LS-Blöcke, Hauptkappen und Lager

Jul 17, 2023

Wenn Sie über das Lagerspiel sprechen, werden Sie feststellen, dass sich die Formel von Hersteller zu Hersteller ändert. Unterschiede in der Verwendung des Motors, der spezifischen Plattform, bevorzugten Ölen und Ölsystemen sowie Betriebs- und Umgebungstemperaturen müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Wir werden die grundlegende Theorie des LS-Netzes, der Lager und der damit verbundenen Faktoren diskutieren.

Bei der Erörterung der Grundlagen von Hauptbohrungen sind die vielen wichtigen Faktoren die Ausrichtung der Hauptbohrung, ein perfekt rundes Loch, die Spannung der Hauptkappe und die Konsistenz der Hauptbohrungsgröße. Da alle Hauptbohrungen mit einem einzigen Honkopf und mehreren Schleifsteinen gehont werden, entsteht eine perfekte Lochreihe, die keinen Versatz zulässt, wodurch das Problem der Fehlausrichtung der Hauptbohrungen gelöst wird, vorausgesetzt, die Hauptbohrungen wurden vor dem Honvorgang mittig ausgerichtet. Die Größe/Rundheit kann bei Verwendung eines einzelnen Honkopfs ein Problem sein, da das Material von Loch zu Loch unterschiedlich schnell abgetragen wird. Dies lässt sich mit vielen verschiedenen Techniken lösen. Aufgrund der technischen Natur der Prozesse müsste dies in einem eigenen Artikel aufgeführt werden.

Die Spannung im Register der Hauptkappe ist ein weiterer wichtiger Faktor, der zur Wiederholbarkeit der Rundheit/Geradheit der Hauptbohrung beiträgt. GM LS-Blöcke basieren, mit Ausnahme einiger weniger, nur auf dem Registerdruck, um die Wiederholbarkeit der Kappenposition zu gewährleisten. Wenn das Register locker ist und beim Entfernen und Anbringen der Kappe zur Montage die Spannung verloren geht, kann es zu einer Fehlausrichtung kommen und Probleme mit der Rundheit und Geradheit der Bohrungen sowie der Druckfläche verursachen. Dies ist bei vielen Aluminiumblöcken sehr häufig der Fall und muss durch das Hinzufügen von Hauptdübeln oder Stiften behoben werden.

Der Dübel und/oder Stift stellen sicher, dass die Position der Hauptkappe konsistent ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Hauptbohrungen während des Bauprozesses im Block gleich bleiben. Dadurch bleibt die Hauptkappe auch an ihrem richtigen Platz, wenn sich der Block zu verformen beginnt oder die Hauptbefestigungen nicht in der Lage sind, die Kappe unter hoher Belastung richtig sitzen zu lassen.

Sobald sichergestellt ist, dass die Bohrungen korrekt sind, ist das Lager der nächste wichtige Bereich. Die Lage der Ölzufuhrlöcher sowie die Exzentrizität des Lagers auf der Innenfläche, an der das Öl zur Lagerung der Kurbelwelle zugeführt wird, unterscheiden sich je nach Hersteller und Block. Bei verschiedenen Herstellern von Blöcken und Lagern ist es wichtig sicherzustellen, dass die ausgewählten Lager denselben Standort als Ölversorgungsquelle nutzen.

Wenn Sie sich die Exzentrizität der Lager ansehen, werden Sie feststellen, dass unterschiedliche Öle, Betriebstemperaturen, Drehzahlen, das Design des Ölsystems, die Leistungsstufe und die Art der Nutzung eine Rolle bei der sich ändernden Notwendigkeit der Exzentrizität spielen. Das Konzept besteht darin, an der Trennlinie zwischen Hauptdeckel und Block einen Ölkeil zu erzeugen. Die 6/12-Uhr-Position des Lagers ist enger als die 3/9-Uhr-Position und schafft so Platz für den Ölkeil, der zum ordnungsgemäßen Schutz der Kurbelwelle und der Lager erforderlich ist. Auch dies ändert sich je nach Verwendung, aber die allgemeine Abweichung beträgt vier Zahlen, was bedeutet, dass Sie an der Trennlinie ein Wachstum des Innendurchmessers von 0,0001 bis 0,0005 Zoll feststellen können.

Auch unterschiedliche Lager und deren Einsatzmöglichkeiten kommen ins Spiel. Bei der Auswahl der Lager ist es wichtig, mit dem jeweiligen Hersteller über Ihren Verwendungszweck zu sprechen und ihm die Möglichkeit zu geben, die Anforderungen für Ihre Anwendung zu ermitteln. Sie werden Bi- und Tri-Metall sowie Beschichtungs- und Beschichtungsoptionen der meisten großen Hersteller sehen. Dies ist eine weitere Diskussion für sich und sollte bei Ihrer endgültigen Auswahl ausführlich mit dem Hersteller oder Bauunternehmer Ihrer Wahl besprochen werden.

Es gibt auch Unterschiede in der Breite und Fasentiefe der Lager, die berücksichtigt werden müssen. Bei serienmäßigen Kurbelwellenkonstruktionen arbeiten Sie mit einem weiblichen Radius, was bedeutet, dass der Radius in die Kurbelwelle zurückgezogen wird, wodurch eine breitere Lagerfläche entsteht und keine Gefahr besteht, dass ein Radius auf eine Lagerkante stößt. Aftermarket-Kurbelwellen haben einen Standardradius, der dort hineinragt, wo eine serienmäßige Lagerfläche vorhanden wäre. Dies macht ein verengtes oder abgeschrägtes Lager erforderlich. Der Radiusdurchmesser variiert je nach Hersteller oder Niveau der Kurbelwelle und nimmt typischerweise mit der vorgesehenen Leistungsstufe zu. Wenn die falsche Kombination verwendet wird, kommt es zu einem Metall-auf-Metall-Kontakt oder einem verringerten Ölfilm und führt zu einem katastrophalen Ausfall.

Schub oder Kurbelwellen-Endspiel sind weitere Toleranzen, die sich je nach Anwendung ständig ändern. Bei Serienausführungen ist eine Toleranz von nur 0,004 Zoll und bei extremen Anwendungen bis zu 0,012 Zoll üblich. Für den Ort, an dem dies festgelegt wird, gelten die gleichen allgemeinen Faktoren. Ein wichtiger Faktor, den wir festgestellt haben, ist die Notwendigkeit eines zusätzlichen Freiraums bei Fahrzeugen, bei denen eine Trans-Bremse längere Zeit in Betrieb ist, insbesondere bei Leistungsaddierern.

Wenn man sich Dinge wie verlängerte Spulenzeiten bei Turboaufbauten ansieht, wird man feststellen, dass aufgrund extremer Hitze und erhöhter Drücke zusätzlicher Raum für das Wachstum des Drehmomentwandlers benötigt wird. Die Rückseite des Lagers ist das Hauptziel des Drucks. Wir haben herausgefunden, dass Sie durch das Anbringen zusätzlicher Ölversorgungskanäle an der Rückseite des Drucklagers zusätzliches Öl zwischen dem Lager und der Kurbel kontrollieren können, wo der zusätzliche Druck ausgeübt wird. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer sowohl des Lagers als auch der Kurbelwelle unter diesen extremen Bedingungen zu verlängern.

Wir empfehlen, das anfängliche Endspiel des Aufbaus zu Nachverfolgungszwecken zu notieren, um schnell prüfen zu können, ob beim Einbau des Motors in das Fahrzeug ein übermäßiger Druck auf die Kurbelwelle oder ein Lagerschaden zu befürchten ist. Es ist auch wichtig, die Mittel des Kurbelwellensignals zu berücksichtigen, da bei zu hohem Schub die serienmäßigen Systeme zu Fehlfunktionen führen können. Bestimmte extreme Anwendungen erfordern einen fliegenden Magneten oder ein externes Kurbelsignalsystem.

Es ist auch wichtig, auf die Spannung, Verstiftung oder Dübel der Hauptkappe einzugehen. Wenn die Kappen verstiftet oder gedübelt sind oder die Spannung nicht angemessen ist, kann es aufgrund der falschen Platzierung der Hauptkappe zu unterschiedlichen Schubkräften kommen. Es ist äußerst wichtig, sicherzustellen, dass die Kappe/Druckfläche rechtwinklig zum Netz ausgerichtet ist, um Probleme zu vermeiden.

Wenn Sie sich schon einmal mit dem LS beschäftigt haben, insbesondere mit den Stroker-Motoren, sind Ihnen wahrscheinlich Ausfälle in den Hauptlagern Nr. 2/4 aufgefallen. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, das Problem eines vorzeitigen Lagerverschleißes oder einer vorzeitigen Lagerbeschädigung zu beheben. Bei der Erörterung des Problems und der Lösung gehen wir davon aus, dass alle zuvor genannten Bedingungen ordnungsgemäß behandelt wurden und korrekt sind, was bedeutet, dass wir nach einem Problem außerhalb des Blocks/der Lager suchen.

Bei der Konstruktion der originalen LS-Kurbelwelle werden keine Gegengewichte in der Mitte der Kurbel verwendet. Bei Anwendungen mit höherer Leistung und Drehzahl beginnt eine Schwingung der Kurbelwelle, die am stärksten im Hauptlager Nr. 2/4 zu beobachten ist. In den letzten Jahren war die Einführung zentral gegengewichtiger Kurbelwellen in die LS-Plattform der Lösungsansatz. Dies ist jedoch nicht immer möglich, da viele Aftermarket-Kurbelwellen keine Option für zentrale Gegengewichte bieten. Es sind geringfügige Abweichungen im Lagerspiel am Hauptlager Nr. 2/4 möglich, um zusätzlichen Spielraum unter der Kurbelwellenbiegung zu schaffen. Dabei handelt es sich nicht um eine Lösung des Grundproblems, sondern vielmehr um eine Möglichkeit, mit einem gemeinsamen Design zu arbeiten.

Wenn wir einen Blick außerhalb des Stromnetzes werfen, besteht das Problem auch bei Motoren mit großen Gebläsen oder Kompressoren. Wenn eine erhöhte Torsionsbelastung auf die Spitze der Kurbelwelle ausgeübt wird, kann es zu Schäden an der Hauptwelle Nr. 1 kommen, wenn diese nicht behoben werden. Dies kann durch einige externe Lageroptionen gelöst werden, die die Spitze der Kurbelwelle stabilisieren und die Belastung des Hauptlagers Nr. 1 verringern.

Abschließend ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass es bei jedem Bau zu Abweichungen kommen kann, was einer etwas anderen Antwort auf die Frage gleichkommt: „Wie baut man einen Motor richtig oder baut man das Stromnetz richtig auf?“ Jeder erfahrene Bauunternehmer sollte seine eigene Erfolgsformel finden, da es auf keine der oben genannten Fragen eine Antwort gibt. Am besten besprechen Sie diese am Ende ausführlich mit Ihrem Bauunternehmer oder Teilehersteller, um die spezifischen Anforderungen Ihres speziellen Baus herauszufinden.EB