V8 motoren: vlakke vs ruimtelijke krukas

[gTa 24.154]

Iets wat ook nog vaak terugkomt, @Mich, maar wat hier nog niet geschreven is, is dat het alternerend vuren van linker en rechter bank maakt dat de uitlaatcollector bij de uitlaatslag van die cilinderbank zuiverder is (van gassen en pulsen) en de cilinders dus efficiënter geleegd kunnen worden. Dat is vnl. bij zeer hoge toerentallen rendabel, terug in de racerij dus.

Da's er alvast eentje die 'k niet wist. Klinkt wel logisch.

[///NFSThunder 204]

@Krikkie Door het uiteindelijke effect van secondary imbalance over een langere periode. Als ik het goed begrijp.

Flat plane heeft:
- primary (resonance) in balans
- secondary (resonance) in onbalans =>niet echt op te vangen.

De cross plane heeft:
- primary in onbalans
- secondary in balans  
=>Maar primary imbalance wordt opgevangen door counter-weighing van de krukas waardoor de krukas zelf zwaarder/logger wordt.

het feit van het hoger kunnen "revven" komt door het vrijer ademen van flat plane door de sequence van onsteking (links-recht-links-rechts).
en bij cross plane is dit soms 2x aan dezelfde "bank" en ademt "logger"

[gTa 24.154]

Op wat is je eerste zin een reactie? Ik zie de link niet met mijn post.

Rest van je post: flat plane klimt sneller in toeren (van nature) door die primaire balans (tdc vs bdc) en het lagere gewicht van roterende en op en neer gaande massa.

[///NFSThunder 204]

Was reactie op krikkie...
Ja de 2 filmpjes vatten het goed samen vind ik. Was voor mij ook redelijk nieuwe materie maar klinkt wel logisch.

[Mich 2.467]

13 minutes ago, ///NFSThunder said:

@Krikkie Door het uiteindelijke effect van secondary imbalance over een langere periode. Als ik het goed begrijp.

Flat plane heeft:
- primary (resonance) in balans
- secondary (resonance) in onbalans =>niet echt op te vangen.

De cross plane heeft:
- primary in onbalans
- secondary in balans  
=>Maar primary imbalance wordt opgevangen door counter-weighing van de krukas waardoor de krukas zelf zwaarder/logger wordt.

het feit van het hoger kunnen "revven" komt door het vrijer ademen van flat plane door de sequence van onsteking (links-recht-links-rechts).
en bij cross plane is dit soms 2x aan dezelfde "bank" en ademt "logger"

Aha we have a winner... dus toch zoals ik vermoedde (maar kon het nergens  vinden op 't net)... thanks

Bij de laatste zin mag je gerust toevoegen dat een vlakke krukas ook rev-happier is en sneller in toeren klimt daar hij minder massatraagheid heeft. Dus eigenlijk hoger + sneller revven

[Mich 2.467]

Inderdaad het klinkt logisch als je alle puzzelstukjes in mekaar laat vallen... denk ook dat de crossplane een iets gelijkmatiger (zachtere) loop heeft...romiger, leukere koppelafgifte.

De flatplane is "vierkanter" daarentegen... veel macht om de 180° "tot de beentjes gestrekt zijn"...dus echt ideaal om vermogen mee uit te spelen. 

[gTa 24.154]

17 minuten geleden zei Mich:

Aha we have a winner... dus toch zoals ik vermoedde (maar kon het nergens  vinden op 't net)... thanks

Bij de laatste zin mag je gerust toevoegen dat een vlakke krukas ook rev-happier is en sneller in toeren klimt daar hij minder massatraagheid heeft. Dus eigenlijk hoger + sneller revven

Is toch dit?

36 minuten geleden zei gTa:

Iets wat ook nog vaak terugkomt, @Mich, maar wat hier nog niet geschreven is, is dat het alternerend vuren van linker en rechter bank maakt dat de uitlaatcollector bij de uitlaatslag van die cilinderbank zuiverder is (van gassen en pulsen) en de cilinders dus efficiënter geleegd kunnen worden. Dat is vnl. bij zeer hoge toerentallen rendabel, terug in de racerij dus.

Da's er alvast eentje die 'k niet wist. Klinkt wel logisch.

Wel anders verwoord? Ik wist dat zelf allerminst maar vond dat op de meeste pagina's op 't net wel terug?

Of mis ik nog iets?

[///NFSThunder 204]

In dit filmpje over de nieuwe gt350 gaan ze er ook nog wat op in:

 

[gTa 24.154]

13 minuten geleden zei Mich:

Inderdaad het klinkt logisch als je alle puzzelstukjes in mekaar laat vallen... denk ook dat de crossplane een iets gelijkmatiger (zachtere) loop heeft...romiger, leukere koppelafgifte.

De flatplane is "vierkanter" daarentegen... veel macht om de 180° "tot de beentjes gestrekt zijn"...dus echt ideaal om vermogen mee uit te spelen. 

Dat eerste komt ook deels door het hoger gewicht van roterende en bewegende delen. Dat dempt, vlakt oneffenheden. (Think flywheel.) Hoe zwaarder, hoe meer zelfs, in die mate dat constructeurs soms die uneven beat moeten 'inbouwen'  (zo las ik toch) door te gaan zoeken naar minder smooth ontstekingsvolgordes om net die karakteristieke sound/feel terug te verkrijgen.

Vierkanter is grappig gezegd (niet onjuist), ik zou het als 'meer onderbroken' omschreven hebben. Als de beentjes gestrekt zijn zit je in die flat plane 'platte zone', daar waar een cross plane ondertussen al weer een arbeidsslag heeft om 't spel draaiende te houden. Vandaar dus dat 'ie beter presteert bij hogere toeren, waar die langere tussenpoze zonder arbeidsslag dan relatief minder invloed heeft.

 

Ik ben wel nog altijd niet mee met je denkoefening "twee viercilinders", beter gezegd waarom dat meer van toepassing zou zijn bij een flat plane dan bij een cross plane. Ja, 't klinkt veel meer zo bij een flat plane, maar au fond heb je toch nooit twee arbeidsslagen tegelijk? Ook niet bij een flat plane.  De andere sound lijkt dus idd door 't alterneren van de cilinderbanken te komen en door dat vierkanter draaien zoals je zegt. Of zie jij 't anders?

Omgekeerde denkoefening: is de "typische V8 rumble" dan eerder het gevolg van (al dan niet moedwillig/bewust ingebakken) on-efficiëntie in de motor? In plaats van de pulsen tegen elkaar uit te spelen, ze net gebruiken om de secundaire onbalans te verhogen (door minder te alterneren tussen cilinderbanken)?

[Mich 2.467]

8 minutes ago, gTa said:

Is toch dit?

Wel anders verwoord? Ik wist dat zelf allerminst maar vond dat op de meeste infopagina's wel terug.

Of mis ik nog iets?

Hmmmm... ja en nee.... dat tekstje wil volgens mij het superieure karakter van de vlakke krukas toeschrijven aan de voordelen in de uitlaat. Maar los van uitlaat heeft de vlakke variant sowieso al zijn voordelen tov de ruimtelijke, namelijk degene hier net opgesomd. En die zijn puur toe te schrijven aan de werking vd vlakke variant.

 

Trouwens, ik hecht zelden veel geloof aan die theorien van "spoeling", "flow", "vrije uitlaat".... ik ga zeker ni beweren dat het niwaar is hé Gilles hetgeen daar geschreven wordt, want het klinkt zeer logisch. Maar in tegenstelling tot de beweging van een krukas, is de beweging van gassen, pulsgolven,... al dan niet beïnvloed door tegendrukken eerder iets dat je empirisch moet benaderen dan wel met pen en papier zwart op wit  ... my 2cnts. Ik ga hier gene hele hoop proza neerpennen daarover, je weet wel best wat ik bedoel hé.

[Mich 2.467]

10 minutes ago, gTa said:

 

Ik ben wel nog altijd niet mee met je denkoefening "twee viercilinders", beter gezegd waarom dat meer van toepassing zou zijn bij een flat plane dan bij een cross plane. Ja, 't klinkt veel meer zo bij een flat plane, maar au fond heb je toch nooit twee arbeidsslagen tegelijk? Ook niet bij een flat plane.  De andere sound lijkt dus idd door 't alterneren van de cilinderbanken te komen en door dat vierkanter draaien zoals je zegt. Of zie jij 't anders?

Omgekeerde denkoefening: is de "typische V8 rumble" dan eerder het gevolg van (al dan niet moedwillig/bewust ingebakken) on-efficiëntie in de motor? In plaats van de pulsen tegen elkaar uit te spelen, ze net gebruiken om de secundaire onbalans te verhogen (door minder te alterneren tussen cilinderbanken)?

 

Nu we "deel 1" gehad hebben en het erover eens zijn, kunnen we bovenstaande quote misschien als "deel2" van de vraag beschouwen?: Wat bedoelt men in godsnaam met "dubbele 4cil"? 

Wordt er tegelijk arbeid geleverd in 2 cilinders? Maar dan zou die ook als een 4cil moeten klinken. Of bedoelen ze iets anders, maar wat?

Alleszins draait de vlakke variant even "vierkant" dan een 4 cil want strekt de beentjes tot elke 180° krukasomwenteling. Dus daar begint al een zekere gelijkenis. 

[gTa 24.154]

12 minuten geleden zei Mich:

Hmmmm... ja en nee.... dat tekstje wil volgens mij het superieure karakter van de vlakke krukas toeschrijven aan de voordelen in de uitlaat. Maar los van uitlaat heeft de vlakke variant sowieso al zijn voordelen tov de ruimtelijke, namelijk degene hier net opgesomd. En die zijn puur toe te schrijven aan de werking vd vlakke variant.

 

Trouwens, ik hecht zelden veel geloof aan die theorien van "spoeling", "flow", "vrije uitlaat".... ik ga zeker ni beweren dat het niwaar is hé Gilles hetgeen daar geschreven wordt, want het klinkt zeer logisch. Maar in tegenstelling tot de beweging van een krukas, is de beweging van gassen, pulsgolven,... al dan niet beïnvloed door tegendrukken eerder iets dat je empirisch moet benaderen dan wel met pen en papier zwart op wit  ... my 2cnts. Ik ga hier gene hele hoop proza neerpennen daarover, je weet wel best wat ik bedoel hé.

Sure. 't is ook moeilijk te meten. Proefondervindelijk soms véél opzienbarender resultaten mee te boeken dan na veel studiewerk, zie maar naar legio "accidentjes" met 2-takt-uitlaatsystemen. Al denk ik dat de huidige stand der techniek méér dan voldoende ver staat om daar écht wel empirisch onderzoek te kunnen naar doen en effectief resultaten te kunnen bekomen. Zie maar naar wat BMW met hun S63-motor doen (crossing over uitlaatcollectoren die alternerend 1 van de 2 turbo's aansturen), da's ook een verhaal op basis van pulsen. (Maar of het een succesverhaal is? Ze halen er niet noemenswaardig meer vermogen uit dan AMG b.v. uit de 4-liter V8 ... en dan klinkt die BMW S63 nog eens lelijk ook  ).

Nu, NFSThunder concludeert ook eea obv vrijer ademen. Daar had ik het op. Ik zie 't verschil niet met hetgeen ik samenvatte.   Da's het enige 'nieuwe' dat ik las in zijn post, dus ik dacht (jouw reactie "aha we hebben het" lezende) dat je 't daar moest op hebben. Want het andere: daar waren we begin vorige pagina al, lijkt me. Da's toch een, hoe zeg ik dat 't best, voor geïnteresseerden redelijk gekende eigenschap van flat planes? Ik ben geen ingenieur en heb nog nooit een krukas van een motor met méér dan 1 cilinder in m'n handen gehad en zelfs ik wist dat.  

[gTa 24.154]

 

8 minuten geleden zei Mich:

Nu we "deel 1" gehad hebben en het erover eens zijn, kunnen we bovenstaande quote misschien als "deel2" van de vraag beschouwen?: Wat bedoelt men in godsnaam met "dubbele 4cil"? 

Wordt er tegelijk arbeid geleverd in 2 cilinders? Maar dan zou die ook als een 4cil moeten klinken. Of bedoelen ze iets anders, maar wat?

Alleszins draait de vlakke variant even "vierkant" dan een 4 cil want strekt de beentjes tot elke 180° krukasomwenteling. Dus daar begint al een zekere gelijkenis. 

Ik weet het ook niet, daarom vroeg ik ook aan @Lotuzzz wat hij bedoelde met z'n vraag.

Neen, er is nooit een simultane arbeidsslag in een V8, flat plane of niet. (Of ik moet het grondig verkeerd begrepen hebben.)

Een flat plane klinkt anders, maar of dat dan persé als een "dubbele 4-cilinder"klinkt? If so, dan moeten die 2 viercilinders iig zo aan elkaar gekoppeld zijn dat de ene z'n arbeidsslagen nét halverwege tussen die van de andere vallen. Als er simultane arbeidsslagen zijn, zou je in principe geen 8 cilinders horen, maar slechts 4 (maar dan wel dubbel, no idea hoe dat klinkt, ik heb helaas nooit een MTM Bimito TT mogen aanhoren  ), zoals je zegt.

Je laatste zin is het enige logische, lijkt me. Ik denk b.v. aan dit: als je doorheen de intake sound van een DTM vierpitter luistert, dan hoor je ook dat (en ik gebruik jouw woord weer om 't zeker over hetzelfde te hebben) 'vierkante' dat je ook hoort in een hoog in toeren knallende flat plane V8, vind ik.

[///NFSThunder 204]

het enige wat op de dubbele 4cyl slaagt imo is het design van de krukas bij een flat plane.

ik heb nu dit gevonden op een andere site wat wel bevestigt wat we hier zeggen.

Citaat

Flat plane crank V8s howl or scream. 
Cross plane V8s rumble.
The cross plane can be made to sound like a flat plane by redesigning the exhaust.
On a cross plane V8 the firing pulses go LRRLRLLR The typical V8 burble being caused by the double firing pulses on each bank.
On a flat plane V8 the exhaust pulses are LRLRLRLR.
Redesigning the exhaust to split the double pulses down opposite exhaust manifolds can be done and changes the exhaust note accordingly but it's complex manifolds work and not generally worth it.
Flat plane V8s are generally more responsive than cross plane V8s but suffer more from harmonic vibration as they are effectively two 4 cylinder engines on a common crankshaft.

https://www.pistonheads.com/gassing/topic.asp?h=0&f=23&t=1563954&i=20

Een leuk detail is dus dat de oude ford gt40 een aangepaste uitlaat had om dat vrijer ademen te bekomen met een cross plane crank:

[Mich 2.467]

Nee inderdaad... weet ook ni hoe dat klinkt

... misschien bedoelen ze dat de linkerbank zich als "één motor" gedraagt en ook de rechterbank... maar beide dan wel onder een decalage van de V-hoek (ergens 60-90°)

[Krikkie 7.171]

48 minuten geleden zei ///NFSThunder:

@Krikkie Door het uiteindelijke effect van secondary imbalance over een langere periode. Als ik het goed begrijp.

Flat plane heeft:
- primary (resonance) in balans
- secondary (resonance) in onbalans =>niet echt op te vangen.

De cross plane heeft:
- primary in onbalans
- secondary in balans  
=>Maar primary imbalance wordt opgevangen door counter-weighing van de krukas waardoor de krukas zelf zwaarder/logger wordt.

het feit van het hoger kunnen "revven" komt door het vrijer ademen van flat plane door de sequence van onsteking (links-recht-links-rechts).
en bij cross plane is dit soms 2x aan dezelfde "bank" en ademt "logger"

Zou dat niet opgevangen kunnen worden met balansassen. Mijn Saab's hadden dat , die dienen toch voor zijdelingse/secundaire onbalans te verminderen? Of misschien een domme vraag: met zwaardere gewichten aan de krukas, maar dan boet je veel in waarschijnlijk ?

[Mich 2.467]

6 minutes ago, Krikkie said:

Zou dat niet opgevangen kunnen worden met balansassen. Mijn Saab's hadden dat , die dienen toch voor zijdelingse/secundaire onbalans te verminderen? Of misschien een domme vraag: met zwaardere gewichten aan de krukas, maar dan boet je veel in waarschijnlijk ?

Wordt inderdaad gedaan die balansassen.... kom je weer uit bij de massatraagheid die hoger is bij de ruimtelijke variant.

[gTa 24.154]

1 minuut geleden zei ///NFSThunder:

het enige wat op de dubbele 4cyl slaagt imo is het design van de krukas bij een flat plane.

ik heb nu dit gevonden op een andere site wat wel bevestigt wat we hier zeggen.

https://www.pistonheads.com/gassing/topic.asp?h=0&f=23&t=1563954&i=20

Eerste zin: sounds legit. Mich opperde dat ook al.

 

Dat andere: ik betwist die tekst niet, maar 't is ook niet helemaal waar, hè. Bijvoorbeeld die BMW S63 (biturbo 4.4 V8 uit huidige M5/M5/X5M/X6M), die heeft een cross plane crank, géén flat plane. En toch klinkt hij véél harder als een flat plane dan als een cross plane. Die motor burblet niet, die howlt. Dat komt door het design van de uitlaatcollectoren die alternerend de turbo's aansturen. Linker collector beentje 1 en 3 voeren uitlaatgassen naar turbo 1, beentje 2 en 4 voeren uitlaatgassen naar turbo 2. Heel 't design van exhaust manifold is de reden van de sound.

Dus ergens moet de specifieke sound van een flat plane V8 ook mee veroorzaakt worden door de werking van de uitlaatpulsen in de collectoren, iets wat hier hoger al werd vermeld. Want die pulsen, da's het enige 'aparte' dat die BMW S63 gemeen heeft (als cross plane crank V8) met een flat plane crank V8...

Of niet?

[gTa 24.154]

edit: effe in de mist, 't gaat te snel en ik moet slapen  

[Mich 2.467]

7 minutes ago, gTa said:

Eerste zin: sounds legit. Mich opperde dat ook al.

 

Dat andere: ik betwist die tekst niet, maar 't is ook niet helemaal waar, hè. Bijvoorbeeld die BMW S63 (biturbo 4.4 V8 uit huidige M5/M5/X5M/X6M), die heeft een cross plane crank, géén flat plane. En toch klinkt hij véél harder als een flat plane dan als een cross plane. Die motor burblet niet, die howlt. Dat komt door het design van de uitlaatcollectoren die alternerend de turbo's aansturen. Linker collector beentje 1 en 3 voeren uitlaatgassen naar turbo 1, beentje 2 en 4 voeren uitlaatgassen naar turbo 2. Heel 't design van exhaust manifold is de reden van de sound.

Dus ergens moet de specifieke sound van een flat plane V8 ook mee veroorzaakt worden door de werking van de uitlaatpulsen in de collectoren, iets wat hier hoger al werd vermeld. Want die pulsen, da's het enige 'aparte' dat die BMW S63 gemeen heeft (als cross plane crank V8) met een flat plane crank V8...

Of niet?

om een lang verhaal kort te maken... die BMW motor is zijn tijd vooruit en de theorien uit verleden hebben er geen vat meer op

[Mich 2.467]

7 minutes ago, gTa said:

 

Hmnee, ik denk dat Krikkie 't heeft over de secundaire onbalans in een flat plane V8, waarover NFSThunder zegt dat dit niet echt op te vangen is. Jij komt terug op de oplossing voor de primaire onbalans in motoren met gekruiste krukas, da's idd soms met balansassen (niet altijd: men voegt balansgewicht toe aan de krukas zelf, meestal volstaat dat, niet alle motoren hebben echte balans'assen' afaik).

 

 

dat kan je ook opheffen, maar het sop is de kolen ni waard. secundaire onbalans is verwaarloosbaar.... misschien dat Rolls ofzo er wel balansassen voor monteert  

[gTa 24.154]

Nope, die hebben een V12 met cross plane krukas die nog eens zoveel minder natuurlijke onbalans heeft. Daar is dat au fond niet nodig.   En die draaien geen hoge toeren.   

Denk aan het muntstuk op het kleppendeksel van de motor van een 850CSi.  

[///NFSThunder 204]

2 minuten geleden zei gTa:

 

Ik denk dat Krikkie 't heeft over de secundaire onbalans in een flat plane V8, waarover NFSThunder zegt dat dit niet echt op te vangen is?

Dat is niet op te vangen met balansassen, de primaire onbalans van een gekruiste krukas uiteraard wel (da's evident).

Ja ik dacht dit op basis van het filmpje maar lees nu net op wikipedia dat idd die balansassen de secondary onbalans kunnen verbeteren maar niet door counterweights in de krukas.

Deze balans-assen draaien dan aan de dubbele snelheid van de krukas blijkbaar.

Citaat

Non-sinusoidal imbalance can almost never be completely cancelled (balanced) with a single-crankshaft multi-cylinder configuration without balancer shafts.^{[note 4]} Boxer engines with many cylinders show the least effect by cancelling all but the (4.) plane imbalance in the cancelling forces.

In designing a balancer for this purpose, it is common to create a sinusoidal force mirroring the hypothetical secondary component with two counter-rotating eccentric weights that rotate at twice the crankshaft speed, as the use of a counter-moving slider-crank as the balancer is less efficient.

https://en.wikipedia.org/wiki/Engine_balance#Secondary_.28non-sinusoidal.29_balance

[gTa 24.154]

7 minuten geleden zei Mich:

 

dat kan je ook opheffen, maar het sop is de kolen ni waard. secundaire onbalans is verwaarloosbaar.... misschien dat Rolls ofzo er wel balansassen voor monteert  

Verwaarloosbaar en ook niet, zeker niet aan zot hoge toeren waar 0,5 keer per halve omwenteling (oh boy, ik moet slapen) de primaire en secundaire krachten elkaar versterken. Oké, een flat plane V8 is doorgaans gemaakt voor hoge toeren, dus men zal doorgaans een korte(re)slagmotor hebben met lichte zuigers en drijfstangen, dus inderdaad de secundaire onbalans is klein ... maar in racemotoren die 9k en hoger draaien misschien toch hoog genoeg om problemen te veroorzaken?

Maar ze werken ze niet weg, neen. Men wint in onderdelengewicht omdat er geen balansgewicht in de krukas moet ingebouwd worden, dus men kan een beetje van die winst spenderen aan iets steviger onderdelen, die dan op zich voldoende sterk zouden moeten zijn om de resterende onbalans te verkroppen.

[gTa 24.154]

5 minuten geleden zei ///NFSThunder:

Ja ik dacht dit op basis van het filmpje maar lees nu net op wikipedia dat idd die balansassen de secondary onbalans kunnen verbeteren maar niet door counterweights in de krukas.

Deze balans-assen draaien dan aan de dubbele snelheid van de krukas blijkbaar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Engine_balance#Secondary_.28non-sinusoidal.29_balance

Maar die wegen bijzonder veel, all in all. Die zijn door ketting (of riem) aangedreven, vreten plaats, maken 't blok groter/zwaarder. Vandaar dat je balansassen eigenlijk enkel in comforttoepassingen ziet bij motoren die erg veel last hebben van grote primaire onbalans (b.v. 3-cilinder in lijn).

6-cilinder met 180° hoek tussen cilinderbanken of 12-cilinder met 90° hoek tussen cilinderbanken zijn van nature de rustigste blokken, yep. 90° V6 wordt al moeilijker, en meestal zijn 't 60° zelfs, dus daar begint het balanceerwerk pas echt