M530, Ford V4 motor

Alle informatie over restauratie en werken aan de M530
Post Reply
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Naast het restauratie topic van de M530 maak ik voor de motor die hierin komt een apart topic.
Reden is dat ik mogelijk wat zaken ga uitproberen, ik heb hier al eens wat over losgelaten in mijn resto topic dacht ik.
Wat er komt? We zien wel, heb altijd zat plannen en die wijzigen ook zomaar weer naarmate ik ergens zin in heb (of niet meer) en aldoende borrelt er wel es wat omhoog.

In ieder geval, ooit heeft Matra in al haar wijsheid besloten om een Ford V4 blok met bak in de Matra M530 te hangen.
Hoe ze tot deze keuze zijn gekomen is een heel verhaal, maar daar ga ik me niet mee bemoeien, ik hou me bij het ijzerwerk, da's al gewichtig genoeg.

Paar week geleden als oefenmateriaal al eens een oud blok wat nog bij Henk (elix) uit de oer-roest donoren komt helemaal uit elkaar getrokken.
De koelkanalen van blok en kop waren volledig dichtgeslibd met roest, geen beginnen aan. Daarom er toch maar aan begonnen, wat daar uitkwam ...
Motor bok gemaakt (u kent het inmiddels wel, had nog wat oud ijzer)
Kale blok hangt inmiddels netjes in de motorbok.
Kale Ford V4 in eigenbouw bok
Kale Ford V4 in eigenbouw bok
IMG_20220213_182122_compress27.jpg (178.93 KiB) Viewed 1271 times
Cilinderkoppen uitelkaar getrokken, we gaan wel even nadenken wat we hier aan kunnen doen.
In ieder geval ben ik van plan de poorten te gaan flowen, en om te weten wat je doet is een flowbank wel handig. Dus moet weer wat gemaakt worden.

Met een flowbank kun je de hoeveelheid lucht meten die bij een BEPAALDE onderdruk door bijvoorbeeld het inlaatkanaal met geopende klep stroomt. Door de in/uitlaat poorten te bewerken en bijvoorbeeld grotere kleppen te plaatsen kun je zorgen dat de lucht makkelijker in de cilinder komt met als doel betere vullingsgraad, meer koppel/vermogen.

Complexiteit met professionele flowbanken is dat ze de hoeveelheid lucht meten bij een CONSTANTE BEPAALDE onderdruk over het systeem, dat betekend dat je de luchthoeveelheid pompwerking (of via bypass) moet regelen om elke keer op dezelfde onderdruk uit te komen.
Verder wordt de hoeveelheid lucht GEMETEN wat betekend dat je hier een meetsysteem voor moet hebben. Middels oriffice, venturi of andere. Allemaal wel te maken van wat standaart MAF, MAP en temperatuur sensoren van een oud injectie systeem en bijv een Arduino bordje, maar maakt het voor de meesten complex.
Heb vandaag es een proto flowbankje bij elkaar gesprokkeld om es wat principes uit te proberen of het simpeler kan en waar we toch wat aan hebben.
Bijgaand wat teasers, later meer.
Flow bank
Flow bank
IMG_20220213_181943_compress32.jpg (132.5 KiB) Viewed 1269 times
Tafel met zuiggat en mal met meetgaten
Tafel met zuiggat en mal met meetgaten
IMG_20220213_182834_compress51.jpg (151.57 KiB) Viewed 1269 times
Wat gemeten, lijkt me wel duidelijk, .....
Wat gemeten, lijkt me wel duidelijk, .....
IMG_20220213_194952_compress49.jpg (191.96 KiB) Viewed 1269 times
Last edited by Vedrive on Tue Feb 15, 2022 7:37 pm, edited 1 time in total.
User avatar
matrafan
Posts: 2010
Joined: Sun Jan 13, 2008 7:00 pm
Location: LIMBURG

Re: M530, Ford V4 motor

Post by matrafan »

Ik ben benieuwd wat hier allemaal gaat uitkomen??

Voor mij zowiezo een beetje chinees die getalletjes allemaal.

Maar het zal zijn nut wel hebben achteraf daar ben ik van verzekerd.

Succes ermee.
Bagheera II bj. 1980
Bagheera II bj. 1979
Kia Stonic bj.: 2018
Camper Peugeot Pilote bj. 1991
Muddy Bandit
Posts: 1620
Joined: Fri Jan 11, 2008 11:28 pm
Location: Almelo NL

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Muddy Bandit »

Ben je van plan om een open deck motor te gaan gebruiken?
Als je er nog een beetje mee aan het tunen wilt gaan (compressie, flow) zou ik gaan voor een closed deck V4, deze motoren zijn niet zo gevoelig voor een doorgeslagen koppakking.
En wat de cilinderkoppen betreft: laat er eerst geharde klepzetels in plaatsen voordat je begint met flowen, die gietijzeren cilinderkoppen zijn wat minder vergevingsgezind als de aluminium cilinderkoppen.
Rustig aan....
Ben ik ook de hele dag druk mee.....

Talbot Horizon 1.1 LS 1981
Jeep Wagoneer 'Custom Special' 1971
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Matrafan,
Dat Chinese gedoe komt wel goed, is voor eigen gebruik van alles bijgekliedert tijdens meten en beetje als dolletje geplaatst Deze "flowbank" is met tape in elkaar gezet in de workmate geklemd om principe te testen of ik met bestaande spulleneen testbank kan bouwen met voldoende capaciteit en reproduceerbare meetwaardes.
Moet hobbie blijven (heb wel ervaring vanuit mijn arbeidsverleden met professionele bank $$$$,)
Paar metingen gedaan waaruit ik kon konkluderen dat het werkt, wordt een robuustere apparaat gebouwd, wat je ziet ligt alweer op de schroothoop.

Muddy,
Open deck, goed gezien.
Dit is de " proefmotor" waar het niet erg is om vanalles te proberen en fout te doen zonder dat het erg is. Heb een closed deck staan uit Ford Granada die ik gepland heb voor de Matra + heb nog een compleet nieuw block staan die ik 35 + jaar geleden heb opgebouwd, opgeboorgd dacht 1835cc grote kleppen dacht 42 in/37 uit.
Zie wel wat ik ga doen,
Ga in ieder geval wat hobbieen met flow bank,.
Verder als kan en zin en verkrijgbaar , iets kleppen vergroten ,niet de v6-2800 42mm maar de 2300 inlaat 40mm, Ford ohc 2000 zuigers voor hoge compressie, injectie, injectoren in het manifold, krukas drijfstang behandelen zie wel, heb voldoende bagage om overal op los te gaan, maar vind het de kunst en leuk om met redelijk verkrijgbare evt gebruikte spullen iets voor elkaar te krijgen.
Harde zittingen je hebt helemaal gelijk.sinds loodvrije brandstof een must.

PS.
Als er leden, lezers zijn die ervaring hebben met wijzigingen aan Ford V4 in de M530 (of andere bijv. Saab daar is geweldig veel kennis) die hun ervaring willen delen, of hier en daar in willen haken, graag, ik kan overal van leren.
Last edited by Vedrive on Tue Feb 15, 2022 4:00 pm, edited 1 time in total.
User avatar
talbotmatra
Posts: 275
Joined: Sun Aug 19, 2012 1:30 pm

Re: M530, Ford V4 motor

Post by talbotmatra »

Een soortgelijke flowbank wordt behandeld in de boeken van David Vizard en een gekende methode.
Vacuum op de cilinder zetten en de depressie meten via het bougiegat via waterkolom of soortgelijke meter.

Zelf heb ik er ook zo een gebouwd waarmee ik ook de daadwerkelijke flow kan meten.

Voor wat betreft kleppen heb ik een computerprogramma gemaakt waarmee ik de juistei inlaat en uitlaatklep diameter kan bepalen, waarbij ik ook meeneem hoe groot de poorten dan moeten worden.
Murena 1.4 - 1980
Murena 2.2 Gutmann 170 - 1981
Muddy Bandit
Posts: 1620
Joined: Fri Jan 11, 2008 11:28 pm
Location: Almelo NL

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Muddy Bandit »

Let er in ieder geval goed op of na de tuning de ballansas z'n werk nog wel goed aan kan, ik had vroeger een capri die 3 zelf "getunede" V4 blokjes gewoon uit elkaar heeft gerammeld.
Destijds was dat helemaal niet zo erg want de sloperijen hadden toen nog een overschot van startklare V4-blokjes op voorraad liggen en een motorwissel was in een avondje al weer gerealiseerd, maar tegenwoordig moet je al best wel zuinig zijn op een goed V4-blok.
Rustig aan....
Ben ik ook de hele dag druk mee.....

Talbot Horizon 1.1 LS 1981
Jeep Wagoneer 'Custom Special' 1971
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Talbotmatra
Leuk te horen dat je ook een flow bank hebt gemaakt, je maakt me wel nieuwsgierig hoe die er uit ziet (fotootje ? ) Hoe meet je flow? Delta p over orifice?
Ik denk er aan om mijn resultaten uit te drukken in wat ik noem Flow Diameter Als voorbeeld
Ik heb de inlaat flow gemeten door de standaard Ford kop met volle klep opening, deze komt overeen met flow door een gat van 26 mm diameter. Ik noem dit dan, mijn inlaat heeft een Flow Diameter van 26 mm. Ga ik straks de poort flowen wordt dit getal hoger.
Die 26 komt uit een simpel grafiekje gemeten met de meetplaat met een vijftal gaten. Bij mij helemaal lineair verband onderdruk - diameter. Maakt niet uit wat voor stofzuiger ik gebruik als ik maar even het lijntje heb bepaald met de gatenplaat, flowdianeter blijft dan 26mm.
Voor mij genoeg om verbeteringen te zien en geeft gelijk een indicatie hoeveel "mm" je verbeterd.

David Vizard, even gegoogled en snel even door een paar artikelen gekeken Goede info,dank, feest van herkenning. Ga wel es avondje voor zitten.
Indruk praktische insteek en achtergrond kennis, weet waar hij het over heeft, had al es gegoogled op cilinder head flowen maar kwam gelijk in de 1000 artikelen en filmpjes van grote gaten makers en wijsneustuners zonder enige data (zijn ook hele goeie maar ga de maar es vinden)

Computer programma poort/klep diameters, wordt echt interessant, heb ook al het nodige berekend inclusief inlaat/uitlaat /drukgolf en veel op turbo gebied
Gewerkt aan wedstrijdmotoren met venturi restricties (max flow Sonic air speed gerelateerd) en op hoogte moet je wel analyseren anders vliegen de turbo asjes je om de oren)
Zie wel als dit aan de orde komt.
Last edited by Vedrive on Mon Feb 14, 2022 8:59 pm, edited 1 time in total.
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Muddy,
Ben er ook achter dat de spullen niet meer overal voor paar tientjes op de sloop liggen. Ben al tijdje regelmatig op V4 V6 en Ford 2000 OHC onderdelen aan het zoeken.
De closed deck 1700 motoren zitten denk ik allemaal in de Saab, heel actieve tunings jongens.
Balans as en lagers is inderdaad aandachtspunt, toen ik destijds de Matra heb gekocht werkte ik bij een grote revisie jongen (zeker enkele duizenden motoren per jaar van de Ford V4/V6 familie Keulen motoren, geen Essex) Balansas lagers en as waren vaak versleten, bij hoger toerental wordt dit direct erger.
Zo te zien is de balansas voor 1e orde (draait met krukas toerental) momenten onbalans (balansgewicht voor en achter) moet hier nog es induiken zeker als het toerental omhoog gaat en er andere zuigers (gewicht) in komen. Iemand ervaring/ kennis?
Muddy Bandit
Posts: 1620
Joined: Fri Jan 11, 2008 11:28 pm
Location: Almelo NL

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Muddy Bandit »

Die 1700 closed deck motoren zijn vanaf 1968 gemaakt, dat maakt een zoektocht al iets gemakkelijker... zo af en toe word er in Ford en Saab kringen nog wel een fatsoenlijk V4 exemplaar met weinig kilometers aangeboden die afkomstig is uit een gesloopte Transit MK1 ex-brandweerauto.
Voor de onderdelenvoorziening is Motomobil.com een goed adres (heeft online ook een actuele voorraadlijst), maar dat zal je al wel bekend zijn.
E-bay is minder betrouwbaar, daar worden regelmatig Köln/Cologne onderdelen aangeboden die alleen geschikt zijn voor de Essex blokken.

De conditie van ballansas en -lagers testen deed ik vroeger op gehoor en gevoel.
Als je de krukas op handkracht iets rond draaide en je hoorde/voelde hierbij een zachte tik vanuit de distributie dan waren de lagers en as versleten.
Verdere kennis met betrekking op aanpassingen daarover heb ik helaas niet, de goede motorblokjes op de sloop waren destijds nog te goedkoop om me daar verder in te gaan verdiepen. :oops:

Ik wil het V4 blok in mijn '69 Transit dit jaar nog een keer uit elkaar halen om alle pakkingen/keerringen/distributie te vervangen en tevens geharde klepzetels in de cilinderkoppen te laten plaatsen, misschien komt er dan nog wat aan verborgen kennis van 35 jaar geleden terug naar boven.
Maar deze motor heeft in 52 jaar slechts 20.000 km gedraaid en is nog in een zo goed als nieuwe conditie, is alleen aardig incontinent geworden door de oude uitgedroogde pakkingen en keerringen.
Rustig aan....
Ben ik ook de hele dag druk mee.....

Talbot Horizon 1.1 LS 1981
Jeep Wagoneer 'Custom Special' 1971
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Zo kan het ook Muddy, Transit met Ford V4, nergens haast, je hoeft het nergens te winnen bij de stoplichten.👍👍
Geen gedoe met flowen, rare nokkenassen, opgeboorde motor dubbele Webers en alles blijft heel, veel verstandiger, waar ben ik bezig. :D :D .

Voorbereiding injectie op de Ford V4.
Hiervoor heb je een aantal zaken nodig, motormanagment systeem (ECU), dingen die je aan wil sturen (actuatoren) , dingen die je wil meten(sensoren), brandstof toevoer/drukregeling en noem maar op.
Wordt vrij programmeerbare ECU (ligt nog wel wat of misschien zelfbouw) sequentiele injectie?, Wasted spark? Signalen aftappen krukas/nokkenas of misbruik maken van een hall ontsteking om de boel aan te sturen alles is nog open.
Deze dingen zijn voor mij nu niet aan de orde en ik heb al gezien dat het geen probleem om zelf te doen of te maken.

Voor mij zit het belangrijkste in het wijzigen van het inlaat spruitstuk voor het fatsoenlijk kunnen plaatsen van de injectoren, plaatsen throttle body (en eventueel compleet inlaat manifold uitfrezen en 4 inlaatkanalen oplassen??)omdat ik hiervoor afhankelijk ben van anderen die alu kunnen lassen , frezen en draaiwerk kunnen doen.
Begin simpel met een oud manifold voor enkele carburateur (de standaard tweetrap carburateur manifold kosten ook al de hoofdprijs) om te kijken wat kan en wat kennissen met juiste machine park en laskwaliteiten te polsen wat kan.

Voor de injectoren ga ik Toyota injectoren gebruiken deze zijn een stuk slanker dan de Bosch injectoren die ik heb liggen.
Injectoren, Geel en Groen -Toyota/zwart-Bosch
Injectoren, Geel en Groen -Toyota/zwart-Bosch
IMG_20220215_130543_compress20.jpg (178.01 KiB) Viewed 1170 times
De ruimte naast het thermostaat huis is beperkt, met een dop iets groter dan de injector diameter in de boormachine de positie bepaald waar deze moet komen in het inlaatkanaal.
Hier moet ie komen
Hier moet ie komen
IMG_20220215_130510_compress13.jpg (168.77 KiB) Viewed 1168 times
Daar met de boor een puntje gezet waar deze moet komen.
IMG_20220215_132307_compress35.jpg
IMG_20220215_132307_compress35.jpg (253.28 KiB) Viewed 1169 times
Attachments
Dop iets groter dan injector, ruimte is krap
Dop iets groter dan injector, ruimte is krap
IMG_20220215_131936_compress67.jpg (146.93 KiB) Viewed 1173 times
User avatar
GODFRIED
Posts: 9251
Joined: Sun Jan 30, 2005 2:51 pm
Location: Limburg

Re: M530, Ford V4 motor

Post by GODFRIED »

Dat is al meer dan hobbywerk. Voor mij onbekend terrein. Succes :wink:
Matra Bagheera S - 1977
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

In mijn zoektocht op internet naar mogelijk interessante onderdelen voor mijn Ford V4 ombouw ben ik een interessante site tegen gekomen over ombouw van Ford V4 naar injectie voor Saab V4.
Een prachtig project van "Melle" (eigenlijk 2 projecten met verschillende EFI systemen) met veel foto's en aandacht voor details.
In dit artikel staan ook nog een paar injectie conversies genoemd welke door anderen zijn gemaakt.

Bijgaand een link

http://www.saab-v4.co.uk/speedball/topi ... hichpage=5

Mooi om te zien wat er allemaal gemaakt wordt.
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Zuigers voor de Ford V4.
Ik heb al eens gemeld dat ik Ford OHC zuigers zocht voor de Ford V4 wat ik even toe ga lichten.
Met de Ford OHC motor bedoel ik de 4 cilinder lijnmotor, boven liggende nokkenas, 8 klepper welke te vinden was Taunus, Capri, Granada, Sierra jaren 80.

De zuiger van het 2 liter OHC blok is voor wat betreft maatvoering bruikbaar te maken voor de Ford V4 motor.
Ik beperk me tot de hoge compressie(HC) versies van beide motoren. Beide zuigers hebben een vlakke kop zonder klepuitsparing
De zuiger pen diameter van beide is gelijk 24 mm en de OHC zuiger past op de V4 drijfstang. Bij beide is de piston pen gelagerd in de zuiger en zit geklemd in het drijfstang oog.

De standaart boring van de V4 is 90 mm, de OHC 90,8. De OHC zuiger kan je dus zien als een "overmaat" voor het V4 blok. Deze dient hiervoor opgeboord/gehoond te worden.

-De zuigerkophoogte (hoogte van hartlijn zuigerpen tot bovenzijde zuiger) van de V4 is 40,55mm, de OHC 41,5 mm.
Dit betekend een hogere compressie en minder afstand tussen zuiger en cilinderkop c.q. kleppen.
Deze verhoogde compressie is in het algemeen in het tuningswereldje gewenst om het vermogen te verhogen, het wereldje waar de meeste business draait om het verkopen van zoveel mogelijk pk's.
Ik wil het verhogen van de compressie toch wat breder trekken dan het verkopen van emmers vol met met pk's.

"Verhogen van de compressie verhouding bij een Otto motor (zo'n ding wat een bougie nodig heeft om te ontbranden) heeft een belangrijke positieve invloed op het theoretisch of thermisch rendement van het voornoemde kringproces" Aldus mijn leraar tijdens het college motoren een kleine 50 jaar geleden, waarna het schoolbord werd volgekwakt met wetten uit de warmteleer van Boyle, Gay Lussac en Poisson. Ik zal jullie deze afleidingen besparen, maar dit verbeteren van het theoretisch rendement betekend dat je uit dezelfde hoeveelheid lucht en brandstof die je in een motor verstookt meer energie haalt.
Dus inderdaad meer vermogen, meer koppel, en belangrijker op deellast, daar waar je in de praktijk meestal rijd, vollast is maar korte momenten, rijd je ook zuiniger. Naast het verbeteren van het theoretisch rendement heeft verhogen van de compressie verhouding vaak nog wat voordelen op een betere (snellere) verbranding. Ga ik nu even niet verder op in.
Dit was het positieve gedeelte. Maar zoals met alles zijn er ook beperkingen.
Hoge compressie betekend ook eerder kans op pingelen. Blijft dus een zaak van compromis.
Mogelijke remedies bij velen wel bekend, brandstof met hoger octaan Ron 98 ipv 95 of ontsteking verlaten, wat (gedeeltelijk) de genoemde voordelen weer teniet doet. Verder kan een getunede nokkenas wat speling geven daar deze het dynamisc gedrag van de compressieverhouding door later sluiten van de inlaatklep verandert. Is nog wel wat te noemen zoals hoge octaan brandstoffen, zorg voor lage inlaat lucht temperatuur, juiste en niet te arm mengsel verdeling per cilinder (wat schier onmogelijk is bij een carburateur die meerdere cilinders moet voeden, hang maar es meerdere breedband lambda sondes in je uitlaat 1 per cilinder, echt een ramp).
Dus compressieverhogen als het KAN altijd doen maar weet wat je doet.
In mijn plan (!) ga ik programmeerbare injectie inbouwen met elke cilinder een injector. andere nokkenas, heb nog wat knocksensoren len breedband lambda sensoren liggen en zal mijn eigen onstekingscurve moeten maken.

Definitieve compressieverhouding moet ik nog bepalen, dit is mede afhankelijk van de nokkenas die ik nog zoek.
Van een aantal koppen heb ik de compressie ruimte gemeten
Zit zo tussen de 39,5 en 40 cc. Dit kan nog wijzigen als ik grotere kleppen ga monteren en de verbrandingskamer hiervoor aanpas.


Compressie ruimte inhoud meten
Compressie ruimte inhoud meten
IMG_20220322_174925_compress78.jpg (257.44 KiB) Viewed 927 times
Verder heb ik een setje Ford OHC "Wiseco forged performance pistons" oftewel gesmede zuigers op de kop getikt, begint al serieus te worden.
De zuigers moeten hier en daar nog wat worden aangepast naar de gewenste compressieverhouding.


Op de foto's een standaart naast een gesmede zuiger.
Let ook op de dunne zuigerveren bij de gesmede zuiger set: top 1 mm, middel 1,2mm en 3 mm voor olieschraapveer
(Origineel 2,3 en 4 mm)
Wiseco forged pistons
Wiseco forged pistons
IMG_20220324_151624_compress43.jpg (197.99 KiB) Viewed 925 times
IMG_20220326_200221_compress10.jpg
IMG_20220326_200221_compress10.jpg (226.75 KiB) Viewed 923 times
IMG_20220326_200432_compress90.jpg
IMG_20220326_200432_compress90.jpg (192.54 KiB) Viewed 922 times
User avatar
GODFRIED
Posts: 9251
Joined: Sun Jan 30, 2005 2:51 pm
Location: Limburg

Re: M530, Ford V4 motor

Post by GODFRIED »

Daar komt wat bij kijken, zover zou ik niet durven te gaan, maar wel mooi als je dit kunt. Ik zou dit nooit tot een goed einde kunnen brengen. Ik ben nogal ongeduldig als ik iets aan het maken ben, dat moet dan af. Zo werkt dat niet. :o :o
Succes :wink:
Matra Bagheera S - 1977
User avatar
hendrik
Posts: 4608
Joined: Wed Dec 05, 2007 7:15 pm
Location: lanaken

Re: M530, Ford V4 motor

Post by hendrik »

Ja die motor is straks heel nieuwe hé.



grt harry de matra.
Muddy Bandit
Posts: 1620
Joined: Fri Jan 11, 2008 11:28 pm
Location: Almelo NL

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Muddy Bandit »

Ik ben met name benieuwd hoe de krukas en de lagerschalen hierop gaan reageren.
Ik neem aan dat je wel gelijk een oliepomp monteert die wat meer druk levert? (en een fatsoenlijke oliekoeler?)
Rustig aan....
Ben ik ook de hele dag druk mee.....

Talbot Horizon 1.1 LS 1981
Jeep Wagoneer 'Custom Special' 1971
User avatar
talbotmatra
Posts: 275
Joined: Sun Aug 19, 2012 1:30 pm

Re: M530, Ford V4 motor

Post by talbotmatra »

Muddy Bandit wrote: Tue Mar 29, 2022 11:19 pm Ik ben met name benieuwd hoe de krukas en de lagerschalen hierop gaan reageren.
Ik neem aan dat je wel gelijk een oliepomp monteert die wat meer druk levert? (en een fatsoenlijke oliekoeler?)
Ik zou nooit de oliedruk verder verhogen, eerder tijd steken in optimale koeling van de olie en het mooi "blenden" van de oliepassages door de pomp en motorblok. Een hogere oliedruk levert niets op, een hogere flowrate wel.
Murena 1.4 - 1980
Murena 2.2 Gutmann 170 - 1981
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Muddy ben zelf ook nieuwsgierig waar alles naar toegaat, gesmede zuigers stonden niet direct op mijn lijstje gezien de prijs (Vooral als je weet hoe ze gemaakt worden, ......"BENG" zo weer een ruwling klaar, vond het maakproces van een gegoten zuiger met zijn ingegoten bimetaal werking en andere stalen ringen een stuk indrukwekkender)
Ik kwam deze tegen op het internet en dat paste mij wel. Is niet alleen maar voordeel, je krijgt er gratis een koudrammel bij tov de complexe gegoten standaard zuigers.
Ik ben er vooral blij mee om dat ik deze nog kan nabewerken naar mijn wensen.

Oliekoeler zou ik graag inbouwen, spullen uit de oude doos had ik al eens boven water getild, met een kleine aanpassing past de adapter plaat met leidingen wel op de motor.
Heb in dit stadium geen idee waar ik de oliekoelradiator effectief kan plaatsen ergens bij de motor ruimte Helemaal naar voorkant auto wordt wel erg lang leidingwerk en weerstand.
Heb ook nog wel een watergekoelde oliekoeler adapter (modine) maar dan breng je nog meer warmte in het koelwatersysteem wat standaart al onderbemeten is.

Oliekoeler adapter, plaatsing onder het oliefilter.
Oliekoeler adapter, plaatsing onder het oliefilter.
IMG_20220331_141100_compress38.jpg (137.15 KiB) Viewed 831 times
Heb geen plannen voor wijzigen van de oliepomp als deze goed is gebruik ik deze. Axiale speling tandwielen van de oliepomp verkleinen naar minimale speling helpt altijd tegen inwendige lek en flowverlies.

Oliedrukverhoging zijn de meningen over verdeeld, dit is geen algemene stel regel. De flow of druk verbeterd niet zolang het oliedruk ventiel niks doet omdat de druk nog te laag is en gesloten is. Vooral als het kritisch wordt en de motor/olie heet is heb je soms een redelijk toerental nodig om überhaupt de afregeldruk te bereiken vooral bij veel lek (lees versleten motor/oliepomp)
Je kunt met verhoogde afstelling olieddrukventiel de flow wat bijsturen als je die nodig hebt bij hogere toerentallen . Zelf bijvoorbeeld vroeger wel gedaan bij een naar turbo omgebouwde motor waar we olie spuiters hadden ingebouwd om de onderkant van de zuiger bij hoog toerentallen meer te koelen.

Wat talbotmatra aangeeft blenden van de passages is heel goed advies.Vooral positie van ingeperste lagers zoals bij de V4 nokkenas en balansas zal het niet de eerste keer zijn dat het oliegaatje in het lager totaal niet aansluit op het geboorde oliekanaal van het blok.

Ben ondertussen druk met chassis, injectie verder uitwerken en rekenmodel aan het maken voor optimaliseren en inzichtelijk maken van de kruk balancering van de V4 en zijn vermaledijde balanceer as. Dit balanceer onderwerp komt eigenlijk door de gesmede zuigers, had ik ze maar niet moeten kopen.

Bijgaand nog wat foto's van injectie, de hoek is bepaald, het bovenste alu blokje hier op komt de toevoer van de brandstof.
Dit blokje wordt verbonden met de injector die ertegen over ligt(niet op foto) waardoor een stabiele driehoek ontstaat.
Rondom het draadeind komt een aluminium bus die de juiste lengte heeft om de injector in te klemmen tussen de blokjes.
De injector valt in gaten in deze blokjes met o-ring afdichting.



Injectie
Injectie
IMG_20220328_183432_compress62.jpg (109.74 KiB) Viewed 826 times
IMG_20220328_183421_compress58.jpg
IMG_20220328_183421_compress58.jpg (139.25 KiB) Viewed 826 times
IMG_20220328_183411_compress49.jpg
IMG_20220328_183411_compress49.jpg (142.71 KiB) Viewed 826 times
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Ik had al eens iets laten laten vallen over de Ford V4 en zijn vermaledijde balanceer as.

Ik ben vooral geïnteresseerd hoe je deze V4 nou kan balanceren vanwege de balansas en de mogelijke lichtere zuigers die ik toe wil passen.
Op het internet niet direct iets kunnen vinden waar ik wat mee kan.
Daarom zelf de zuiger versnelling onbalans theorie voor deze motor geometrie op een rij gezet.
IMG_20220406_205518_compress80.jpg
IMG_20220406_205518_compress80.jpg (114.58 KiB) Viewed 567 times
Klein probleempje dat ik niet een motor met krukas in de bok heb om de kruktap hoeken en zuiger standen V4 met gradenboog op te meten. Maar met wat losse onderdelen, de bekende V4 cilinder hoek van 60 graden en de wetenschap dat de distributie kap net als de 4 cil lijn motor om de 90 graden een bougie draadje heeft en dus elke zuiger om de 180 graden een klap op de kop krijgt, komen we tot een kruktap verdeling van voor naar achter van 0-120-60-120 en dan weer 60 graden naar.

Na analyse kom ik voor deze Ford V4 geometrie uiteindelijk op 2 typen zuiger gerelateerde trillingen die van belang zijn.
Het is niet mijn bedoeling om hier de hele zuiger balans theorie uit te leggen, daarvoor verwijs ik naar ht internet. Aan het eind illustreer ik met een paar plaatjes hoe het onbalans krachten spel werkt voor deze V4.

Eerste orde ( of ook wel primaire) trilling:
Een 1e orde momenten trilling in het horizontale vlak van:
Mz*w^2*r*cosinus(a) *C
Waarbij:
-Mz is de massa van de met de zuiger op en neer gaande delen (zoals zuiger, veren, pen en op en neer gaande deel drijfstang massa )
-w^2 (spreek uit omega kwadraat) het kwadraat van de hoek verdraaiing, het toerental, in radialen per seconde)
- r is kruk radius, dit is de halve krukas slag
-cosinus (a) , (a) alpha is de krukhoek die de krukas maakt tijdens zijn omwenteling.
- C staat voor de cilinder afstand

Deze eerste orde momenten trilling heeft dezelfde frequentie als het toerental. Horizontale momenten trillingen houdt hier in dat de motor van bovenaf gezien in de lengterichting een schommelende beweging maakt. (Correctie 19-6 er stond heen en weer)
Deze trilling is m.i. de reden voor de balansas bij de V4. Deze trilling kan (deels of volledig) teniet worden gedaan door een gelijk maar tegengesteld moment trilling door de balansas EN gedeelte van de krukas samen. Daarmee zou er geen horizontale trilling zijn. Aan het eind wat meer hierover.



Verder kent de Ford V4 een 2e orde (ook wel secondaire) verticale krachten trilling van:
Mz*w^2*(r/L)*3^0,5*cosinus(2a)
Waarbij
-r/L is de kruk/drijfstang verhouding, L is de drijfstang lengte.
-lees 3^0,5 als wortel3
-cosinus(2a) frequentie 2x toerental dit maakt hem 2e orde.

Deze verticale 2e orde trilling laat de motor op en neer trillen. Deze is vergelijkbaar met de trilling van een 4 cilinder lijn motor, alleen is deze hier iets minder (1/2*3^0,5) door de cilinder hoek van de V motor. Deze wordt normaliter niet gebalanceerd (of je moet er nog 2 balansassen tegenaan gooien die draaien met het dubbele toerental zoals sommige fabrikanten gedaan hebben.)

Even iets over balanceren, Ford V4
Deze krukas is uit zichzelf niet dynamisch gebalanceerd. Dus moet er gewerkt worden met bobweights (of volledig electronisch gemeten)
Dat de balansas bedoeld is voor horizontale 1e orde momenten trilling is voor mij meer dan waarschijnlijk. Maar ik weet niet of het voor deze motor de bedoeling was om dit voor 100% te balanceren of gedeeltelijk omdat er bijvoorbeeld constructieve beperkingen zijn. Ik heb geen meetdata om dit te verifiëren.
Als (dus stel dat ) het 100% is, dan kan dit door zowel de krukas als de balansas elk een "50%" zuiger massa momenten balancering te geven. Voor de krukas kan dit op de traditionele wijze met bobweights.
Voor de balansas is dit "50%" gewicht compleet anders. Daar de onbalans gewichten hier veel verder uit elkaar liggen dan bij de hoofd krukwangen (op cilinder afstand) wordt het moment groter, daarom moeten deze gewichten teruggerekend worden naar de plaats waar je meet en de gekozen positie van de bobweights op de balansas. Ik vraag me echt af of dit op de balansas wel es gedaan wordt. Als je alleen de krukas laat balanceren naar zuigergewicht doe je het dus maar voor de helft. Let ook op dat een gedeelte van het balans gewicht in het aandrijftandwiel zit.!

Een andere, praktische mogelijkheid voor de balansas bij gebruikmaken van lichtere zuigers is om de balansas toe te passen van de 1500 Ford V4 deze heeft een kleinere slag en daarmee een lagere contragewicht op de balansas. (Ervan uitgaande dat de zuiger niet veel zwaarder is!) ik kan hiervoor uitrekenen hoe zwaar de zuigers dan moeten zijn. Ik heb daarvoor de massa gewichten nodig van de standaard 1700 -V4 en de 1500 -V4 zuiger met pen en veren en drijfstang (opgedeeld in zuiger deel en roterend deel)
Als iemand deze heeft, laat maar weten.

Vraag, heeft iemand ooit een V-4 krukas laten balanceren met bobweights. En ook of de balansas is mee gebalanceerd.
Info hierover wordt hogelijk gewaardeerd.


Nou is deze informatie niet voor iedereen gesneden koek, daarom heb ik een paar plaatjes gemaakt met wat uitleg over hoe de de zuiger acceleratie krachten werken in de Ford V4.

Graph reciprocating forces (1)1024_1.jpg
Graph reciprocating forces (1)1024_1.jpg (54.74 KiB) Viewed 564 times
Algemeen principe grafiek van de zuiger versnelling gedurende 1 omwenteling.
De gele lijn is de zuiger versnelling.
Deze gele lijn is reken technisch samengesteld uit een 1e orde versnelling (groen) en 2e orde versnelling (rood)
Hier heb ik wat pijlen in getekend, vectoren genaamd, die de grote en richting van de zuiger versnelling representeren bij 0 en 180 graden krukhoek. Deze zijn overgenomen in onderstaande schets.

Cranckshaft drawing (1).jpg
Cranckshaft drawing (1).jpg (530.46 KiB) Viewed 560 times
In de schets staan de kruktappen getekend van de voorste beide cilinders #1 en #3 De beide achterste cilinders #2en #4 zijn niet getekend maar staan gespiegeld.
Cil #1 staat in BDP, cil #3 in ODP.
De vectoren uit de grafiek zijn overgenomen in de schets. Deze ontbonden in een horizontale en verticale vector om aan te geven in welke richting deze werken.
Te zien is dat de horizontale liggende vectoren van de eerste orde (groene gestippelde pijlen) van cil.1 en cil.3 naar links wijzen en elkaar versterken. De vectoren van cil.2 en #4 zijn gespiegeld en wijzen naar rechts waardoor het moment ontstaat.
De balansas en een gedeelte van de krukwang heb ik geel getekend, deze wijzen naar rechts waarmee ze tegen de liggende vectoren van cil 1en cil.3 werken en de boel balanceren.
Attachments
Cranckshaft drawing.pdf
(360.93 KiB) Downloaded 15 times
Graph reciprocating forces.pdf
(51.09 KiB) Downloaded 12 times
Last edited by Vedrive on Sun Jun 19, 2022 8:14 pm, edited 1 time in total.
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Bij een bekende grootgrutter had ik een hoog toeren 6 mm rechte slijper op de kop getikt om de cilinderkop te flowen.
IMG_20220527_190127_compress73.jpg
IMG_20220527_190127_compress73.jpg (198.08 KiB) Viewed 431 times

Bij flowen kan er het nodige fout gaan, ik heb met deze koppen geen ervaring, daarom heb ik een tijd geleden een paar oude cilinderkoppen geregeld om één en ander uit te proberen.


Als voorbereiding is het natuurlijk wel verstandig om te weten wat je doet. (Ook al doe je het fout, dan kun je ervan leren)
Er is een tunings instructie van Saab met wat maatvoering en schetsen. Deze geeft echter alleen informatie over de doorsnede van de zijkant bekeken.
Daarom heb ik de inlaat poort opgemeten en uitgetekend.
(Beetje rommelige schetsen, maar dit zijn mijn werk schetsen en al slijpend, metend en kijkend komt er wat bij)
IMG_20220528_143502_compress34.jpg
IMG_20220528_143502_compress34.jpg (259.33 KiB) Viewed 431 times

Het eerste wat mij opviel is het grote verschil in de vorm van de 2 inlaat kanalen van boven af gezien. Dit valt niet direct op als je zo naar de kop kijkt, dit zal invloed hebben op de flow meting. Voor de nul meting op de flow bank had ik maar één kanaal gemeten ervan uitgaand dat deze gelijk zijn. Schets maken dus toch belangrijk.


Via de 2 doorsneden een paar secties opgemeten om het doorlaat oppervlak in te schatten zodat je kan zien waar materiaal weg moet om een constante doorsnede (licht taps toelopend) kanaal te krijgen.
Ik ben geen specialist, heb wat ervaring met luchtgekoelde VW motoren voor de cross, Opel CIH en Ford OHC in de rally cross.
Er zijn een paar handvaten die ik in mijn achterhoofd heb voor flow verbetering.
Kanalen zo recht mogelijk, doorsnede licht afnemend van buiten naar binnen.
Geen scherpe overgangen in obstructies en bochten, maak overgangen vloeiend.
Voorkom grote wijzigingen in doorstroom oppervlakte.
Maak de doorsnede niet groter dan nodig om voldoende luchtsnelheid te houden nodig voor andere effecten om je cylinder te vullen (gasdynamische effecten zoals bij pulsaties, traagheid, klep voor en nasluiten)

Zodra je dichter bij de klep komt wordt het allemaal wat moeilijker, een rechthoekig kanaal gaat over in rond, het kanaal maakt vrijwel haakse knik, er zit een uitstekend deel klepgeleider en de klepsteel zit in de weg. Verder start hier de overgang van de kleinste diameter (throat) naar de verschillende hoeken van de klep uitstroming.
Oplossing: oefenen en doen, kijken (ook naar de tekening) waar de meeste smoring zit, overgangen vloeiend maken rekening houden met de klep steel.
Grootste fout die ik vroeger maakte : te grote gaten, als je teveel weghaalt kan je niet meer terug.

Op het internet zijn wel artikelen te vinden over de verhoudingen tussen klep diameter, poort diameter, throat diameter e.d. Er zijn geen eenheidsworst getallen van dit of dat moet je doen. Alles hangt aan elkaar vast. Door kritisch in te lezen en te doen krijg je vanzelf beetje je eigen idee wat zou kunnen.


In de schets is met rood het gebied aangegeven waar ik wil slijpen. Op de foto's het voorlopige resultaat.
Onbewerkt
Onbewerkt
IMG_20220527_170016_compress24.jpg (101.89 KiB) Viewed 431 times
IMG_20220527_172649_compress13.jpg
IMG_20220527_172649_compress13.jpg (150.27 KiB) Viewed 430 times
IMG_20220528_162735_compress33.jpg
IMG_20220528_162735_compress33.jpg (316.9 KiB) Viewed 429 times

De poorten heb ik gemeten op de flow bank.
Gemeten in equivalent gat diameter zoals eerder in een topic uitgelegd omdat ik geen zuivere lucht flow kan meten)
Dit is gemeten bij een kleplichthoogte van 10 mm daarboven was geen of geen noemenswaardige verbetering in flow te zien. Voor deze oriënterende metingen is dit voor mij voldoende.
Flow meten
Flow meten
IMG_20220527_205216_compress75.jpg (134.83 KiB) Viewed 427 times
Voor recht of scheef kanaal zie schets.

0- meting voor het flowen : 27 (even als referentie, ik weet niet welk kanaal dit was)
Recht kanaal : 30 verbetering 19 %
Scheef kanaal : 28,3 verbetering 6%

Recht kanaal flow verbetering is veruit het beste, mogelijke oorzaken.
Recht kanaal zonder knik. Beter voor flow
Scheef kanaal is stuk moeilijker te bewerken, door lengte en knik kun je moeilijker het kanaal meten en slijpen.
Throat van het rechte kanaal is 32,5 mm /scheef kanaal is 31 mm.
Last edited by Vedrive on Sun May 29, 2022 9:46 am, edited 2 times in total.
User avatar
GODFRIED
Posts: 9251
Joined: Sun Jan 30, 2005 2:51 pm
Location: Limburg

Re: M530, Ford V4 motor

Post by GODFRIED »

Dit lijkt me echt specialisten werk. Ik zou daar niet aan durven te beginnen.
Veel succes. :wink:
Matra Bagheera S - 1977
melle
Posts: 1
Joined: Tue Jun 07, 2022 11:45 am
Location: UK
Contact:

Re: M530, Ford V4 motor

Post by melle »

Mooi werk Bonne! Mocht de nood aan de man komen dan heb ik nog genoeg koppen om verder mee te experimenteren.
Vedrive
Posts: 156
Joined: Thu Feb 27, 2020 11:13 am

Re: M530, Ford V4 motor

Post by Vedrive »

Dank je Melle,
En als ik er eentje nodig heb neem ik wel contact op👍
Voorlopig probeer ik een en ander uit op een oude cilinderkop die al es wat gruis had doorgeslikt aan de verbrandingskamer en kleppen te zien. Op sommige plekken zijn de wandjes dun zoals bij de inlaat kanalen en de stoterstang gaten en bij de uitlaat uitgang boven, achter de flens. Slijp je zo doorheen als je niet oppast.
Veel gegevens te vinden op je Saab site Melle, (zie link in Melle z'n reply) al een paar keer wat opgezocht., moet wel bekennen dat ik er pas later achter kwam dat de bibliotheek verborgen zit achter de 3 horizontale streepjes rechtsonder in je openingspagina.


Inmiddels ook de uitlaat zijde onder handen genomen.
Met de de Saab tunings instructie bestaat dit naast de poorten wat optimaliseren vooral uit het flink vergroten van de gezamenlijke uitlaatpoort van beide cilinders. Wat ik kan lezen is dit in het algemeen een goede stap om te doen (met natuurlijk een grotere diameter uitlaat).
Maar ga het toch anders doen.

Nadeel van zo'n gecombineerde poort is dat niet optimaal is voor het leegmaken van uitlaat gas uit de cilinder.
De uitlaatdruk huishouding van de beide cilinders beïnvloeden elkaar en is er geen mogelijkheid voor een fatsoenlijke voorpijp lengte tuning per cilinder.
Komt nog bij dat de de onstekings volgorde direct na elkaar is waardoor er ook nog overlap is als de ene klep sluit en de andere al opengaat.
(Klinkt allemaal wat dramatisch, het blokt loopt echt wel met gecombineerde pijp, ik kijk altijd of iets anders kan)

Ik heb ooit begrepen dat Saab in zijn rally auto's heeft gereden met cilinderkoppen met dubbele uitlaatpoort. Weet er het fijne niet van. Of deze omgebouwd of speciaal gegoten ?
(Ik ken deze koppen wel van de Engelse Ford V4 Essex, lijkt op de Duitse Ford V4 maar dat is een andere motor.)
Verder heb ik projecten gezien waarbij een heel stuk van de kop met uitlaatpoort was uitgefreesd en er een nieuw deel met dubbele poort werd ingelast. Subliem en prachtig om te zien echter voor mij onhaalbaar.

Ik heb een doorsnede gemaakt van de uitlaatpoorten voor het flowen en een idee uitgewerkt om uitlaatgas stromen te splitsen door een brug plaat te maken in de uitlaat en deze door te steken in de uitlaatpoort.


Aan beide zijden zit de uitlaatpijp gelast en deze komt samen bij de uitlaat flens in een grotere diameter. Een beetje zoals de conus die je gebruikt als 2 uitlaatpijpen bij elkaar komen.
Ik heb de poort diameter van de cilinderkop hierop aangepast.

Schets doorsnede uitaatpoort met gesplitste uitlaat.
IMG_20220607_200217_compress71.jpg
IMG_20220607_200217_compress71.jpg (158.44 KiB) Viewed 300 times


Foto cilinderkop met originele poort en met gemodificeerde poort.
IMG_20220607_160537_compress54.jpg
IMG_20220607_160537_compress54.jpg (178.04 KiB) Viewed 300 times
Ik was nieuwsgierig naar de flow resultaten, hoewel de uitlaatpoort bij de flens flink vergroot is,wordt hij toch in tweeën gedeeld.
Daarvoor heb ik voor flow test alvast één uitlaat pijp gemaakt. De andere is symmetrisch en komt daar tegenaan gelast.
NB dit is alleen voor de flow test. De definitieve zal uit een hittebestendige pijp moeten worden gemaakt.

Voor de flow test heb ik de flow bank stofzuiger aangesloten op de uitlaat pijp.



Foto kop met gesplitste pijp.
Één pijp gelast, de andere helft nog niet. Hierdoor is te zien dat de plaat tussen de pijpen doorloopt in de cilinderkop tot waar de poort zich splitst in beide cilinders.
IMG_20220607_224500_compress23.jpg
IMG_20220607_224500_compress23.jpg (104.81 KiB) Viewed 289 times
IMG_20220607_155256_compress63.jpg
IMG_20220607_155256_compress63.jpg (158.96 KiB) Viewed 298 times
Foto uitstekende lip die in de uitlaatpoort van de kop valt.
IMG_20220607_195823_compress57.jpg
IMG_20220607_195823_compress57.jpg (82.8 KiB) Viewed 300 times
Flow test originele pijp (2 cilinders op 1 pijp, 1 uitlaatklep open)
IMG_20220607_192552_compress33.jpg
IMG_20220607_192552_compress33.jpg (154.51 KiB) Viewed 300 times
Flow test gesplitste pijp (1cilinder op 1 pijp)
IMG_20220607_181647_compress48.jpg
IMG_20220607_181647_compress48.jpg (127.73 KiB) Viewed 300 times
Resultaat de gesplitste pijp met geflowde poort heeft een duidelijk betere flow bij gelijke klep lichthoogtes.
Verder valt op dat er boven de 10 a 11 mm klep opening bij de standaard situatie geen verbetering zichtbaar is, termijn bij de gesplitste pijp met geflowde poort tot 13 mm nog meer verbeterd.
Voor wie van getalletjes houd. (Noot, ik werk met grove meetapparatuur en vergelijk de meetwaarden /verbeteringen dit geeft mij voldoende info. gelieve hier geen absolute getallen van te maken, doe ik ook niet.)
Vandaag achterelkaar gemeten
Standaard situatie flow 24,5 mm DE. (diameter equivalent.)
Geflowde en gesplitste pijp 27,5 mm DE.
Ervan uitgaand dat de gesplitste pijp de helft van de hoeveelheid uitlaatgas verwerkt(1 cilinder ) ben ik best tevreden met dit resultaat.
Post Reply