Harley-Davidson Twin Cam V-Twin Motorcyklar - Historien Av Den Big Twin

1992 Marknadsföring ville ha en betydande kraftökning över Evolution V-Twin-eftermarknaden hade visat vad som kunde vara gjort genom att modifiera dessa motorer och folk tyckte om det. Designdiskussioner börjar för en ny motor, kodad P-22, som skulle bli känd som Twin Cam). Det var ursprungligen planerat för 1997 års produktion, och det försenades med hög oljetemperatur och avstötning av en oljekylare av stylingavdelningen.

Harley-Davidson Twin Cam V-Twin-motor.

Courtesy of Harley-Davidson

Twin Cam-motorn skulle ta itu med det fortsatta problemet med att på ett tillförlitligt sätt göra den kraft som krävs av ryttare av stora motorcyklar idag. Konkurrens som Hondas Gold Wing och BMWs K-series tourers är flytande kylt och ställer en hög standard för interstate highway hållbarhet. Kanske ännu viktigare är kundförväntningen, driven av den mycket aktiva eftermarknaden, av allt större motordrivningar och prestanda. Att göra en luftkyld motor uppfyller denna stigande förväntan med den sedvanliga tillförlitligheten, samtidigt som det uppfyller federala utsläpp och bullerregler är inte ett problem som kan lösas med en tråkig stång och en postorder-stridsvagn. Det kräver konstruerad värmehantering och design för de förväntade (och förväntade) belastningarna. Det krävs dyra uthållighetstestning.

En första oro gällde vevhuskrasning i Evo-motorer som modifierades för högre prestanda. Därför är den nya motorn utformad med uppgraderingsförmåga inbyggd-bredare cylindreringstoppavstånd, högre kapacitetslager, stressanalyserade och prestationsgodkända vevhus.

RELATERAT:

Harley-Davidsons nya Milwaukee-Åtta Big Twin Engine

Motorföretaget bygger sin tredje helt nya Big Twin på 80 år

2 december 1993 En Twin Cam 88 körs för första gången, med cylindriska dimensioner på 3,75 x 4,00 tums = 88,4 cu.- i. Konceptuellt är detta en ny bottenände med en grundläggande Evolution-topp.

Förbränningskammare är 85cc "badkar", vilket innebär att de två ventilerna är placerade i en fram och bak-oval gräv, fylld på båda sidor för att bilda squish områden mot kolven kronan. Detta alstrar kraftig turbulens när kolven anländer till TDC, vilket påskyndar förbränningen. Denna typ av förbränningskammare uppträdde först på Maseratis 250F Grand Prix bilmotor i mitten av 1950-talet. Denna förbränningskammarens förbättrade detonationsmarginal är en del av den nya motorns "bredare oktantolerans".

Under utveckling fanns det problem med oljeavkastning. Många timmars provning gjordes på en motordyno (motorns avfyring, vänd av en elmotor) med en motor utrustad med fönster så att oljebeteendet kunde ses. Allt var komplicerat av luften från vevhuset när de två kolvarna nekade sig. Velocette hade ett relaterat problem med sina 350 singlar på 1920-talet. Olja som skickades till smörjventilen i huvudet återvände inte till vevhuset. Velos första lösning var att placera en andra liten scavenge-pump i huvudet och återlämna oljan direkt till oljetanken. Harley gradvis räknade ut dynamiken i hur oljan och vevhusluften samverkade och utarbetade enklare lösningar.

Cylindrar är aluminium med gjutjärnspinne i Spiney-Lok. O-ringbasförsegling kan inte "skrubba ihjäl" av motoruppvärmnings- och kylcykler.

I äldre motorer fick de enda kylkolvarna oavsiktlig oljesköljning och ledning från den heta kolven, genom cylinderväggsoljefilmen till kallare cylindervägg. Detta var naturligtvis lättare desto mindre borrade. Om en kolv sprang för varmt gjorde ingenjörerna sin tjockare tjocklek för att förstora värmebanan ut mot cylinderväggen. Det är därför att tunna kronade drasterkolvar inte skär det vid Bonneville!). Eftersom större motorer krävde större borrningar, ökade kolvvikten mer vibrationer. Vid något tillfälle hade något att bryta kompromissen mellan ljuskolvar som vibrerade mindre men kunde inte bli av med sin värme och tyngre, svalare kolvar som gav ryttarna en buzz. Den kompromissbrytaren var kolvkylningsoljetrådar. Varje NASCAR-motor har dem. Varje Skyraider-motor hade dem. Oljestrålar som ligger i vevhuset sprutar kontinuerligt olja upp mot undersidan av kolvkupolerna, där det sprider ut för att hämta värme över ett brett område innan de faller tillbaka till vevhuset.

Harley-Davidson Knucklehead V-Twin Motorcyklar - HISTORIEN AV DEN BIG TWIN

H-D Knucklehead V-Twin introducerades 1936. Här är en titt på den tekniska utvecklingen av 61-cu-in. motor och chassi av Harley-Davidsons första OHV Big Twin.

1996 Testcyklar körs för första gången med P-22-motorn. Kolvtemperaturerna är höga och kräver oljestrålar, vilket i sin tur driver upp oljetemperaturen till 260-280F. Original Evo-dimensionerad finning var inte tillräckligt, men stylingavdelningen ville naturligtvis behålla det beprövade "utseendet". Tanken med större fenor tog lite uppslutning, men till slut säger Harley-Davidson-reklammaterialet "Bättre värmebehandling av motorn till 50 procent mer finare och kolvkylningsstrålar. "(Engineering Chief Earl Werner sa 60 procent!). Konflikt mellan styling och engineering är förståeligt. Styling syftar till att hantera hur vi känner för produkten, och ingenjörer hanterar hur det fungerar.

1997 Werner kände till den sena Jim Feuling (kom ihåg Jims W-3 Harley-Davidson-motorer?) Och hans arbete för bilproducenter att minska värmeflöde i cylinderhuvuden. Feuling hade erfarenheten av att stå i ett Detroit styrelserum, mot en rad avgraderade ingenjörer som sa: "Din utloppsport design ligger inte på vår kurva för bästa praxis." Han vände sig till cheferna som hade anställt honom och sa " Vem ska du tro på? Dina egna testdata från de huvuden jag byggt på din förfrågan? Eller de här herrarna? "

1998 I en konversation med en rådgivningsingenjör gick jag in och sa att P-22 behöver en oljekylare, men styling låter dem inte få det. Evolution stora tvillingar vid denna punkt har 280-graders-Fahrenheit oljetemperatur vid en stabil 60 mph i 110 F luft temp. Cylinderhuvudet temp vid denna tidpunkt (CHT) överstiger 585F (307C). Han säger att han tycker att Werner (som varit chef för Corvette engineering) anställdes som arrangör men fortsätter att driva tekniska lösningar. Han är ansvarig för det nya H-D Tech Center. Av VR1000-väghastighetsmotorens problem sa konsulten: "Vad sägs om 39g vibrationer vid inloppsröret?" För honom är en 90-graders motor (självbalansering) mest meningsfull. De nya tändningarna har flash EPROM-inga fler chips. Han säger att Harley-Davidson skulle ha haft sin EFI två år tidigare men de spenderade tiden "letar efter en generator som skulle ge den extra strömmen som krävs". Han tycker det är otroligt att Harley-Davidson flyttade så långsamt i jämförelse med den stora "ponderous "Auto industry."

Nu upptäckte en upptäckt temperaturproblemet i två. Om man reducerar oljetemperaturen för att göra en oljekylare onödig är ett överordnat mål, såg teknik hur man gör det; cirkulera mindre olja till motorns hetaste delar - cylinderhuvudena. Detta löste Styling problem genom att göra en oljekylare onödig, men det körde också cylinderhuvudets temperatur upp, vilket ger tekniken tillräcklig hävstång för att få sin begäran om mer huvud och cylinder finområde någon övervägning. Det fanns gott om data om hand relaterade höga CHT-värden till klassiska luftkylade fellägen, såsom kronisk detonering, avgasventil och sätesbränning och cylinderhuvudspänning. Priset på att sluta med oljekylaren var "big-fin" -motorn, och förändringarna skulle kosta mycket pengar.

Harley-Davidson Panhead V-Twin Motorcyklar - BIG TWIN'S HISTORIE

The Harley-Davidson Panhead V-twin introducerades 1947 i 61- och 74-tums versioner. Här är en titt på den tekniska utvecklingen av motorn och chassit.

Varje stor luftkylad flygplans kolvmotor följde den här vägen för 70 år sedan. När motorn som skulle driva B-17-bombaren först kom in i fredstidstjänsten hade den 1700 kvadrattum fint område per cylinder-och-huvud. Men i slutet av andra världskriget som hade vuxit till 3800 kvadrattum. God kylning innebär att du kan göra strömmen utan att svettas.

Utombordsändarna på TC88s tvillingkamrar bärs inte i kåmpålocket, det är Evos enda kamera eftersom det skulle överföra vibrationer på ventilen till det här locket. I stället stöder en "spindelplatta" de yttre kamändarna så att locket inte kan fungera som en "trumma". Ett annat stort ämne på TC-forum är lageret inombordskullager, som är inbyggda INA nålar. Många byggare rekommenderar att man byter ut dessa med Torrington-dragkedjelager med full komplement, vars lastkapacitet är större i proportion till deras större antal nålar.

När frågade varför köra kammarna med kedjor i stället för kugghjul, sa Donald Kieffer (regissör, programhantering): "Första fördelen med Twin Cam är att bli av med kugghjul som slog eller klämde om det var tätt eller löst."

1 P-22 björnarna-Twin Cam 88 produceras som 3,750 x 4000-tums borrning och stroke = 88,36 cu.in-in. (1450cc). Fjädertypskedjespännare är bra för 30 000 miles, bästa fallet. Twin Cam-motorer har en oljepump med växellåda som drivs från vevets tidpunkt. Således kan överdriven vevutsträckning, om den är närvarande, få negativa effekter på oljepumpen. Därför har Harley-Davidson-böckerna alla ett foto av någon som pekar på poäng i gerotorpumphuset.

En 40mm Keihin CVK-karb eller EFI (Twin-runner 38mm gasbensinborrning elektronisk sekventiell portbränsleinsprutning), singel -tändningständning (ingen slösad gnista), kartstyrd tändningstid.

Kompressionsförhållandet är 8,8: 1 till 9,0: 1. Toppmomentet på FL är 86 lb.-ft. vid 3500 rpm; Dyna gör 82 lb.-ft. vid 3500.

2000 TC88-B, motorn med motbalanserare, produceras. Detta system lägger till 14 pund mot motorvikt och minskar primär skakningskraft med 90 procent. Balansaxellager finns i fram- och bakåtförlängningar av höger och vänster höljeshalvdel. Balansexcentren är ca 3 tum långa. Earl Werner sa då: "Vår marknadsundersökning visar att ryttare inte vill ha tröttsamma effekter av vibrationer under en lång dag med ridning, trots att en enda balanser kunde ha använts skulle det ha genererat ett rockande par. men som utseendet på staplarna skakar när motorn går i drift vid ett stoppljus. "

Balanssystemet ger en parasitisk förlust av" mindre än 3 procent "vid full effekt, så ungefär 2 hästkrafter. Marknadsförarna hyllade detta som "... en minskning med 50 procent i skiftande ansträngning med anledning av en ny växelmekanism och ett nytt transmissionsfall."

Varför gå till detta problem när den gummimonterade motorn är tolerabel? Softailts smalare utseende var oförenlig med gummiblandningssystemet.

Ny oljepump har vågfjäder för att förhindra oljeavlopp. Olja passerar genom 10 mikrometer spin-on filter.

Mycket korta tre-rings hypereutektiska legerade aluminiumkolvar (mycket låg expansion, vilket möjliggör närmare clearance) kyls av oljestrålar. Sparkplugs är nu 12mm.

Till överraskning av ingenjörer resulterade slätheten hos de nya motbalanserade motorerna i halv växling av växellådan (neutral mellan växlar eller "få luft"). Utan vibrationer fanns ingenting för att övervinna friktionen i växlingsmekanismen, vilket orsakade hängda skift. Ett allmänt program med högre ytfinisher, montering av den ihåliga gjutstålskiftetrumman på bollen istället för nålagren och byt till en rullskifttrumenthållare "gjort omskiftade nästan omärkliga" (motorns skiftmekanismer har utarbetats på detta sätt i årtionden) . För att återhämta en positiv känsla måste de tre fjäderspänningarna ökas. Totalt gjordes sex miljoner skift i detta utvecklingsprogram. Med tanke på metodiken blev jag tillsagd: "I det gamla arbetet skulle ingenjörerna komma med en design, så skulle vi kasta den över väggen till produktion," vem skulle då behöva hitta något sätt för att göra det. Det nya klockordet är "design för produktion".

Harley-Davidson Shovelhead V-Twin Motorcyklar - HISTORIEN AV DEN BIG TWIN

Harley-Davidson Shovelhead V-Twin introducerades 1966. Här är en titt på den tekniska utvecklingen av 74-cu-in. motor och chassi av Harley-Davidsons långvariga OHV Big Twin

2000

Alla FL har nytt bromssystem med nya fyra kolvmonterade kaliper, nytt dynmaterial och "likformiga expanderande rotorer". Dyna Glide-vikt är citeras som 612 pund. Road Glide 731 lb. Electra Glide 758 lb. Andra modeller väger upp till 788 lb. 2001

DELPHI Elektronisk Sequential Port Bränsleinsprutningsintro på Softail 2002

Ditto ovan för turneringsmodeller. 2003

Twin Cam 103. Enkel rull på körsidan tar plats för tidigare använda par Timken koniska rullar. Detta har sedan dess lett till stor diskussion bland Harley mekanik och byggare. De parade Timkens motstod starkt axelvattnet på ett sätt som den nyare singelrullen inte kan. För högt drift, föredrar specialbyggare ofta Timkens. Timkens krävde en tidskrävande installation av att pressa på kedjeaxeln, medan enkelrullen är installerad i saken och vevet glider sedan in i den, vilket sparar monterings tiden. 2005-2006

Kranhalvor är gjutna, med cylindriska rulllagerlager på kedjeaxel. Sänk i pris för ersättningssatser från $ 1200 till $ 800 eller så. 2006

Nu en sexväxlad växellåda på Dyna. I augusti i år introduceras TC96 för 2007 års modellår, icke-motviktiga "A" och motviktiga "B" -varianter intro samtidigt. Vridmomentet är upp 8 procent från TC88 (förskjutningen är upp med 9 procent). När denna motor visade överhettning vid låg hastighet skapades Parade Mode. TC96-dimensionerna är 3,750 x 4,375 tum = 96,6-cu. i. Blandning lutas ut genom automotive-stil sluten slinga operation av EFI. Ny kamplatta med vanliga yttre kullager i stället för rullar, rullkedja för kammar, nylonspännare och hydraulisk kedjespännare för Dyna-modeller. Förbättrad oljepump levererar 10 procent mer olja och scavenge-sida har 23 procent ökning av kapaciteten (totalt fyra olika stödplattor har producerats).

2007-2017

Stora Twin vevhus gjutna med cylindrisk vals kedjeaxel. Twin Cam 110 introducerades. EFI standard alla modeller. Dra vevlägesgivaren och kolla med sensorns utlösning (vinkelsidan av vevhjulet). Om de är bearbetade är vevet antingen varm- eller kallförfalskad. Alla stora tvillingar får kalkylplatta, lager och kedjeändringar beskrivna för Dyna under 2006. 2007-2008

Cam spec: hiss .484 tum, intag 12/30, avgas 38/04 vid .053 tums kontrollklarering . 1 -2006

Snabbt slitage av plast vänd mot kamspännare - sägs misslyckas så tidigt som 15.000 mil. Dessa var ursprungligen stiftfjäderspända, men det här systemet har ersatts 2007-framåt med hydraulisk spänning. Det hydrauliska spänningssystemet försenar felet men förhindrar inte det - det uppstår nu vid 50 000-75 000 miles. Plastslitagepartiklar från spännskon kan blockera oljens cirkulation, vilket leder till allmän skada. Godtagbart slitage: Slitaget till ett djup mindre än hälften av skomaterialet. Oacceptabelt slitage: Slitaget till ett djup som är lika med eller större än tjockleken på skomaterialet. Misslyckades: djupt slitage, bevis på smältning eller sprickbildning.

Det finns eftermarknadsväxelkörningssystem (Andrews, S & S) men de kräver att motorns spindelaxel + huvudlagerutlöpning är .003 "eller mindre. Du kommer att hitta mycket diskussion om detta på forum. Det har förekommit problem med tillfällig beslagtagning av tapparna i lifterblocket eller av löshet.

Möjligheten att svänghjul växlar på vevstången är alltid närvarande, speciellt när motorn används hård. Vissa känner att svetsning vevspetsen till svänghjulen botar detta, men andra påpekar att .020-tums svetsdjup i kolstål sprickor enkelt. Kanske för 25 år sedan frågade jag Dick O'Brien om han hade XR-750 smutsbanans motor att göra igen, skulle han fortfarande ge den en rullande lagervev? Han tänkte ett ögonblick och sa sedan: "Jo ... jag skulle vilja tänka så ..." Å ena sidan är det lätt att älska precisionen av hårdstål i kul- och rullager, men uppgifterna säger att varje gång en boll eller rullar passerar över en viss plats i sin raceway, orsakar underjordisk skjuvspänning liten skada som en dag blir en spricka. Å andra sidan ser så många människor på Harley Big Twin för att hålla tillbaka tiden.

Harley-Davidson Evolution V-Twin Motorcyklar - HISTORIEN AV DEN BIG TWIN

HD Evolution V-tvillingen introducerades 1983. Här är en titt på de tekniska elementen och utvecklingen som möjliggjorde 80-cu.-in.

2009

Alla FLs får ryttareaktiverad para-läge, kallad RARCO (Rider-Activated Back Cylinder Cut-Out). Klipper bränsle och gnista om motorn går i drift mer än 3 sekunder över 288 F. Under 275 F, återgår normal bakre cylinderoperation. Maj 2009

TC103 kommer med 3,875 x 4,375 tum borrning och stroke = 103,2-cu.in ., 1690cc (ökning från borrningen från TC96: s 3,750 tum) ger en ökning med 6 procent vridmoment till 96-100 lb.ft. vid 3000-3500 rpm. 2012

- Kompressionsförhållande 9,6: 1. Moment 100 lb.-ft. vid 3500 rpm. Generella dynotalper är 83 hk och 95 lb.ft. Den amerikanska B-29 bombaren i WW II drivs med luftkylda motorer och kontinuerlig drift med 70 procent kraft med tunga brutto nyttolast, orsakade cylinder huvudförvrängning runt avgasventilsätena. Detta ledde till minskad säteskontakt, överhettning av ventilen och ventilbrott. Som en nödåtgärd bar ni blaströr med kall luft från motorns framsida för att blåsa in i de djupa, heta fenorna under avgasventilernas säten på andra radens cylindrar. Alla hårt arbetande luftkylda motorer delar gemensamma problem.

Augusti 2013 Projekt Rushmore, ett uppgraderingsprogram för Harley-Davidson touring-cyklar, lanseras. Twin-Cooling cirkulerar en 50/50 blandning av vatten och etylenglykol genom passager som omger utloppsventilsätena, sedan till värmeväxlare monterade i fällningssänkningarna. Vatten är 830 gånger tätare än luften, så när du behöver intensiv kylning, är vatten sakerna. Detta "Twin-Cooled" -schema möjliggör en säker kompressionsförhöjning från 9,7: 1 till 10,0: 1 med en trevlig 10,7 procent vridmomentökning, men motorns klassiska utseende är oförändrad. När en motor kan tolerera högre kompression ökar det vridmomentet vid alla motorvarvtal. Ett liknande strategiskt kylsystem, men med användning av motorolja istället för vatten / glykol, användes tidigare på 1200 Sportsters.

2015

Twin cam 110 CVO-motor (Twin-Cooled Twin Cam 110) 115 lb.-ft. vid 3750 rpm. Bore och stroke är 4.000 x 4.375 inches = 109.95 cu.in-in. eller 1801cc High Output Twin Cam 103 gör 104,7 lb.-ft. vridmoment vid 3250 rpm. Varje gång förskjutningen ökar betyder det att en högre volym mycket hett avgasflöde rusar genom motorens avgasportar, vilket ger mer värme i huvudet. Om inte detta ökade värmeflöde effektivt kan bäras bort på något annat sätt, kommer huvudet att springa varmare (rubrik mot mot Badville) eller Engineering måste öka kylfina igen - om Styling tycker om det eller inte. Detta gör att Project Rushmore vätskekylning runt avgasventilernas säten är en bra kompromiss. Motorn håller det utseende som Styling tycker om och motorn stannar kall, vilket håller ingenjörerna vakna vid klockan fyra och tänker på dåliga saker som detonation.

RELATERADE STORIER: Harley-Davidson Knucklehead V-Twin Motorcyklar - HISTORIEN AV DEN BIG TWIN

Harley-Davidson Panhead V-Twin Motorcyklar - HISTORIEN AV DEN BIG TWIN