SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Der Bereich für Eure Projekte, Um- und Aufbauten. Auch Tips und Tricks zu Feinheiten, aber keine Standardthemen wie: so wechselte ich die Bremsbeläge.

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Knubbler
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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon Knubbler » Dienstag 22. Juni 2021, 18:43

schnubbi hat geschrieben:Sehe ich genau so wie du. Eine Serien-SV bei 10.000 oder mehr zu bewegen macht überhaupt keinen Sinn, bei der Gladius noch weniger. Leider gibt es Tuner, die sich mit dem SV-Motor nicht so gut auskennen wie du und nichts über die Schwachstelle wissen. Diese Motoren halten dann leider nicht besonders lange. Ich wollte mit meinem Post auch nur verhindern, dass Serien-SV Fahrer jetzt plötzlich Angst vor dem Pleuel Thema haben. :wink:


Das würde ich sofort unterschreiben. Vor Pleuel die abreißen, braucht nun wirklich keiner Angst haben, das ist ohne Vorschädigung oder Fehlbedienung extrem unwahrscheinlich. Wovor die Leute wirklich Respekt haben sollten, sind die Einspritzer Kurbelwellen, auf die ist überhaupt kein Verlass. Wie gesagt, die Knubbel oder Gladius sind da total unkritisch.


R6-Pille hat geschrieben:Bitte ergänz doch noch mal die Maximalkraft am besten anschaulich als Gewichtskraft in Tonnen im oberen Totpunkt ohne entlastende Gaskraft die durch die Kompression stattfindet.


Das Pleuel hat an der Stelle knappe 100mm² und es ziehen knappe 2 Tonnen daran. Also absolut unkritisch für diesen Werkstoff, selbst nach Dauerbetriebs Festigkeit. Zum Vergleich kann man sich mal die Panigale V4R ansehen, die satte 16500/min dreht und auch 81mm Kolben hat. Die oszillierenden Massen von ihr sind mir nicht bekannt, aber unter den selben Bedingungen würden da brachiale 4 Tonnen am Pleuel ziehen.

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scm
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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon scm » Dienstag 22. Juni 2021, 23:34

Knubbler hat geschrieben:Falls ich hier irgendwo Blödsinn von mir gegeben habe, bitte ich das zu entschuldigen. Wenn sich jemand gut auf dem Gebiet auskennt, würde ich mich sehr über eine Einschätzung und Tipps dazu freuen.

Also wenn du schon darum bittest: das Pleuel ist nicht vier Mal,
sondern nur doppelt so lang wie der Hub (lambda = 1/4) ... :mrgreen:

Nee, mal im Ernst: wieder ein sehr schöner Bericht von dir!

Viele Grüße
Sven

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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon Knubbler » Donnerstag 24. Juni 2021, 09:45

Hast mich erwischt! Kurbelradius hätte es heißen müssen. Pleuel 4x so lang wie der Hub waren dann doch eher die Zeiten von Carl Benz :mrgreen:

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Henning #17
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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon Henning #17 » Donnerstag 24. Juni 2021, 10:41

:crazy: positiv bekloppte hier unterwegs :wink:
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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon Knubbler » Freitag 16. Juli 2021, 11:50

Hallo zusammen,
einige werden es schon vermutet haben, ich kann mich nicht zufriedengeben mit einer Schätzung der Materialeigenschaften. :alright:
Ein Test musste her, gut wenn man eine Zugversuch-Maschine zur Verfügung hat :D
Also ein weiteres Pleuel auseinander gesägt und unten eine runde Aufnahme dran geschliffen.


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Damit konnte ich das Stück einspannen und eine Zugprobe herausarbeiten.

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Die Probe hat einen zylindrischen Teil, in dem die Dehnung stattfinden soll und geht dann konisch auf, an den Enden sind je ein Gewinde zum daran Ziehen. Diese wurde dann in Halter der Maschine eingeschraubt und die Einheit in die Anlage gesetzt. Auf die Probe wurde eine hochauflösende Kamera ausgerichtet.

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Die verschiedenen Farben und Richtungen dienen einem besseren Kontrast und Reflexionen, auf denen man dann später optisch mit einer Auswertesoftware messen kann.

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Links die ungespannte Probe und rechts kurz vor dem Abriss. Sie ist jetzt um 17% länger als ursprünglich und das ist die Bruchdehnung des Materials. Zu dem Zeitpunkt der Einschnürung hat man den elastischen Bereich des Materials verlassen und der zylindrische Teil zieht sich wieder zurück, während der Teil der Verjüngung nachgibt und immer dünner wird.
So sah das gute Stück dann nach der Prozedur aus, das wird ein netter Briefbeschwerer auf meinem Tisch. Unter dem Mikroskop gab es an der Bruchstelle nicht wirklich etwas Neues oder Interessantes zu sehen, daher lasse ich das mal weg.

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Jetzt kommen wir mal zur Auswertung und was das Material kann. Vorneweg, es ist kein Material von der Stange oder was ich in einem Katalog gefunden hätte.
Die Maschine hat eine Rampe zum Ziehen von 0,050mm/sek als Vorgabe bekommen. Hier sieht man über die Zeit des Versuches die Dehnung der Probe und den Stress im Material, bezogen auf den ursprünglichen Durchmesser.
Man muss aber dazu sagen, dass in Wirklichkeit der Stress nicht abnimmt, jedoch misst man nur die Kraft von Außen und diese fällt wieder ab bei der Einschnürung. Der verjüngte Durchmesser ist ja nicht bekannt, also rechnet man mit dem ursprünglichen. Aus Anwender Sicht interessiert uns aber in dem Punkt nur die maximale Zugfestigkeit, also was kann ich dran hängen bevor es abreißt.

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Uns interessiert aber nicht der Zeitverlauf, sondern der Stress über die Dehnung des Materials, also rechnet man es in ein Spannungs-Dehnungs Diagramm um. Hier mal ein Exemplar aus dem Lehrbuch zur Erklärung.
Zuerst befindet man sich im elastischen Bereich. Dort befindet sich der normale Anwendungsfall von Bauteilen, sie werden belastet, verformen sich elastisch und gehen danach wieder in den Ursprung zurück. Das ganze passiert linear auf der Hookeschen Geraden, auch genannt das E(lastizitäts)-Modul. Es beschreibt welche Kraft es pro Fläche braucht, um das Material elastisch zu verformen. Das ist ein sehr charakenischer Wert für ein Material.
Am Ende der Geraden erreicht man den Bereich der Streckgrenze und kommt zur plastischen Verformung, das Material fängt an nachzugeben und geht nicht mehr in die ursprüngliche Form zurück beim Entspannen. Wenn man dann an den höchsten Punkt kommt, ist man an der Zugfestigkeit angekommen und die Einschnürung beginnt, solange bis der Bruch eintritt.

spannungs-dehnungs-diagramm-08.png
spannungs-dehnungs-diagramm-08.png (31.33 KiB) 1066 mal betrachtet
Quelle: Maschinenbau-Wissen.de

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Das ist die fertige Messkurve zu dem Material. Das E-Modul liegt bei 204.000N/mm² und damit genau im erwarteten Bereich von dem Stahl. Die Zugfestigkeit liegt bei 1030N/mm², was schon ein recht ordentlicher Wert ist, wenn man es mit ST37 Wald und Wiesen Stahl vergleicht (370N/mm²). Jeddoch gibt zum Beispiel Carirllo für ihre Pleuel an bis zu 1500N/mm² an Zugfestigkeit zu haben. Aber die Zugfestigkeit alleine bringt einem garnichts, denn man könnte den Stahl auch einfach hoch vergüten, um die Festigkeit hoch zu treiben. Doch dann wird er spröde und das hat am Pleuel nichts verloren. Man hat an der Bruchstelle des abgerissenen Pleuels schon gesehen, dass es überhaupt kein sprödes Material gewesen ist.
Meine persönliche Vermutung wäre, dass Carrillo H-Schaft Pleuel tatsächlich etwas spröder sind und das über die stabile Form auch nicht weiter negativ ausfällt. So können sie eine höhere Festigkeit durch entsprechende Vergütung verwenden, ohne die Gefahr von Brüchen, hab zumindest noch nicht viel Schlechtes über die gehört. Leider sind bei diesen Pleuel die oszillierenden Massen oft deutlich höher als konventionelle Formen und das treibt die Kräfte der 2.ten Ordnung unnötig nach oben. Bevor jetzt einer mit dem Gedanken spielt, Nein ich werde keins meiner Carrillos auseinander sägen zum Messen :mrgreen:
Was an dieser Kurve auffällt, ist die hohe Streckgrenze von 918N/mm² im Vergleich zur Zugfestigkeit. Das macht also sehr viel mit, bevor es dauerhaft plastisch verformt wird. Jetzt mag sich manch Einer fragen was ich da so toll dran finde, jede 10.9er Schraube hat die selbe Festigkeit und Streckgrenze. Ja hat sie, aber nur ~9% Bruchdehnung, das Pleuel hat 17%. Ich habe zumindest in Stahl Tabellen kein vergleichbares Material von der Stange gefunden, daher schätze ich es als besonders ein. Werden die schlauen Japaner schon extra am Kochtopf so legiert haben :wink:
Ich bin natürlich immer noch kein Fachmann der Metallurgie, also habt Nachsehen wenn ich Blödsinn verzapft habe. Gerne sind auch Nachträge von wissenden Leuten wie zb. techam erwünscht, das schätze ich sehr.

Bis bald!

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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon Knubbler » Samstag 11. September 2021, 20:07

Seid gegrüßt,
ein kurzer Rückblick. Seit einem halben Jahr beschäftige ich mich nicht mehr mit den Minitwins und bin mit der Entscheidung sehr zufrieden :D Denn dadurch bleibt endlich mehr Zeit für die eigenen Projekte und die, welche ich nur aus Interesse angehe. Dadurch bin ich auch bei diesem Thema gelandet.
Ich habe vor einigen Jahren mal an einem SV1000 Motor gearbeitet. Größere Einspritzung, andere Kolben, Nocken umgeschliffen und Zylinderköpfe der TL1000 wurden verbaut. Denn diese haben 40mm Ventile und nicht nur 36mm wie die SV1000. Der Kenner weiß natürlich, dass es da ab 97' zuerst die S und später die TL-R gab. Damals und auch heute noch ist man sich einig, um Leistung zu "finden", gibt es nur die S Köpfe. Denn die R hat deutlich kleinere Kanäle. Siehe hier:

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(An dem S Kopf hatte ich schon gespielt, deshalb die Glasperlen Oberfläche)
Und so kommt es, dass Leute sogar auf Ihre TL-R mit nominell 10PS mehr dann doch nachträglich die S Köpfe drauf gebaut haben. Aber macht das überhaupt Sinn? Genau mit dieser Frage habe ich mich beschäftigt.
Zuerst ging es darum die Form und den Verlauf der beiden Kanäle zu ermitteln. Dafür wurden sie ausgegossen und anschließend vermessen. Dieses Mal nur von Hand, ein 3D Scan wäre zu aufwendig und auch nicht viel genauer.
Also wurden die zwei Köpfe auf der Flow Bench gemessen was an Luftmasse durch die Kanäle geht und welcher Druckverlust dabei entsteht. Als Variable dient hier der Ventilhub bis mechanisch das Ende erreicht ist.
Eigentlich ist das Ergebnis ja schon klar, wenn der TLS Kanal so viel größer und gerade ist, oder?

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Man sieht auf den ersten Blick, der S Kanal geht recht gleichbleibend und gerade durch. Während der R Kanal in der Mitte deutlich zusammen geht und am Ende einen Bogen zum Ventil macht. Aber warum hat Suzuki diesen Aufwand betrieben, um in der zweiten TL Generation neue Kanäle zu entwickeln? Durch größere Löcher muss doch mehr durch gehen.. wäre es da nicht am einfachsten bei 40mm Ventilen einen 39er Bohrer zu nehmen und den Kanal maximal zu weiten?
Nein bitte nicht, auch hier passt der Grundsatz so groß wie nötig, aber so klein wie möglich. In einem zu großen Kanal hat man eine zu geringe Strömungsgeschwindigkeit und damit deutliche Einbußen im unteren und mittleren Output. Das Drehzahlband wird unnötig verkleinert und wenn man es ganz übertreibt, dann kommt der Motor nicht mal mehr auf seine Spitzenleistung.
Hier der gemessene Größenvergleich der beiden Versionen:

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Die Ventile, Sitzringe und Gummi Ansaugstutzen sind bei beiden gleich. Was man schon beim Abguss mit dem Auge gesehen hat, verdeutlicht sich in den Zahlen. Der Kanal der S ist deutlich größer von der Fläche. Aber was ist jetzt gut und was schlecht? Ein Patentrezept gibt es da natürlich nicht, wäre auch zu einfach. Es zählt auch garnicht so sehr das Verhältnis von Sitzring zu Kanal alleine, das dient mehr meinen Erfahrungswerten. Die Strömungsgeschwindigkeit lässt sich näherungsweise ermitteln, indem man die mittlere Kolbengeschwindigkeit heranzieht und dann den Kolben und den Kanal in der Fläche zueinander ins Verhältnis setzt. So kommt man auf relativ eindeutige Grenzen für die Strömungsgeschwindigkeit. Und man sieht wo ein Motor entweder nur auf Spitzenleistung getrimmt ist mit einem relativ großen Kanal, eher für ein breites Band gemacht wurde oder der Kanal schlicht zu klein ist. Dann bricht das Drehmoment unweigerlich ein und auch mit schärferen Steuerzeiten wird nicht mehr rausgeholt werden. Man kann sich vorstellen, man möchte einen Marathon laufen und durch einen Strohhalm atmen. Selbst wenn man saugt so stark es geht, es wird nicht genug Luft hindurch kommen um den Bedarf zu decken. Schlussendlich wurden beide Köpfe auf der Bench gemessen:

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Na da staunt ihr? :mrgreen: Der R Kanal ist nicht nur gleichwertig, sondern in manchen Bereichen um 2% besser als der S Kanal. Das ist auch verständlich, denn der Verlauf der S gleicht eher einem gleichbleibenden Gartenschlauch. Sprich, die Grenzschicht baut sich auf und behindert dem gesamten Fluss, plus die übertriebene Größe. Der R Kanal ähnelt in Teilen eher einer Lavaldüse mit der Verengung und anschließenden Expansionszone. Ein Einlasskanal ist am Ende wie eine langgezogene Blende und damit kann man einen Koeffizienten für den Durchfluss bilden. Kurz gesagt, die Form der TLS hat sich nicht bewährt und wenn man sich zum Beispiel die Kanäle der letzten Formel 1 Sauger an, dann ähneln die schon deutlich stärker der TLR.
Man darf solche Messungen aber nicht für bare Münze nehmen, es ist mehr ein Werkzeug zur Einschätzung. Denn hier wird nur mit einem gleichbleibenden Durchfluss gemessen, die tatsächlichen Vorgänge im Einlass sind dann doch viel komplexer. Effekte wie Trägheit, Impulse und Schwingungen bleiben da außen vor, aber man kann quasi die aerodynamische Funktion des Kanals testen und das macht es so interessant.
Aber lasst uns doch mal den Output der beiden Fahrzeuge betrachten. Die TLR hat leicht schärfere Nocken und einen Tick mehr Verdichtung, aber nichts was große Änderungen rechtfertigen würde, eher müsste eine Verschlechterung im unteren Drehzahlbereich zu erwarten sein.
Ich habe mehrere Messungen verglichen zum Serienzustand der beiden Maschinen, von Prüfstand zu Prüfstand unterscheiden sich zwar die Absolutwerte, aber der Verlauf ähnelt sich. Diesen habe ich übernommen und die Werte der Leistung weggelassen. Die linke Achse ist einfach 0-100 ohne Einheit, um keinem TL Besitzer auf die Füße zu treten :wink:
Die S wird von Suzuki mit 102Nm angegeben und die R mit 104Nm, daran sind die Graphen ausgerichtet.

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Interessant ist generell eher der Verlauf des Drehmoments, die Leistung ist nur das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl. Was am Hinterrad schiebt, das ist alleine das Drehmoment multipliziert mit der Gesamtübersetzung. An der Leistungskurve kann man meist nur wenig erkennen und deshalb wurde sie hier gestrichelt dargestellt.
Es fällt einem direkt ins Auge, die R ist der S zu jedem Zeitpunkt überlegen oder zumindest ebenbürtig. Und das trotz dieser deutlich kleineren Kanäle.
Viel interessanter ist allerdings das Drehzahlband. Die R hat von 5250 bis 9500rpm über 90% ihres maximalen Drehmoments, während die S diesen Bereich nur von 6500 bis 9000 überschreitet. Das Band der R ist also um 70% breiter als das der S. Nebenbei ist auch noch die Spitzenleistung eine ganze Ecke höher.
Man kann also durchaus bestätigen, dass Suzuki ihre Hausaufgaben gemacht haben und die Community nochmal über die S Köpfe nachdenken sollte.

Diese Messung hat etwas mit einem anderen Projekt zu tun, das ich vor ein paar Jahren begonnen habe, aber nicht wirklich die Zeit hatte viel daran zu machen. Demnächst gibt es mehr davon :wink:
Bis dann!

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Re: SV650 aus dem letzten Jahrtausend

Beitragvon Kai Zen » Montag 20. September 2021, 12:26

Vielen Dank für die interessante und gut nachvollziehbare Darlegung. :pimpdaddy:

Ich hatte mit der S viel Spaß bis ich sie einer abrupten Kaltverformung unterzog. Mit dem Motor und dessen Charakteristik konnte bei beherztem und wohlbedachtem Einsatz manche Überraschung ausgeteilt werden. Der Plan auf das R-Aggregat bzw. einen vergleichbaren Motor umzurüsten wurde dann nie umgesetzt. Hätte letztendlich aber sicher zum selben Endergebnis geführt. Die Konstruktion bevorzugte erfahrene oder zurückhaltende Führungshände. Und dann waren bei der S trotz Hyperpro-Federbein und Gabelumbau da noch die aufsetzenden Motorschrauben ...

Das komplexe Zusammenspiel im Ansaugweg von Luftmenge, Strömungsgeschwindigkeit und Schwingung wird gerne unzulässig reduziert. Dabei kann hinten ja nur rauskommen, was ich vorne reinbringe.

Ich bin sehr gespannt wie es weitergeht. :dancing:
Es gibt keine Wahrheit, nur Spaß oder kein Spaß!


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