Balansfaktor på vevar

[Rallyfinnen]

Har fipplat lite med detta och tänkte skriva några rader så dom som är intresserade kan få lite info.

Balansfaktor är alltså hur mycket roterande motvikt man har på veven för att balansera ut vikten på kolv mm som rör sig upp och ner i cylindern. Ofta pratas det om att balansfaktorn borde ligga mellan 50-70% på en encylindrig motor. Det är ingen exakt vetenskap, utan beror lite på geometri i motorn odyl. För minsta belastning på ramlager brukar dom säga att man ska ligga omkring 50%. Detta går att läsa om ifall man googlar på typ 'crank balance factor' el dyl.


Jag började med att göra en liten 'jigg' för ändamålet.



Den ska ha två 'kniveggar' som ligger i våg för att veven ska kunna rotera fritt. Man kan göra det med kullager och rullar också, men jag valde den enkla vägen..
Man kan mäta på två sätt, men man vill ha ut hur många gram motvikt eller 'obalans' man har på den roterande delen av det hela, och sedan dividera det med den massan som går upp och ner i cylindern. Lilländen på staken räknas vanligtvis som 'upp och ner-vikt' och storänden som roterande.

Ett sätt är att lägga komplett 'upp och ner vikt' på vågen, och sedan se hur mycket den vikten minskar när motvikterna jobbar. Då ska staken vara vågrät för att mäta 'upp och ner vikten':



Sedan ska veven ligga med vevlagret horisontellt och man mäter igen:



Som ni ser i exemplet blir den ca 16,3g lättare när motvikterna 'lyfter'. Alltså är balansfaktorn 16,3/37=44%
Detta är ganska lågt, speciellt eftersom kolven är en lättad 32mm utan kolvring!

Andra sättet man kan få ut motvikten är att lägga upp veven i jiggen utan kolv på, snurra den fram och tillbaka, och rada på vikt tills den är i 'balans', och sedan väga lilländen med dom vikter man lagt på.
Här är ett exempel med en Zenoah std vev

Blev i detta fall 16,2 istället för 16,3g som i tidigare exempel, så det anser jag ligger inom toleranserna

Här är en Modellsport vev:


Nu kommer lite mer för er som kör buggy.. en +2 vev:


Och en stuffed (28mm slag), denna var i 'balans utan extra vikt på staken:


Dom vevarna har alltså betydligt mindre motvikt, och om man sedan kombinerar det med en tyngre kolv, kolvtapp och kolvring, så har man riktigt kass balansfaktor!!

Ta tex denna 36mm kolv:


Och kombinera den med en 'stuffed-veven' så får man 7,5/(39,2+7,5)=16% balansfaktor!
Formelförklaring: motvikt/(vikt på komplett kolv+vikt på lillände)
Har man då en stuffed +2 vev, så skulle jag anta att det blir ännu lite värre..

Bara som exempel kan man ta en lättad 32mm kolv med tapp o allt som då väger ca 30g+7,5g för lilländen: 7,5/37,5=20%, och det kan jag säga vibrerar 'bra' baserat på egen erfarenhet.

Ett annat exempel kan ju vara samma 36mm kolv ihop med +2-veven. Då blir det 9,55/(39,2+7,5)=20% dvs lika dåligt som stuffed veven ovan med 32mm kolv.

Slutsatsen är att balansfaktorn verkar vara i underkant på en std 23cc, och det blir bara värre ju tyngre kolv man har, och det verkar även bli bara värre när man byter till 'eftermarknadsvevar'.
Detta tror jag är en viktig faktor när det gäller ramlager som inte håller speciellt länge på buggymotorer! Dom håller relativt bra på touringmotorer även om dom varvas betydligt mer än buggy, men med dom mindre kolvarna ligger man ju som sagt bättre till med balansfaktorn, fast den inte är bra.

[Rallyfinnen]

Lite mer bilder för er som gillar att räkna!

35mm kolv


Lite lättad 32mm


Kan också nämna att lilländen på dom vevar jag vägt ligger mellan 7,2 och 7,5g
Kom på att denna måst läggas på kolven vikt när man räknar på andra sättet också! Får justera exemplen i förra inlägget!

David: du får väl styra upp detta med balanseringen av buggymotorer! Jag skruvar ju bara 23cc numera

[Dave]

Jävel!


Som om jag inte har tillräckligt med skit att pyssla med som jag inte hinner!¨


Intressant dock!
Har lite olika varianter på vevar också som borde mätas.
Tänker inte ens fundera på att bygga en bräda för ändamålet.
Här blir det traditionellt bonnmeck som i slutändan blir dyrare och tar längre tid än att göra det riktigt från början!
Precis som vanligt!

[Andren]

spännande, går det att lägga på mer vikt på veven utan att den tar i vevhuset eller krockar med veven?

[Rallyfinnen]

David får väl klura ut vad som går och inte! Jag får ju hålla stackarn sysselsatt så han inte blir en soffliggare som mig!


Veven går väldigt nära kolven i ND också, så det finns inte mycket plats. Andra alternativ kan vara att borra och lägga i tungsten. Så kan man ju försöka ta bort material runt vevtappen också. Jag är inne på det senare, det borde nästan kunna räcka för att komma till 50% med en lättad 32mm kolv.

[Rallyfinnen]

Idag blev det lite mer pyssel med detta. Har moddat några vevar för att se hur mycket det gör.
Började med en Zenoah vev som hade motvikt på 16,8g.


Slipade bort runt vevtappen, och konstaterade att den var lite 'sned-viktad' dvs när den hängde fritt utan motvikt på staken så var den lite sned.


Detta verkar för övrigt vara på dom flesta vevar, även innan man slipat. Fick då ta bort lite på ena sidan av veven tills den hängde rakt.
Här är slutresultatet, 3,6g gav slipningen:


Ser ut så här:


Sedan tog jag 28mm 'stuffed-veven' och plockade bort plasten, vilket gav drygt 4g.



Sedan slipade jag den också, och fick 7,9g totalt från det jag började med.


Mätte även en marinvev som ser ut som den skulle ha mycket motvikt

Denna var också 'snedviktad' original.

Sedan slipade jag +2-veven, vilket gav 5,2g (slipade lite mer på den)



Med att slipa veven och lätta kolv så kommer man nog ganska långt. En bra regel är nog att börja med att ta bort så mycket vikt som möjligt från kolven.
Som exempel ger den slipade Zenoah-veven ihop med en lättad 32mm kolv nu en balansfaktor på 55%, som verkar rätt vettigt. Lite sugen på att slänga ihop någon motor med dom delarna och varva lite..
Ett alternativ för att komma längre med motvikten utan att lägga på vikt, kan ju vara att byta vevtappen till en med hål i mitten också(som Modellsport-veven), kanske använda en kolvtapp från någon moppe eller dylikt som vevtapp.

[Rallyfinnen]

Fyller på lite med dagens erfarenheter..
Tog Zenoah-veven i föregående inlägg och samma (gamla) lättade kolv som också är med innan, vilket gav en balansfaktor på ca 55%, och satte ihop en motor.
Monterade den i rs5:an och torrvarvade en massa, men det kändes inte bra, den vibrerade lite för mycket. Kollade balans på rotor/fläkt, men den var ok, och veven hade jag kollat innan så den var riktigt bra riktad.
Enda som var att göra var att riva motorn igen och testa slipa av motvikterna, så jag bestämde mig att testa en balansfaktor på 50%. Slipade och vägde en stund, och sedan satte jag ihop den igen.
Kändes klart bättre, och kanske inte går att få bättre heller, men får väl se om jag inte blir tvungen att testa ännu lite lägre än.. 45% kanske..

Nu gäller ju detta just för en 23cc med lättad kolv, en annan motor (tyngre kolv/annat slag osv) kan mycket väl vara annorlunda.

[Dave]

Borde inte kompressionen påverka vibrationerna i stor utsträckning?
Inbillar mig att samma motor med två olika tjocka cylinderfotspackningar borde vibrera helt olika?

[Rallyfinnen]

Jag kan hålla med om det, en motor med högre komp går ju 'råare', men enligt teoretikerna ska det inte göra det för att kraften verkar åt ett håll på kolven, och åt andra hållet mot toppen, så summan blir 0.. tack vare det ska det inte påverka balansen i motorn. Men däremot lär det ge mer 'torsions-vibrationer' dvs motorn vill vridas åt ett håll när kolven bromsas upp under komprimering, och åt andra hållet när kolven accelereras när det tänder. Det går däremot inte att balansera bort.

[Rallyfinnen]

...fortsättning på tidigare test:

Slipade ner motvikterna så jag fick 45% och testade igen, den gick väl aningen lugnare än 50%.

Tog isär motorn igen och slipade en aning till så jag kom till ca 43%. Samtidigt mätte jag upp rakheten på veven och konstaterade att den var aningen skev. Antagligen från när jag dragit rotorn/fläkten med kolvstoppare som mothåll. Jag riktade upp den och tillverkade ett verktyg för att hålla emot på fläkten när man ska dra den.
Testade igen, och kunde inte märka någon större skillnad mot föregående körning på 45%.
Till slut satte jag i den modifierade 'stuffed-veven' som jag balanserade om tidigare i tråden. Hamnade då på ca 40% i balansfaktor, och tyckte den vibrerade aningen mer. Samtidigt kan det vara lite lurigt att jämföra med olika vevar inbillar jag mig.
Inom intervallet 40-50% har det varit som bäst verkar det som, även om jag inte hittat någon 'sweet spot' där motorn gått riktigt vibrationsfritt. Däremot känner man att vibrationerna ändrar karaktär lite grann beroende på balansfaktorn. Jag skulle väl påstå att det kändes 'mest rätt' omkring 45%, men har som sagt inte märkt någon extrem skillnad inom 40-50%.

[Dave]

Jag tror det är just "inertia-vibrationer" som blir problemet....
Med mätning och vägning kommer man antagligen väldigt nära en bra balans, men ju mer material man måste ta bort för att få balans, desto mindre tyngd har man kvar som motverkar inertian....
Minns inte exakt vikterna nu, men motorn jag har i Kraketen, en Zen 290 med +1 vev har en hårt lättad kolv och gav resonansvibrationer med tendenser jag inte sett tidigare.
Under ett visst varvtal ville rotationerna göra att luftfiltret roterade på stacken åt ett håll, men när man passerade ett visst varvtal vände den och ville snurra åt andra hållet istället.

Min DT005, den motorn jag hade i min Nutech är nog den jag haft som vibrerat minst utan tvekan.
28mm Zen vev och lättad kolv. med ganska hög kompression.

[Rallyfinnen]

28mm Zenoah-vevar verkar vara dom som har mest motvikt (förutom Modellsport som har något gram mer), så jag är inte förvånad att den vibrerar minst ihop med en lättad kolv (även om kolven antagligen är för tung ändå).
Sedan blir det sannolikt bara värre med diverse långslagiga vevar, stuffed, kanske longrod med tyngre stake osv, speciellt ihop med tunga kolvar.
Testa ta en motor och lätta veven runt vevtappen och se om det inte blir bättre, jag vågar nästan garantera att du märker skillnad.
Stuffed-veven som jag balanserade om är helt ok nu, men var kass innan. Men så är den ju inte stuffed längre heller

[Rallyfinnen]

Jag har klabbat lite med diverse vevar det sista, så jag tänkte jag skriver lite i denna tråd fast det egentligen inte har med balansfaktor att göra..
Eftersom jag bygger på rs5-motorn nu, så krävs det en vev med längre axel på svänghjulssidan, för dom har gjort motorn för Modellsports M1-vev, dvs den med extern tändning.
Fick hem en begagnad M1 vev från Norge. Tyvärr hade den dåligt vevlager, så den skulle isär och renoveras.
Så här såg det ut när jag fick isär den:



Tyvärr verkar det vara vanligt problem att vevlagren går på M1-vevarna. Jag har tom sett en där staken var blå i nedre änden.. Jag förstår inte riktigt varför, för jag är 99% säker att det är std zenoah vevstake. Modellsport-lagret är däremot lite annorlunda, med 'försilvrad' lagerkorg. Kanske strömmar luften/bränslet annorlunda för att vevhalvorna har annan form.. eller så är det pga lite längre slag i kombination med höga varvtal.. Hur som helst så tänkte jag att man kunde försöka förbättra kylning/smörjning på samma sätt som dom gör på större tvåtaktare:


Så jag gjorde en liten jigg för att fästa vevstaken i fräsen, och testade på en kina-stake innan jag fortsatte med en Zenoah.



Zenoah:


Konstaterade också att det finns två varianter på vevlager till Zenoah. En variant med färre rullar, och en med fler (samma antal som Modellsport). Jag vet inte om det beror på motorvariant, eller om dom bara bytt vid en viss tidpunkt, jag har vevar med båda varianterna. Den till höger är sannolikt den nya varianten, för den med färre rullar satt bla i en gammal marin-vev jag hade liggande.



Jag kom på att M1-veven har konan på samma avstånd på båda sidor, så genom att ta två Zenoah-halvor för kopplingssidan får man en vev med rätt längd på svänghjulssidan. Denna får bli reserv ifall jag skulle få problem med någon av Modellsport-vevarna under säsongen.

Kan bli lite pill eftersom man måste använda bult istället för mutter för att spänna fast rotorn, men det ska nog lösa sig. Att det inte finns kilspår är inget problem, för jag använder ingen kil ändå, jag lossar och vrider på rotorn för att justera tändningen.

[Rallyfinnen]

Så här blev modellsportveven med ny tapp, lager och stake (Zen original)
Är dessutom extremt nöjd mer hur rak den blev, känns som man börjar få koll på detta att rikta vevar nu.

[dreamcore]

Det är så att man önskar att man hade hälften av din kunskap inom området, tänk vad roliga projekt man kunde roa sig med.

Hatten av för kunskap