LSブロック、メインキャップ、ベアリング

Jul 17, 2023

ベアリングのクリアランスについて議論するとき、その式は製造者によって異なることがわかります。 モーターの使用法、特定のプラットフォーム、推奨されるオイルと給油システム、動作温度と周囲温度の違いも考慮する必要があります。LS の主電源、ベアリング、および関連要素の基本理論について説明します。

メインボアの基本について議論する場合、多くの重要な要素は、メインボアの位置合わせ、真円穴、メインキャップの張力、およびメインボアサイズの一貫性です。 すべてのメインボアが単一のホーンヘッドと複数の砥石でホーニングされるため、オフセットを許さない完璧な穴のラインが作成され、ホーニングプロセスの前にメインボアが中心に配置されていれば、メインボアの位置ずれの問題が解決されます。 単一のホーンヘッドを使用すると、穴ごとに材料の除去速度が異なるため、サイズ/真円度が問題になる可能性があります。 これはさまざまなテクニックで解決されます。 プロセスの技術的な性質上、これは単独で記事に記載する必要がある内容です。

メインキャップレジスターの張力も、メインボアの真円度/真直度の再現性に大きく寄与する要因です。 GM LS ブロックは、いくつかの例外を除いて、キャップ位置に関する再現性をレジスタ圧力のみに依存します。 組み立てのためにキャップを取り外して取り付けるときにレジスターが緩んで張力が失われると、位置がずれて、ボアの真円度や真直度、さらにはスラスト面に問題が発生する可能性があります。 これは多くのアルミニウム ブロックで非常に一般的であり、メインのダボまたはピンを追加することで対処する必要があります。

ダボまたはピンにより、メイン キャップの位置が一定になります。 これにより、構築プロセス中にブロック上のメインボアが同じままになることが保証されます。 これにより、ブロックが歪み始めたり、メインファスナーが高い応力下でキャップを適切に固定できなくなった場合でも、メインキャップを適切な位置に保つことができます。

ボアが正しいことが確認できたら、次に重要な領域はベアリングです。 クランクシャフトを支持するオイルを供給する内面のベアリングの偏心や給油穴の位置はメーカーやブロックごとに異なります。 ブロックとベアリングの両方のメーカーが異なる場合は、選択したベアリングがオイル供給源として同じ場所を使用していることを確認することが重要です。

ベアリングの偏心率を調べると、さまざまなオイル、動作温度、rpm、オイル システムの設計、出力レベル、および使用の種類がすべて、偏心率に対するニーズの変化に影響を与えることがわかります。 コンセプトは、メインキャップとブロックのパーティングラインにオイルのくさびを作ることです。 ベアリングの 6/12 時の位置は 3/9 時の位置よりもきつく、クランクシャフトとベアリングを適切に保護するために必要なオイルのくさびのためのスペースが生まれます。 繰り返しになりますが、これは使用状況に応じて変化しますが、一般的な差異は 4 桁になります。つまり、0.0001 〜 0.0005 のパーティング ラインで内径の増加が見られる可能性があります。

さまざまなベアリングとその用途も関係します。 ベアリングを選択するときは、使用目的について特定のメーカーと話し、アプリケーションのニーズを決定してもらうことが重要です。 ほとんどの主要メーカーのバイメタルおよびトリメタルのほか、コーティングおよびメッキのオプションが表示されます。 これはそれ自体が別の議論であり、最終的な選択を行う際には、選択したメーカーまたはビルダーと徹底的に話し合う必要があります。

ベアリングの幅や面取りの深さにもばらつきがあるため、対処する必要があります。 純正クランクビルドではメスラジアスを使用します。つまり、ラジアスがクランクシャフト内に後退して座面が広くなり、ラジアスがベアリングエッジに衝突する可能性がありません。 アフターマーケットのクランクシャフトは、純正の座面が存在する場所に突き出る標準的な半径を持っています。 このため、ベアリングを狭くしたり、面取りしたりする必要があります。 半径直径はクランクシャフトのメーカーまたはレベルによって異なり、通常は意図した出力レベルに応じて増加します。 組み合わせを誤るとメタル同士の接触や油膜低下を引き起こし、致命的な故障につながります。

推力またはクランクシャフトのエンドプレイも、用途に応じて常に変化する公差です。 標準のビルドでは、公差が 0.004 インチほど厳しく、極端な用途では 0.012 インチほど大きいのが一般的です。 これを設定する場所にも同じ一般的な要素が適用されます。 私たちが発見した大きな要因の 1 つは、トランス ブレーキの使用時間が長い車両、特にパワー アダーを備えた車両では追加のクリアランスが必要であることです。

ターボビルドでのスプール時間の延長などに注目すると、極度の熱と圧力上昇によるトルクコンバータの成長のための追加の余地が必要であることがわかります。 ベアリングの裏側が主に圧力の対象となります。 スラストベアリングの後部に追加のオイル供給ギャレーを追加することで、追加の圧力がかかるベアリングとクランクの間の追加のオイルを制御できることがわかりました。 これは、このような極端な条件下でのベアリングとクランクシャフトの両方の寿命を延ばすのに役立ちます。

モーターを車両に取り付ける際に、クランクシャフトに過剰な圧力がかかったり、ベアリングが損傷したりする懸念があるかどうかを簡単にチェックできるように、追跡目的でビルドの最初のエンドプレイをメモしておくことをお勧めします。 推力が過剰になるとストックシステムが誤動作し始める可能性があるため、クランクシャフト信号の手段を考慮することも重要です。 特定の極端な用途では、フライング マグネットまたは外部クランク信号システムが必要になります。

メインキャップの張力、ピン止め、ダボを再度確認することも重要です。 キャップがピンで固定されている場合、ダボで固定されている場合、または張力が適切でない場合は、メイン キャップの配置が間違っているために推力にばらつきが生じる可能性があります。 問題を防ぐために、キャップ/スラスト面が電源に対して直角であることを確認することが非常に重要です。

LS、特にストローカーモーターの周りで時間を過ごしたことがある人なら、#2/4 メインベアリングの故障を見たことがあるでしょう。 ベアリングの早期摩耗や損傷の懸念を解消する方法は数多くあります。 問題と解決策について議論するときは、前述のすべての条件が適切に対処され、正しいと仮定します。これは、ブロック/ベアリングの外側で問題を探していることを意味します。

オリジナルの LS クランクシャフトの設計では、クランクの中心にカウンターウェイトは使用されていません。 より高い出力と回転数のアプリケーションでは、クランクシャフトの振動は、#2/4 メインベアリングで見られる最も極端な振動から始まります。 近年、LS プラットフォームへのセンターカウンターウェイトクランクシャフトの導入が解決策となっています。 ただし、多くのアフターマーケット クランクシャフトにはセンター カウンターウェイトのオプションが用意されていないため、これは常に可能であるとは限りません。 クランクシャフトのフレックスの下に追加のスペースを確保するために、#2/4 メインのベアリングクリアランスに若干の差異を許容することができます。 これは根本的な問題の修正ではなく、共通の設計を扱う方法です。

主電源のすぐ外に目を向けると、大型のブロワーやスーパーチャージャーを備えたモーターにも問題があります。 増加したねじれひずみがクランクシャフトのスナウトにかかると、対処しなければ #1 メインが損傷を受ける可能性があります。 これは、クランクシャフトのスナウトを安定させ、#1 メインベアリングの負荷を軽減するいくつかの外部ベアリングオプションで解決できます。

最後に、すべてのビルドには差異があり、それは「モーターのビルドや電源のセットアップの適切な方法は何か」という質問に対するわずかに異なる答えに相当することを覚えておくことが重要です。 上記の質問に対する答えは 1 つではないため、経験豊富なビルダーはそれぞれ独自の成功の方程式を見つける必要があります。 最終的には、ビルダーまたは部品メーカーとこれらについて詳しく話し合って、特定のビルドの具体的なニーズを見つけることが最善です。EB