XM V6.24, PRV 24v, SKZ/UKZ, ZPJ4 motor info

Introductie

De XM V6.24 is als topmodel gelanceerd in de zomer van 1990.
http://www.youtube.com/watch?v=b8EZzYJ5UtQ

English version about the ZPJ4 engine (Citroën XM Engineering, Citroën Corporate Communication and Public Relations Department):
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/XMengines.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/XMengines2.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/XMengines3.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/XMengines4.jpg

Het betreft dus een XM met de eerste Franse 24 kleppen motor met 200pk@6000tr/min en 260Nm@3600tr/min, dat alleen door PSA Peugeot Citroën is ontwikkeld.
Op basis van de bestaande ZPJ V6 12v 170pk@5600tr/min en 230Nm@4600tr/min Douvrin motor met distributiekettingen.

Doorkijk tekening ZPJ4:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/afbeeldingZPJ4-2.jpg

Doorkijk tekening ZPJ:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/ZPJ.jpg

ZPJ4 en ZPJ koppel en vermogenscurve:

Doorsnede tekeningen en presentatiefoto`s van de ZPJ4:


Een foto van de Peugeot 605 SV 24:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PEUGEOT-605-SV-24--1990-1997-1.jpg

Verschillen ZPJ4 t.o.v. ZPJ

Ten opzichte van de V6 12v motor zijn er diverse dingen gewijzigd:
1.Hierbij zijn de koppen veranderd, 4 kleppen per cilinder met nog steeds 2 i.p.v. 4 nokkenassen. Doordat de PRV V6 een 90gr blok betreft, was er geen ruimte om de koppen breder te maken voor 4 nokkenassen. Dus moest er een oplossing gevonden worden om met 2 nokkenassen 24 kleppen te bedienen, dus de hoogte in.
De koppen zijn hoger door de constructie met kleine klepstotertjes die tussen de nokkenassen en de tuimelaars zich bevinden. Hierdoor zijn de klepstelen slanker en langer dan bij de 12v. Ook de bougiekabels zijn specifiek, door de hogere koppen zijn de doppen langer.
2.het 3 delig inlaattraject met variabele lengte (ACAV, Admission á Characteristique Acoustique Variabele) met 2 gasklephuizen.
3. de standaard RVS spaghetti uitlaatspruitstukken, van het type 6 in 1 om een hoog vermogen te bereiken.
4. dubbele uitlaatpijpen met dubbele katalysatoren met een pre-kat aan voorste bank en flexibele uitlaatdelen.
5.de Diravi (automatische terugloop en snelheidsafhankelijke) stuurbekrachtiging is iets directer(kortere overbrenging) en is daardoor sportiever te sturen dan een XM met normale Dirass stuurbekrachtiging.
6.de handremkabels zijn specifiek, zijn langer en lopen anders door het complexe uitlaatsysteem.
7.door hetzelfde probleem zit de voorste hydractive regelaar met de hydractivebol niet in het subframe zoals gebruikelijk bij alle andere XM`s, maar voorin onderaan bij de radiateur.
8.de 24v heeft de FENIX4 injectiecomputer en de 12v heeft FENIX3B injectiecomputer.

Deze persoon heeft o.a. zijn koppakkingen en koppeling vervangen en heeft veel foto`s ervan gemaakt.
http://rammstein.dfmk.hu/~phoenix/XM-PRV-V624vRebuild/

Het speciale inlaatspruitstuk van de ZPJ4

Het ACAV inlaatsysteem (Admission á Characteristique Acoustique Variabele, variabele inlaatlengte met resonatiedrukvulling) is ontworpen om de meerklepstechniek te ondersteunen qua koppel en vermogensopbouw.
Het systeem is gebaseeerd op het benutten van de inlaatlucht excitatie om de cilindervulling te verbeteren.
Door het inlaatvolume te vergroten d.m.v. het schakelen van de gescheiden inlaatvolumes, wordt er minder onderdruk ontwikkeld. Daarmee wordt een lagere inlaatluchtsnelheid bij hogere toerentallen bereikt en zodoende wordt er meer volume en dus massa lucht aangezogen.

Het ACAV inlaatspruitstuk:

Een nadelig eigenschap van een zescilinder motor is dat de effectieve vulling dus het koppel bij hoge toerentallen plaats vindt. Een driecilinder ontwikkeld het koppel bij lage toerentallen :idea: .
Door dit te combineren zijn de 2 ACAV kleppen in het inlaatspruitstuk nr.2 opgenomen. Aan de linkerzijde vormen 2 kleppen op 1 as de ACAV klep nr.4 vanaf 4000 tr/min en in het midden vormt 1 grote klep de ACAV klep nr.3 vanaf 5000 tr/min.
De gaskleppen nr.1 gaan gelijktijdig open en dicht.

Bij lage toerentallen t/m 4000tr/min f<66,67Hz bestaat het inlaatspuitstuk uit 2 aparte kleine delen en gedraagt de ZPJ4 motor zich als 2 driecilinder motoren.

Bij midden toerentallen vanaf 4000tr/min t/m 5000tr/min 66,67Hz>f<83,3Hz worden de 2 aparte kleine delen van het inlaatspruitstuk aan de linkerzijde met elkaar verbonden, lange koppeling L. Nu ontwikkeld de ZPJ4 motor het hoge koppel van een zescilinder en blijft de koppelopbouw stijgen.

Een andere situatie waarbij de lange verbinding kortstondig tot stand wordt gebracht, is bij lage toerentallen en wannneer snel en diep gas gegeven wordt bij het optrekken vanuit stilstand. Dit is ervoor om het stationair toerental van beide cilinderbanken gelijk te houden/krijgen. De stationair regelklep bevindt zich in de lange verbinding.

Bij hoge toerentallen vanaf 5000tr/min t/m 6500tr/min 83,3Hz>f<108,3Hz wordt de linker, lange verbinding behouden en worden de 2 delen ook in het midden geopend met de korte verbinding C. De ZPJ4 motor ontwikkeld nu het hoge vermogen.

Koppelopbouw schakeling met ACAV:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/ZPJ4ACAVkoppelschakelingverloop.jpg

Het ACAV systeem is uitgevoerd met 2 elektrokleppen en 2 vacuümbalgjes. Het inlaatvacuüm is verbonden met rubberen slangetjes aan de elektrokleppen, hieraan zitten ook weer rubberen slangetjes verbonden aan de vacuümbalgjes.
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/ACAVschema-2.jpg

Aansturing ACAV elektrokleppen
-Bij een niet draaiende motor en tijdens het stationair lopen, is de linker elektroklep niet aangestuurd en staan de twee linker ACAV kleppen op dezelfde as open, zie onderste foto's. Achterin het inlaatspruitstuk staan de ACAV vlinderkleppen open.
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/LangewegACAVgezienvanuitlinkergasklephuis.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/LangeACAVklepgezienvanuitrechtergasklephuis.jpg

Boven het stationair toerental i.c.m. een belaste motor, geeft de injectiecomputer een elektrisch signaal aan de linker elektroklep. Hiermee worden de twee
linker ACAV kleppen gesloten om het inlaatspruitstuk te delen t/m 4000 tr/min.
-Vanaf 4000 tr/min wordt de linker elektroklep niet meer aangestuurd en de twee linker ACAV kleppen open om de zgn. "U-bocht" te schakelen zodat beide
inlaatspruitstukdelen verbonden zijn.
-Vanaf 5000 tr/min geeft de injectiecomputer een elektrisch signaal aan de rechter elektroklep om de middelste grote ACAV klep te openen.

Tijdens het bekrachtigen van de elektroklep wordt een inwendige naald aangetrokken en daarmee wordt het inlaatvacuüm in de balgjes toegelaten. De vacuümbalgjes zijn mechanisch verbonden met de metalen ACAV kleppen in het inlaatspruitstuk.

Indien het ACAV systeem werkt voelt de ZPJ4 motor lekker sterk aan en is doortrekken tot 6500tr/min een genot :dans: .

ACAV vacuümbalgje "4000tr/min"
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v/ACAVelektroklepmetgeelstipje4000rpm.jpg

Test van de ACAV elektroklep "4000tr/min"
http://www.youtube.com/watch?v=4j7_yMRvsUo

ACAV vacuümbalgje "5000tr/min"
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v/ACAVklep5000rpm.jpg

Test van de ACAV elektroklep "5000tr/min"
http://www.youtube.com/watch?v=eNNywi8w5EI

Kleppentrein schade door verkeerde motorolie

De ZPJ4 motor had in het begin (na introductie in 1990) problemen met de smering van de kleppentrein. Dit was te wijten aan de gebruikte 10W40 motorolie door de Citroëndealers tijdens onderhoudsbeurten. Vanaf fabriek werden de motoren met Total 5W40 afgevuld en daarmee waren er geen smeringsproblemen.
Het probleem zit in de hitteontwikkeling, hoge contactvlak drukken (tussen de nokken en tuimelaarbediening) en de gedeelde uitlaattuimelaar waardoor de kleppentrein erg heet werd. Een 10W40 motorolie kan deze temperatuur niet aan; de smeerfilm verbrandt en biedt daardoor geen smering en koeling meer.
Gebruik minimaal een 5W40 grade en het liefst een 0W40 motorolie om de ZPJ4 motor te behouden en maximaal te laten presteren :wink: .

Voorbeeld vermoeiingsschade nokken ZPJ4 t.g.v. het gebruik van een verkeerd type motorolie (foto XM 24v serie2):
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/P8020006-1.jpg
Van de linker en de middelste cilinder is voornamelijk de middelste uitlaatnok flink beschadigd, het oppervlakmateriaal is uitgebroken door een combinatie hoge drukken en hoge temperaturen. Van de rechter cilinder zijn de nokken van de inlaat als uitlaat zwaar beschadigd. Zie ook de geel-bruine lakafzettingen aan interne motoronderdelen en de dikke zwarte aanslag aan de rechterzijde van de nokkenas door het gebruik van een 10W40 of 15W40 motorolie. Een 5W40 en een 0W40 motorolie voorkomt vuilafzettingen en reinigt de motor intern beter.
Bron foto:http://rammstein.dfmk.hu/~phoenix/XM-PRV-V624vRebuild/

Onderzijde losse ZPJ4 kleppentrein, met centraal de keramische muntjes (klepstotertjes onder de keramische muntjes) en aan weerszijden de uiteinden van de tuimelaars met hydraulische plunjers.
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/kleppentrein.jpg
Bron foto:http://rammstein.dfmk.hu/~phoenix/XM-PRV-V624vRebuild/

Close up:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/DSC04132.jpg
Bron foto: Joost Ubbink aka Sweef

Complete kleppentrein in de kop:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/P7180029-1.jpg
Bron foto:http://rammstein.dfmk.hu/~phoenix/XM-PRV-V624vRebuild/

De modificaties aan de ZPJ4:
(1,2 en 3 zijn gelijktijdig uitgevoerd)

1. de stalen tuimelaars werden vervangen door aluminium tuimelaars.
2. de inlaatklepstotertjes werden ingekort tot 40,12mm, even lang als de uitlaatklepstotertjes.
3. het oppervlak van de nokkenassen werd thermisch behandeld.
4. de keramische muntjes (i.v.m. keiharde oppervlak) werden tussen de nokkenassen
en klepstotertjes geplaatst i.c.m. het voorschrift minimaal een (Total) 5W40 of 0W40 motorolie te gebruiken.
Vanaf organisatienummer 5454 mod. 1t/m4 std. vanaf fabriek.
5. vanaf organisatienummer 6049, werd de cilinderinhoud
verkleind van 2975cc (SKZ) naar 2963cc (UKZ) net als bij
de V6 12v (SFZ :arrow: UFZ) is toegepast, ook wel de Couple
motoren genoemd. Hierbij is de slag iets ingekort en de
verbrandingsruimte verbreed om aan de emissie eisen te kunnen
voldoen. Ook lopen de 2963cc Couple motoren iets verfijnder, de
2975cc hebben een rauwer, bijteriger karakter.

ZPJ4 uitlaatspruitstuk schade

Helaas blijven de ZPJ4 RVS spaghetti uitlaatspruitstukken een zwak punt, omdat de pijpen alleen aan de binnenzijde aan de flens is gelast. Daarna wordt de flens gevlakt en blijft er weinig over van de lassen. De flenzen zijn ook iets te dun uitgevoerd waardoor die krom trekken en de lassen met de pijpen onder spanning komen te staan.
Bij latere achterste spruitstukken zijn er per pijp ook nog 2 uitwendige laspunten extra aangebracht, maar ook die spruitstukken gaan uiteindelijk scheuren.

In de regel gaat alleen het achterste spruitstuk lekken/scheuren door de volgende punten:
1. Hitte
Er is te weinig koeling tussen het motorblok en het schutbord.
De metalen mantel om de spruitstukken zijn geplaatst om de uitlaatgassen op temperatuur te houden voor de werking van de katalysatoren, maar houden
weer teveel warmte vast. Tip: laat de metalen mantels van de spruitstukken weg voor meer koeling van de spruitstukken.
2. Te veel bewegingsvrijheid
Doordat oude motorsteunen soepel worden, laten ze meer beweging toe en daardoor gaan de lassen en de pijpen van de onder spanning staande
spruitstukken scheuren.

Hier een voorbeeld van een standaard voorste RVS uitlaatspruitstuk, type 6 in 1:
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0053.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0056.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0055.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0054.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0061.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0060.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0059.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0042.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0045.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0044.jpg
http://i288.photobucket.com/albums/ll171/Citrophile/XM%2024v%20engine/PIC_0043.jpg

Om het achterste ZPJ4 uitlaatspruitstuk te kunnen vervangen zijn er drie manieren:
1. Het achterste spruitstuk via de rechter wielkast wisselen, na het verwijderen van de rechter aandrijfas en enkele kleine stangetjes bij de wielophanging/
subframe
2. De motor met bak iets oplichten uit de motorsteunen om bij de bovenste moeren van het spruitstuk te kunnen komen
3. De motor met bak compleet uit de motorruimte halen

Het voorste ZPJ4 uitlaatspruitstuk is te vervangen door alleen de neus weg te halen, dus ook de aircocondensor en radiateur eerst verwjderen.

Speciale toepassingen van de ZPJ4 motor

Het Franse sportwagenmerk Venturi heeft de ZPJ4 motor nog gebruikt in 3 versies:
1. Atlantique 210pk, atmosferisch
2. Atlantique 265pk, enkele turbo
3. 400GT 408pk, bi-turbo
4. 600LM 600pk, bi-turbo
http://www.automobile-sportive.com/guide/venturi/400-trophy.php
http://www.automobile-sportive.com/guide/venturi/400gt.php

Algemene info over de geschiedenis en toepassingen van de PRV motoren:
http://en.wikipedia.org/wiki/PRV_engine