“ Bei feinen Oberflächen wäscht man das Öl von den Zylinderwänden. Die Ringe brauchen Öl zum Abdichten.“

Wenn Sie sich fragen, warum ein Ringhersteller diese Spezifikationen bereitstellen sollte, werfen wir einen kurzen Blick auf seine Funktionsweise. Sie sind Experten auf dem Gebiet der Tribologie, also der Lehre von Reibung, Verschleiß und Schmierung. Fast die Hälfte der Motorreibung entsteht durch den Kontakt zwischen den Kolbenringen und den Zylinderwänden, was diesen wissenschaftlichen Aspekt zur Hauptstudie der Ringhersteller macht. Eine der vielen Komplexitäten ist die Beziehung zwischen Ringmaterial und -konstruktion sowie der Schmierung an den Zylinderwänden, die mit dem Honen einhergeht. Wenn Sie also einen erfolgreichen Kolbenring herstellen wollen, müssen Sie erfolgreich sein ein Experte für diese beiden Themen.

Viele Jahre lang wurde das Honen in einem Schritt (auch bekannt als „Old School“) durchgeführt. Das sichtbare Ergebnis und die Art und Weise, wie wir den Erfolg gemessen haben, war der Kreuzschraffurwinkel. Dies ist ein sehr wichtiger Winkel, da sich die Ölschicht so über die gesamte Zylinderwand verteilen kann.

„Es verbessert auch die Ringrotation“, sagt Kiebler. „Wenn der Schraffurwinkel zu steil wird, drehen sich die Ringe zu schnell und verschleißen. Wenn der Schraffurwinkel zu flach ist, beginnen sie zu laufen, weil das Öl eine flachere Schraffur anzieht.“ ."

Der Kreuzschraffurwinkel ist etwas, das Sie sehen können, aber das Problem ist, was wir nicht sehen konnten – die resultierende Oberflächenbeschaffenheit, die aus Gipfeln und Tälern ähnlicher Höhe und Tiefe besteht. Die Parameter der Oberflächentextur bei diesem Hontyp wurden in der durchschnittlichen Rauheit (Ra) gemessen. Beim Einlaufen werden die höheren Spitzen abgenutzt, sodass überwiegend glatte Oberflächen mit Tälern zurückbleiben, in denen sich das Motoröl festhält.

Der Nachteil des einstufigen Honens besteht darin, dass der Einfahrvorgang relativ unkontrolliert abläuft und zu leistungsbeeinträchtigenden Dichtungsproblemen sowie Ablagerungen führen kann. Schon in den 60er-Jahren begannen die Leistungs- und Abgasnormen die Schlinge um den Hals der Automobilhersteller enger zu ziehen, und es wurde ein neues Verfahren namens Plateau-Honen entwickelt, dessen Zweck darin bestand, das Einfahren zu reduzieren und die Motorabdichtung zu verbessern.

„Wo wir früher versucht haben, mithilfe der Rk-Parameter wirklich feine Oberflächen zu erzielen, um die Reibung zu reduzieren, versuchen wir jetzt, auf dem Plateau ein wirklich feines Finish zu erzielen, was wir Rpk-Messung nennen, da der Ring das sieht“, sagt Kiebler . „Wir versuchen dann, auf beiden Seiten des Plateaus tiefe Täler zu haben, um das Öl zu halten, das die Ringe abdichtet.“

Das Plateau-Honen besteht aus grobem Honen zur Erzeugung der Täler und glattem Honen zur Erzeugung der Spitzen. Im Laufe der nächsten Jahrzehnte entwickelte sich die Technik zu einer der relevanteren Technologien im Motorenbau. Im Zusammenhang mit dieser neuen Technologie wurden neue Parameter entwickelt, um die Oberflächenbeschaffenheit genau zu messen, da ein Durchschnitt nicht mehr ausreichte.

Die neuen Spezifikationen, die oft nur als Rk-Spezifikationen bezeichnet werden, waren die Kernrauheitstiefe (Rk), die die Rauheit der Grundfläche der Zylinderwand angibt, die reduzierte durchschnittliche Spitzenrauheit (Rpk), die die durchschnittliche Spitzenhöhe angibt, und die reduzierte Durchschnittliche Taltiefe (Rvk).

Ringhersteller wissen, welche entscheidende Rolle Motoröl bei der eigentlichen Abdichtung zwischen Ring und Zylinderwand spielt, und im Rahmen ihrer Tribologieforschung wissen sie, dass für eine ordnungsgemäße Abdichtung nicht nur die richtige Ölsorte und Viskosität, sondern auch die richtige Ölsorte erforderlich ist Es muss die richtige Menge zur richtigen Zeit an den richtigen Orten vorhanden sein.

All diese Faktoren führen dazu, dass unterschiedliche Kombinationen von Rk-Zahlen erhebliche Auswirkungen auf die Leistung bei jedem Motortyp haben, von Massenproduktionsmotoren bis hin zu allen Formen des Rennsports – ein Beweis dafür, dass unterschiedliche Motoranwendungen unterschiedliche Honparameter erfordern.

Sobald ein Maschinist über die Schleifspezifikationen verfügt, muss er im nächsten Schritt festlegen, wie er die Schleifarbeiten durchführen muss, um diese zu erreichen. Rk-Messungen erfordern die Verwendung eines Profilometers, eines Messgeräts, das eine Verfolgung der Oberflächeneigenschaften mit einer Genauigkeit von einem Millionstel Zoll ermöglicht.

Aber der Prozess umfasst noch mehr als nur das Honen und Messen. „Um es richtig zu machen, müssen Sie für jeden Blocktyp ein Protokoll führen“, sagt Dolder von Sunnen. „Machen Sie einen Härtetest und erstellen Sie ein Rezept für diesen Block und diese Härte.“

Blöcke können je nach Herstellungstoleranzen nicht nur eine unterschiedliche Härte aufweisen, sondern je älter ein Block wird und je härter er getrieben wird, desto härter wird das Metall. „Die Prüfung der Härte und die Entscheidung, wie das Schleifen durchgeführt werden muss, um die Spezifikation zu erfüllen, liegt beim Maschinisten“, sagt er. „Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein LS zu verfeinern, je nachdem, wo und wann es hergestellt wurde.“

Unterschiedliche Härten erfordern eine unterschiedliche Schleifkörnung, und obwohl es viel Zeit in Anspruch nehmen kann, das „Rezept“ für jeden einzelnen Block zu bestimmen, werden durch das Führen eines Logbuchs im Laufe der Zeit die Art des Blocks, die Härte und die gewünschten Schleifparameter ermittelt Beginnen Sie, die Lücken zu füllen, und der Prozess wird viel effizienter.

Ein Profilometer und ein Härteprüfer sind die beiden wichtigsten Werkzeuge, die Sie benötigen, zusammen mit einem hochwertigen Bohrmessgerät und Drehmomentplatten. „Beim Honen sollten unbedingt Drehmomentplatten verwendet werden“, sagt Dolder. „Hersteller verwenden Drehmomentplatten aufgrund ihrer Bedeutung bei neuen Blöcken.“

Neue Honmaschinen sind für mehrere unterschiedliche Honmaschinen programmierbar und können mehrere unterschiedliche Programme speichern. Dies ist eine weitere Möglichkeit, wie Motorenwerkstätten von einem Logbuch mit Formeln profitieren können, aber letztendlich liegt die Verantwortung immer noch beim Maschinisten.

„Es ist Sache des Maschinisten, sich die empfohlenen Rk-Werte anzusehen. Dann ist es eine Kombination aus den verwendeten Schleifmitteln und der Art und Weise, wie die Maschine eingestellt wird, um von der Grob- bis zur Endbearbeitung arbeiten zu können“, sagt Dolder sagt. „In manchen Fällen handelt es sich um einen zweistufigen Prozess. In anderen Fällen ist es ein dreistufiger Prozess. Es kommt nur darauf an, um welche Maße es sich handelt und wie man dorthin gelangt. Hier muss der Maschinist nachdenken und verstehen, wie die Maschine funktioniert.“ und was es kann und alles andere berücksichtigen.

Die richtige Werkzeugausstattung ist ein weiterer Aspekt moderner Technologie, der genauso wichtig ist wie jeder andere. „Jahrelang benutzte man Zweistein-Schleifköpfe“, sagt Kiebler. „Sechs-Stein-Schleifköpfe sind wahrscheinlich die optimalsten und sorgen für echte Rundheit. Zwischen den Sechs-Stein-Schleifköpfen und den neuen Parametern für die Oberflächenbeschaffenheit stellen wir wirklich einige PS-Zuwächse fest. Es macht viel Spaß.“

„Ich baue sogar Plateau-Lackierungen auf Straßenautos auf, weil ich den Vorteil sehe. Ich werde die PS-Leistung nie bemerken, aber ich mache es trotzdem, weil es der Langlebigkeit des Motors hilft.“

Im Laufe der Jahre war es üblich, den Prozess als einfach zu betrachten, aber in den letzten Jahren war das alles andere als das. Die scheinbar routinemäßigen Methoden der alten Schule konnten den Erfolg nur in den Händen eines Profis garantieren, und in der Wissenschaft der neuen Honmethoden spiegelt sich das Fachwissen eines modernen Motorenbauers wider.EB