Как увеличить мощность атмосферного двигателя
Перейти к содержимому

Как увеличить мощность атмосферного двигателя

  • автор:

Тонкости доводки атмосферного мотора.

Ранее в своих постах, я уже рассказывал о понятии “Правильный атмо мотор”. Сегодня предлагаю на реальном примере рассмотреть модификации, которые необходимо произвести для достижения поставленных целей.
Все мероприятия по доводке были произведены на нашем стареньком Форде Фокусе 2 с 2-х литровым мотором дуратек.

Многие знают, что необходимо сделать для повышения мощности атмо двигателя. Но, часто происходит обратный процесс “анти тюнинг”, когда используют тюнинговые впускной и выпускной коллектора от ведущих производителей.

Давайте сравним stage-2 (система холодного впуска, система выпуска с настроенным выпускным коллектором), который хорошо себя зарекомендовал (ранее о нем уже писал)

с более продвинутым вариантом, в котором использовался выпускной коллектор фирмы Miltek и впускной ресивер от ведущего производителя Cosworth.

Конечно, пиковое значение максимальной мощности выше в варианте с использованием "брендовых" коллекторов, но все же stage 2 имеет на порядок лучше кривую момента.

Теперь предлагаю построить хороший атмо мотор 200+ л.с и с возможностью дальнейшего увеличения мощности. На данном этапе у нас есть один серьезный ограничитель – максимальные обороты двигателя 7200 об/мин. После замены болтов шатунов на усиленные, мы сможем сдвинуть ограничитель до 7800 об/мин. Но пока сделаем без вскрытия двигателя, т.е. будем планировать максимальную мощность на 7100 об/мин.
Задача не простая, построить мотор с хорошим моментом на низких оборотах, как минимум не хуже чем в стоке и максимальной широкой полкой. Так как степень сжатия у двигателя осталась без изменения 10.8:1 и максимальную мощность мы не планируем выше 7100 об/мин то оптимальным будет установить впускной распределенный вал с полной фазой 212 @0.05” (измеренная при подъема клапана 0.05 дюймов)

Еще раз хочу напомнить, что использование значений полной фазы распределительных валов с использованием advertised duration (рекламной) не дает четкой картины – это просто хорошо для рекламы

Использование распределительных валов с не широкими фазами, а это означает, что впускной и выпускной клапана будут, закрывается достаточно рано. Что в свою очередь поможет нам уменьшить проблему с обратным выбросом, как на впуске, так и на выпуске на не высоких оборотах.

Увеличенное перекрытие клапанов (overlap) и с использованием настроенных длин труб впускного коллектора позволит нам значительно увеличить наполняемость цилиндров на высоких оборотах за счет улучшения продувки камеры сгорания

Поршень разогнал выпускные газы, они набрали энергию и поэтому даже когда поршень начинает свое движение вниз, в выпускном коллекторе давление меньше чем в цилиндре и поэтому продолжается процесс высасывания, очищение камеры сгорания, цилиндров. Также это низкое давление помогает всасывать свежий заряд через открывающейся впускной клапан. Часть этого свежего заряда остается в цилиндре, а часть выходит с отработанными газами (очищение, ну и правда немного повышенный расход вам будет обеспечен)

Так как мы используем очень эффективный выпускной коллектор, то для уменьшения “перепродувки”, что бы за счет разницы давления на впуске и выпуске не выходило слишком много свежего заряда в направлении выпуска, используем для этого выпускной распределительный вал с меньшей полной фазой и меньшим подъемом, чем на впуске. Или другими словами закроем раньше выпускной и клапан. Для этого мы использовали распределительный вал на выпуске с фазой 206 @0.05”.

Для уменьшения обратного выброса отработанных газов на малых оборотах мы использовали новый рассчитанный выпускной коллектор у которого диаметр больше выходного отверстия в головке блока цилиндров и при этом оставили образовавшуюся ступеньку, которая сильно помогает в решении данной проблемы и естественно значительно добавила момента.

Правильно подобранный или изготовленный (как в нашем случае) впускной ресивер, а также правильно организованное закрытие впускного клапана, что в свою очередь является самым важным моментом при постройке любого двигателя.

Поступающий свежий заряд разгоняется в впускном канале, соответственно имеет инерцию, он не может сразу остановится, за волной разряжения обязательно последует волна давления. Чем быстрее мы организуем скорость потока в канале и направляющих, тем больше воздуха поступит в цилиндр т.к. будет выше давление. Воздух будет поступать в цилиндр до тех пор, пока давление в канале будет выше, чем в цилиндре и вот тут главное вовремя закрыть впускной клапан, чтобы поршень, идущий вверх (при этом повышающий давление в цилиндре) не начал выталкивать воздух обратно в систему впуска.

Момент закрытия впускного клапана является самым важным из всех основных событий газораспределения. Закрытие впускного клапана обеспечивает баланс между наполнением цилиндров свежим зарядом и обратным выбросом

На скорость потока заряда влияет скорость поршня (обороты двигателя), проходное сечение впускного тракта (канал и ранер) и тормозящие процессы вызванные сопротивлением.

Настройка системы впуска

Первая часть эффективной настройки впускного ресивера начинается с хорошо отстроенного выпускного коллектора. Как уже выше отмечалось, когда выпускной клапан открывается, это генерирует мощную положительную волну давления. Эта волна движется к окончанию труб (ранеров) выпускного коллектора и возвращается в цилиндры, как мощная волна (импульс) с пониженным давлением (разрежением). Если все настроено правильно, этот интервал волны с разрежением придется на момент перекрытия клапанов (overlap) улучшит очищение цилиндров от отработанных газов и поможет наполнению свежим зарядом. Этот эффект продувки (scavenging effect) понизит давление в цилиндрах до момента закрытия выпускного клапана.

После закрытия выпускного клапана поршень начинает быстро двигаться вниз и когда достигает своей максимальной скорости, между 70-80 градусами ATDC (после верхней мертвой точки) зависит от отношения длины шатуна к рабочему ходу, резкое увеличение объема цилиндра “рывком” понизит и так уже низкое давление в цилиндре. Это резкое понижение давление генерирует мощную волну, которая движется в направлении резкого окончания впускного ранера, где она отражается, как положительная волна сжатия (давления). В зависимости от длины ранера и оборотов коленчатого вала эта волна давления вернется в цилиндр перед закрытием впускного клапана.

(IVC – закрытие впускного клапана. EVC – закрытие выпускного клапана. Intake pressure – давление на впуске)

Эта волна сжатия на впуске оказывает два положительных эффекта:

1. Когда волна движется по впускным каналам и направляющим, она подталкивает частицы свежего заряда в том же направлении и тем самым помогает наполняемости цилиндров,

2. Положительно давление около впускного клапана преодолевает создающееся давление в цилиндре из-за его движения вверх на ранней стадии такта сжатия. Данный эффект нагнетает дополнительный свежий заряд и откладывает момент начала обратного выброса до момента, когда впускной клапан полностью закроется. Этот процесс называется – дозарядка. (Intake Ramping), а сама настойка впуска называется – инерционная настройка.

Как мы это делаем – подбором длины и диаметра направляющих. Меняя эти размеры, мы тем самым меняем скорость потока воздуха, амплитуду и ширину импульса и момент когда этот импульс должен произойти. К сожалению, мы можем оптимально настроить только на определенных оборотах, а именно на тех которые нам больше всего нужны, но не везде:

— Увеличивая длину и/ или уменьшая диаметр направляющих мы увеличиваем скорость потока, его амплитуду и тем самым передвигаем пик максимальной мощности на более низкие обороты и наоборот, короче направляющие и/или больше диаметр идем наверх.

Инерционная настройка ответственна за увеличение наполняемости цилиндров и момента в широком диапазоне оборотов двигателя. Инерционный тюнинг является оптимальным, когда повышение давление в направляющих впуска является высоким в широком диапазоне периода открытия клапана и особенно вблизи закрытия впускного клапана.

Зеленная линия показывает давление в впускном канале с использованием более длинных направляющих на впуске. Красная линия с более короткими направляющими.

Чем длиннее направляющие, тем глубже и дольше период пульса с низким давлением после того, как поршень начинает свое движение вниз (после верхней мертвой точки). И даже если пиковое значение высокого давления вблизи момента закрытия впускного клапана выше, этот глубокий отрицательный экстрим может ухудшить наполняемость цилиндров. Что в этом случае и произошло.

Весь комплекс выше описанных событий добавляет значительное преимущество двигателю, но выпускной коллектор, дизайн впускного ресивера и все моменты открытия и закрытия клапанов должны быть обязательно синхронизированы для получения этого эффекта.

Когда эта синхронизация теряется, свежий заряд будет обратно выбрасываться в впускной канал до момента закрытия впускного клапана. Обратный выброс – это убийца мощности

После того, как впускной клапан закрылся, мощная волна разряжения (expansion) созданная ныне завершившимся тактом впуска колеблется между резким окончанием труб направляющих впуска и закрытым клапаном до момента пока впускной клапан не откроется и тем самым начнется новый процесс. Эта волна меняет свой знак с разряжения на сжатие каждый раз, когда встречается с открытым окончанием направляющих впуска.

Если пик высокого давления отраженной волны у впускного клапана придется в момент перекрытия клапанов (overlap), что в свою очередь поможет очищению камеры сгорания от отработанных газов. Это приведет к дополнительному улучшению наполняемости цилиндров свежим зарядом.

Однако, если пик разряжения вернется к впускному клапану в момент перекрытия клапанов, то дополнительно отработанные газы будут выброшены в впускные направляющие. Это в свою очередь навредит наполняемости цилиндров т.к. цилиндр будет сначала всосать эти самые отработанные газы из направляющих и каналов и только потом начнет поступать свежий заряд.

Данный вид настройки системы впуска называется — резонансная настройка (resonance tuning)

Типичная длина направляющих 5- 20 дюймов при 3000-10000 об/мин. Волна резонансного давления отражается несколько раз между тактами впуска. Таким образом, на некоторых оборотах двигателя происходит положительный тюнинг, а на других отрицательный. Резонансный тюнинг отвечает за “раскачку” видимую на кривой момента у двигателей с широкой фазой перекрытия клапанов. На двигателях с небольшим перекрытием, резонансный тюнинг оказывает намного меньше эффект.

Также, каждый раз, когда волна отражается, она теряет немного своей силы. Следовательно, при работе двигателя на низких оборотах или при использовании коротких направляющих, резонансная настройка дает незначительный эффект.

Если инерционная настройка ответственна за увеличение наполняемости цилиндров и момента в широком диапазоне оборотов двигателя, то резонансный тюнинг настраивается на максимальные обороты двигателя. Для получения наибольшей пользы от отраженной волны в пике максимальных оборотов двигателя, часто лучшим выбором является использование для настройки системы впуска второго или третьего отраженного импульса. (1-й просто физически не представляется возможным использовать из-за очень большой длины).

Также, возможно увеличить или уменьшить количество отраженных импульсов за счет уменьшения или увеличения длины направляющих впуска.

Оптимальная длина направляющих на впуске для 2-го импульса в момент закрытия впускного клапана можно “грубо” вычислить, используя следующее уравнение:

длина (дюймы) для 2-го импульса = 108000/обороты двигателя
(длина включает в себя и длину впускного канала в головке блока цилиндров)

Это формула неплохо работает для двигателей, у которых максимальный крутящий момент на достаточно высоких оборотах. Тем самым использовать ее для обычных машин проблематично в реальности. Поэтому, более часто, используют третий, четвертый или даже пятый обратный импульс, которые требуют намного меньше длины впускных направляющих.

Для грубой оценки длины 3-го, 4-го и 5-го обратных импульсов:
длина (дюймы) для 3-го импульса = 97000/обороты двигателя
длина (дюймы) для 4-го импульса = 74000/обороты двигателя
длина (дюймы) для 5-го импульса = 54000/обороты двигателя

Сущность резонансной настройки состоит в том, что впуск находится в состоянии “тюнинг” или “анти-тюнинг”, по мере увеличения оборотов коленчатого вала. Многообразные переходы от пятого к четвертому, к третьему, даже возможно ко второму настроенному пульсу на максимальных оборотах двигателя. На низких оборотах, когда двигатель настроен на пятый или даже выше пульс, мало пользы происходит от отраженного импульса. Однако, в то время, как двигатель набирает достаточно высокие обороты, так что третий или второй импульс поступают перед моментом закрытия впускного клапана, значительный перепад давления помогает наполняемости цилиндров и предотвращает обратный выброс.

Поскольку второй импульс обеспечивает сильнейшую обратную волну, возникает вопрос: Почему не использовать второй импульс при дизайне всех впускных ресиверов и коллекторов? Ответ очевиден, не настроенный ( un-tuned) промежуток между вторым и третьим пульсом намного больше, чем между третьим и четвертым. Это означает, что двигатель с установленным впуском, который настроен на второй импульс, будет иметь узкий, пиковый диапазон мощности. В то же время, впуск использующий потенциал третьего или даже четвертого импульса, будет производить шире, но в тоже время потенциально ниже кривую мощности.

И так возвращаемся к нашему Форду. Так как это не последний этап повышения мощности в атмосферном варианте данного мотора, то было принято решение установить дроссельную заслонку большего диаметра (60 мм). Стандартная заслонка становится сильным ограничителем при достижении 200 л.с.

Воспользовавшись рекомендациями программы “калькулятор мощности”, которая рассчитала не только мощность и крутящий момент в соответствии с поставленной задачей, но выдала оптимальные длины, диаметры систем впуска и выпуска и естественно camshaft timing – оптимальные значения для установки используемых распределительных валов, под которые и были рассчитаны все параметры впуска и выпуска.
Все эти данные были внесены в программу симулятор, которая выдала следующий результат

Как мы видим, пока теоретически, с поставленной задачей справились, широкая полка момента, неплохие показатели на низких оборотах и максимальная мощность 205 л.с около 7100 об/мин. НАПОМНЮ – ОГРАНИЧЕНИЕ 7200 ОБ/МИН.

После изготовления, установки и настройки на стенде получили очень близкий результат

Весь теоретический материал использовался с разрешения моих коллег, а это две команды, одна в Америке другая в Чехии, которые работают над проектом “школа тюнинга” и “калькулятор мощности” (пока рабочее название). Данный теоретический материал входит в базовый курс школы.
Время выхода не могу сказать. Знаю только-то, что уже скоро, интернет школа будет открыта на английском языке. Со своей стороны удалось убедить коллег сделать также и на русском языке в дальнейшем. Надеюсь, многим эти элементарные основы помогут в постройке неплохих моторов.

Я понимаю, что этот пост не подходит по формату для Drive2, слишком много букв, но уверен, те кто внимательно читал ранее написанные мои посты не испытают затруднений с пониманием данного материала и следовательно этот пост и написан для постоянных читателей данного блога

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора

Во-первых, удовольствие это не из дешёвых, если говорить о сколь-нибудь серьёзном увеличении мощности. По сравнению с турбированными ДВС стоимость каждой дополнительной лошадки здесь достаточно высока.

Во-вторых, от тюнера требуются глубокие знания матчасти. При доработке атмосферника почти каждый компонент подвергается настройке и подгонке. Просчитывать приходится всё в комплексе.

Если вас это не пугает, а наоборот добавляет интереса, то перейдём к делу.

#1 Впуск

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора, изображение №2

Как правило, всё начинается с впускной системы. Главная задача — увеличить объём поступающего в цилиндры воздуха. Выделим несколько пунктов:

Сборка нового впускного тракта + внешний фильтр нулевого сопротивления с правильным термоэкраном. Как результат — меньше сопротивление потоку и холоднее (а значит плотнее) поступающий воздух.

�� Улучшенный впускной коллектор/ресивер

Увеличен объём, изменена геометрия раннеров.

�� Дроссельная заслонка увеличенного диаметра

За счёт большего проходного отверстия увеличена производительность

В некоторых случаях ставят системы динамического (инерционного) наддува, которые тем лучше снабжают воздухом, чем выше скорость движения.

Есть и «тяжёлая артиллерия» — многодроссельные системы. Компоновка «одна заслонка на каждый цилиндр» даёт меньшие потери давления и улучшает питание воздухом. Такая конструкция прижилась на мотоциклах, а вот на автомобили серийно ставится редко. Встречается на BMW M-серии, в частности на легендарной E60.

#2 Выпуск

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора, изображение №3

Основное внимание уделяется выпускному коллектору. Взамен стокового подбирают улучшенный: чаще всего приобретают готовый, а иногда варят на заказ. Тюнеры называют такой коллектор пауком. За счёт изменённой геометрии и увеличенного диаметра он обеспечивает цилиндрам лучшую продувку — с ним мотор легче дышит.

Нередко переделывают всю трассу целиком. Меняют диаметр трубы в сторону увеличения, ставят облегчённые прямоточные бочки. Здесь нужно действовать с осторожностью, так как атмосферный двигатель капризно чувствителен к вмешательству в систему выпуска. Настоятельно рекомендуем:

  • сохранять конфигурацию приёмной трубы («штанов»)
  • при замене резонатора выбирать новый таких же размеров и размещать его на штатном месте

В противном случае, всё, что просчитывалось на заводе, перестаёт работать, и у машины банально может пропасть тяга. По этой же причине не советуем использовать прямую трубу как оконечник. Прямоток на атмомоторе — это всегда очень громко и не всегда эффективно.

#3 Облегчение ШПГ и маховика

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора, изображение №4

Методика облегчения узлов пришла из автоспорта. В некоторых дисциплинах технический регламент запрещает вносить изменения в ДВС. Нельзя менять ни распредвалы, ни коленвал, ни шатуны и проч. Нельзя также увеличивать ход поршня. Поэтому команды прибегают к военной хитрости: оставляют детали тех же размеров, но облегчают их, убирая лишнее «мясо». Процесс контролируется развесовкой, чтобы не был нарушен баланс. В результате с более лёгкими компонентами мотор показывает ощутимую прибавку в мощности и отклике. Заметим, облегчённый маховик даёт другое ощущение автомобиля. Раскручивается и набирает обороты он резвее, но есть обратная сторон медали — становится меньше инерция, и движок быстрее теряет обороты.

#4 Замена распредвалов

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора, изображение №5

Производители тюнинговых распредвалов в основном работают с тремя параметрами:

  • профиль кулачка
  • ширина фазы — момент открытия и закрытия клапанов относительно положения коленчатого вала
  • подъём клапана — максимальное расстояние, на которое он отходит от седла

Изменяя эти значения и подбирая комбинации, инженеры влияют на кривые мощности и крутящего момента, добиваясь их роста. Рекомендуем пользоваться готовыми вариантами, проверенными на вашей модели двигателя.

#5 Повышение степени сжатия

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора, изображение №6

Степень сжатия — отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Чем она выше, тем выше КПД. Это азбучная истина для конструкторов силовых агрегатов. Чтобы её поднять, требуется механическое вмешательство. Типичные способы:

  • применить более тонкую прокладку
  • подточить головку блока цилиндров

Перебарщивать не стоит, у любой техники есть предел. Нужно следить, чтобы поршни не встретились с клапанами и использовать высокооктановое топливо во избежание начала процесса детонации.

Из опыта: Прибавка мощности за счёт степени сжатия тем выше, чем под более низкую степень сжатия изначально настроен двигатель. Простыми словами, повышение мощности более эффективно при поднятии степени сжатия с 8 до 9, нежели с 13 до 14.

Помните, что после этой доработки изменятся фазы газораспределения, и их следует настроить заново.

#6 Увеличение рабочего объёма

Здесь модернизация также преследует повышение степени сжатия, но за счёт большего объёма цилиндра. Используется тюнинговый коленвал с другим ходом, растачивается блок цилиндров под поршневую группу увеличенного диаметра. Ключевой момент — правильно подобрать длину шатуна. Это важно для получения оптимальной величины R/S (англ. rod to stroke ratio) — соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала, чтобы двигателю было удобней раскручиваться.

#7 Чип-тюнинг

7 способов увеличить мощность атмосферного мотора, изображение №7

Хотя седьмой способ является лидером по популярности, мы поставили его в конец не случайно. Причина в том, что подавляющее большинство автовладельцев делают чип-тюнинг без установки улучшенных компонентов, доверяя красивой рекламе и ожидая космических результатов. На деле всё гораздо прозаичней.

Мы советуем делать его уже после сборки новой конфигурации, то есть настраивать блок управления двигателем под конкретное «железо». Это даст самые лучшие результаты. Рекомендуем ставить только проверенные прошивки.

Таковы 7 способов увеличить мощность атмосферного мотора. Выбирайте с какого начать, изучайте опыт товарищей по своей модели в тематических сообществах в Интернете и вперёд!

Как увеличить мощность атмосферного двигателя

Первое, и самое главное, что нужно понимать – максимальная мощность и крутящий момент далеко не единственные характеристики, описывающие ездовые качества. Есть еще целый ряд параметров, влияющих на субъективную оценку качества езды. Речь идет про реакцию педали газа, динамику разгона, эластичность набора оборотов, время разгона до 100км\ч., «провалы» при включении кондиционера, а также многие другие параметры.

Звучит сумбурно? Попробуем привести примеры.

1. Начнем с самого простого – реакция педали газа. Практически любой водитель, который ездил на нескольких автомобилях, сходу поймет, о чем идет речь. Особенно если хотя бы одна из его машин была старше другой более чем на пять лет. Чем современнее авто, тем сильнее проявляется этот эффект «вялости», «тупости», «ватности» педали газа: Водитель резко жмет на педаль, а вместо того, чтоб резко набрать обороты и ускориться, машина как-бы «думает», потом плавно ускоряется, и только потом будто срывается и начинает ускоряться быстро. Этот эффект не просто бесит всех опытных водителей, но еще и представляет опасность при обгонах на трассе.

Распространено заблуждение, что все это из-за электронной дроссельной заслонки, мол та не успевает резко открыться. Конечно же, это полный бред. Электронная дроссельная заслонка может открываться ничуть не медленнее обычной тросиковой. И если этого не происходит, то только по причине настроек в заводской прошивке ЭБУ. Существует целый список причин, по которым современные машины калибруют именно так, а не иначе. Одна из таких причин — повышенные требования к экологичности современных автомобилей.

Чип-тюнинг легко исправляет вышеописанное неудобство. При грамотной настройке, электронная педаль газа, по ощущениям, ничуть не уступает тросиковой.

Как форсировать атмосферный двигатель

Как форсировать атмосферный двигатель

Если посмотреть на статистические данные, то большинство автовладельцев имеют автомобили с двигателями объемом до двух литров. При этом, мощность автомобилей не превышают 120 лошадиных сил. Именно данный факт, заставляет многих автолюбителей обратить внимание на возможность увеличения мощности. Тем более, если знать, рабочий объем моторов у болидов формулы 1 с мощностью в 600 лошадиных сил при рабочем объеме в 1,6 литра, или обратить внимание на современные разработки других моторов сравнимым объемом. Поэтому, большинству автолюбителей будет интересно знать, что именно позволяет развивать моторам с малым рабочим объемом таких мощностей, и как самостоятельно этого добиться на обычном атмосферном двигателе.

Что такое мощность автомобильного мотора?

Для полного понимания доработок, необходимо разобраться в теоретических вопросах мощности двигателя внутреннего сгорания. Но углубляться в тему не будем, а рассмотрим только краткие принципы и саму суть. Для начала, нужно усвоить главное понятие, что мощность — это крутящий момент умноженный на количество оборотов коленчатого вала в минуту с коэффициентом.

По сути, результатом таких вычислений, станет определенное число, выражающее работу за единицу времени, но оперировать данной формулой проще, чем вычислять лошадиные силы. Из выше указанной формулы, появляется единственный вывод — что бы поднять мощность двигателя, необходимо увеличить крутящий момент или обороты мотора в минуту.

Ничего сложного в понимании нет, но сложность заключается в методах и последствиях подъема оборотов или крутящего момента. Казалось бы, почему нельзя увеличить обороты коленчатого вала до 9 000-10 000, вместо 5 или 6 тысяч? Дело в том, что каждый мотор имеет свои пределы прочности, а повышение оборотов увеличивает нагрузку на двигатель в квадратичной прогрессии. Поэтому, невозможно увеличивать обороты без серьезных изменений в конструкции мотора. Естественно, при самостоятельной форсировки двигателя, нет возможности приспособить мотор к высоким оборотом, и приходится увеличивать крутящий момент.

Что такое крутящий момент

Решив поднять крутящий момент, автовладелец также столкнется с проблемой увеличения нагрузки на мотор, но уже в линейной прогрессии. Поэтому, появляется возможность аккуратного поднятия, до приемлемого уровня.

Для этого, нужно увеличить количество топливной смеси в камере сгорания. При этом, увеличивается потребление топлива и необходимость большего количества воздуха. Только при эффективном сжигании всего бензина, можно добиться высоких показателей от мотора. Но известно, для того что бы сжечь килограмм бензина, необходимо до 15 кг воздуха, что составит около 12 кубометров на 1,4 литра топлива. Поэтому, остается вопрос в повышении количества воздуха, ведь увеличить объем подаваемого топлива не так сложно.

Исходя из выше написанных сведений, следует то, что необходимо установить турбину или компрессор на Ваш мотор, или увеличить объем камеры сгорания. Именно это позволит добавить крутящего момента автомобилю, а соответственно и мощности.

Зависимость крутящего момента от рабочего объема

На данном пункте стоит остановиться подробнее, на атмосферный двигатель в полной мере распространяется правило: «на 1 литр рабочего объема, приходится от 85 до 120 Нм крутящего момента». Данное правило сохраняется на протяжении многих десятилетий, и даже современные технологии не способны его преодолеть. Только моторы совсем старых модификаций выбиваются из общей массы, и не в лучшую сторону.

К примеру, ВАЗовский двигатель, который устанавливался на «копейке». Имел рабочий объем 1,2 литра, при крутящем моменте в 87 Нм. Но это устаревший силовой агрегат с неэффективным зажиганием и карбюраторной системой впрыска топлива. А современный двигатель с таким же рабочим объемом, установленный в Skoda Fabia, способен развить до 112 Нм. А популярный мотор от Toyota с объемом 1,8 литра развивает до 170 Нм крутящего момента. В то же время, немецкий двигатель М111 с рабочим объемом 2,3 литра имеет 220 Нм, М272 с тремя литрами развивает до 300 Нм крутящего момента.

В принципе, серьезных исключений из этого правила не существует, даже самые продвинутые атмосферные моторы, устанавливаемые на болиды формулы 1. которые имели объем в 2,4 литра, не развивали более 260 Нм крутящего момента, но благодаря высоким оборотам в минуту (до 17 000 — 18 000), имели огромную мощность.

Это происходит из-за того, что крутящий момент зависит от степени наполнения камеры сгорания, а в нетурбированном двигателе, она полностью зависит от атмосферного давления воздуха. Поэтому, без увеличения рабочего объема и модификации двигателя — увеличить крутящий момент очень сложно. Конечно, можно добиться положительного результата улучшив систему впуска и выпуска, но прирост по сравнению со вложенными средствами — будет незначителен.

Совершенно иначе, выглядит ситуация с турбированными моторами. Благодаря турбине или компрессору, в камеру сгорания можно нагнать любое необходимое количество воздуха. К примеру, силовой агрегат ЕА111, установленный на Skoda Octavia, имеет рабочий объем 1,4 литра при 250 Нм крутящего момента. Поэтому, ограничение в турбированных моторах заключается только в прочности компонентов, которые должны выдержать увеличивающиеся нагрузки.

Из этого, следует единственный вывод — без турбины или компрессора, невозможно на порядок увеличить крутящий момент. Даже серьезные и полномасштабные модификации силового агрегата приведут к незначительному увеличению крутящего момента в соотношении на литр объема.

Но если, Вы остаетесь строгим приверженцем атмосферных агрегатов, то далее попытаемся рассказать о возможных действиях для форсирования мотора, и способах добиться максимальной отдачи от двигателя.

Переделка двигателя при форсировании

Не стоит расслаблять и считать, что увеличить мощность на атмосферном моторе можно без особых хлопот. Тем более, если Вы хотите пойти по пути увеличения максимальных оборотов (самый эффективный способ увеличить мощность мотора), то придется менять поршневую группу на более легкую и прочную, что может обойтись в значительную сумму.

И так, для комплексной переделки мотора понадобиться приобрести кованный и облегченный коленчатый вал, такие же Н-образные шатуны, Т-образные кованные поршни с уменьшенной высотой и естественно новые болты шатунов с увеличенной прочностью. Также, стоит позаботиться о новом масляном насосе с повышенной производительностью, для большей эффективности на повышенных оборотах. Можно приобрести специальные поршни, которые используются при экстремальном увеличении мощности двигателя, они спроектированы для использования всего двух поршневых колец для снижения потерь на трении, при минимальной толщине для снижения веса.

Не стоит думать, что все изменения закончились на данном этапе. Кроме поршневой группы, придется модифицировать систему газораспределения, для соответствия повышенным оборотам. Для того, что бы клапана успевали вовремя закрываться и открываться на повышенных оборотах, придется облегчать сами клапана с использованием новых материалов, и купить специальные пружины с большей эластичностью. Также, придется установить новые распределительные валы, позволяющие быстрее открывать и закрывать клапана. А повышенная нагрузка на все компоненты обязывает использовать дорогостоящие материалы и высокую точность производства, что приводит к высокой стоимости всех компонентов.

Далее, остается модификация систем впуска и выпуска. Для этого устанавливаются новые коллектора с продуманной формой для уменьшения сопротивления и тщательно полируются каналы в ГБЦ.

Примеры доработки мотора профессионалами и комплекты модификации

alt=»Opel C20XE» width=»930″ height=»523″ />Opel C20XE

Стоит немного отвлечься от тюнинга и дать небольшие пояснения. Данная статья не рассчитана на пошаговую инструкцию по переделки моторов, так как к каждому конкретному случаю требуется индивидуальный подход. Тут же, мы пытаемся пояснить принципы форсирования, и объяснить, что и для чего делается. Поэтому, далее будут приведены цены на комплекты от тюнинговых ателье, которые разрабатывали и проверяли свои детали, а не сделали все «на коленке». Также, стоит учитывать, что данный силовой агрегат обладает хорошим запасом прочности, что делает его модификацию несколько дешевле. Поэтому, качественная переделка массовых или недорогих агрегатов может обойтись дороже.

При выпуске с завода, двигатель от Opel C20XE имеет рабочий объем в два литра и максимальную мощность до 150 лошадиных сил. Долгое использование мотора в роли основного силового агрегата для участи в различных гоночных соревнованиях, позволило многим фирмам набрать большой опыт по его модификации. Поэтому, есть возможность приобрести готовые комплекты тюнинга, которые дадут уже известный результат без риска на поломку. Но двигатель должен находиться в рабочем состоянии, и не быть на грани утилизации.

Каждый из комплектов отличается по цене, комплектации и итоговой мощности. К примеру, самый дешевый комплект от знаменитой фирмы Qedmotorsport обойдется в 129 000 рублей по актуальному курсу рубля к фунту. Не дешево? Но весь комплект проверен временем и проработан до мелочей. В набор включили модифицированный впускной коллектор с дроссельной заслонкой на каждый цилиндр, модифицированная топливная рампа с увеличенной производительностью и регулятором давления, обновленный электронный блок управления силовым агрегатом, новая проводка и двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов коленвала. Также, придется установить новые распределительные валы и новые болты шатунов с увеличенной прочностью. Это даст прирост мощности до 190 лошадиных сил с гарантией надежности.

Если автовладельцу будет мало новой мощности, то можно приобрести более дорогой комплект и добиться мощности до 210 лошадиных сил. Для этого, придется выложить на 36 000 рублей больше. В данный комплект дополнительно войдут облегченные, но более прочные поршни, специальные шестерни ГРМ с возможностью более тонкой настройки фаз и другие распределительные валы для ускорения работы клапанов.

Для того, что бы двигатель работал при мощности в 220 лошадиный сил, нужно будет выложить еще 18 000 рублей, или всего 183 000. При этом, покупатель получит комплект запчастей для модификации клапанов и всей системы газораспределения. В комплект войдут распредвалы сделанные для работы без гидрокомпенсаторов, другие пружины для клапанов и обновленные толкатели.

Самый топовый комплект для данного двигателя позволит развивать до 245 лошадиных сил, но придется потратить 197 000 рублей. При этом, он ничем не будет отличаться от предыдущего, кроме настроек на более высокие обороты и нагрузки. При этом, доработанный двигатель до 250 — 260 лошадиных сил, и имеющий сертификат о прохождении проверки на специальном стенде, может обойтись от 250 000 рублей до 360 000 рублей. Данные цены указаны без учета налогов и стоимости доставки.

Стоит отметить, что двигатель данной модели мог развивать мощность в 320 лошадиных сил, при модификации его заводскими командами, имеющими неограниченный бюджет и любые тестовые стенды для тестирования.

Такая же ситуация касается и другого двигателя, зарекомендовавшего себя в раллийных гонках — это Duratec с рабочим объемом 2 литра и мощностью в 150 лошадиных сил. Технические характеристики очень похожи на предыдущий мотор, но он имеет более современную конструкцию.

alt=»Duratec» width=»930″ height=»523″ />Duratec

Для примера, будем брать разработки одной из компаний Omex Technology Systems, которая самостоятельно дорабатывает моторы и продает их в форсированном варианте. Начальный набор, позволит увеличить мощность двигателя до 180 лошадиных сил, благодаря модифицированному впускному коллектору с отдельными дроссельными заслонками на каждый цилиндр, обновленный электронный блок управления, «агрессивные» распредвалы, болты шатунов из высокопрочных сплавов и новая выпускная система. Это позволит автомобилю выдерживать до 7,8 тысячи оборотов коленвала, а заявленная мощность агрегата достигается при 6 500 оборотах в минуту. Но стоимость форсированного двигателя составит 430 000 рублей.

Силовой агрегат доработанный до 200 лошадиных сил, обойдется в 494 000 рублей. При этом, в двигателе будет доработана головка блока цилиндров и камеры сгорания, а заявленная мощность достигается при 7 000 оборотах коленвала.

За максимальную мощность данного двигателя, придется выложить 830 000 рублей. В данном случае, мотор получит 260 лошадиных сил, благодаря новому комплекту кованной поршневой группе, усилению и облегчению газораспределительного механизма, увеличение производительности топливной системы и других модификаций. При этом, максимальные обороты коленвала увеличены до 8 700 в минуту, а максимальная мощность достигается при 8 500 оборотов в минуту.

Из этих примеров видно, что форсирование атмосферного двигателя — это дорогостоящая процедура при минимальных улучшениях технических характеристик.

Вывод

Поэтому, правильней всего, будет форсировать мотор при помощи турбины или компрессора. В таком случае, можно получить более приемлемый вариант при меньших расходах денежных средств.

Автор статьи:
Готовчик Дмитрий

Что будет, если перелить масло в двигатель

Если многие автовладельцы знакомы с тем, что малый уровень автомобильного масла в системе смазывания двигателя, приводит к серьезным последствиям. Но мало кто задумывается, что превышенный уровень, или перелив, масла в двигателе, также может привести к поломкам. Поэтому, важно сохранять отметку уровня масла в пределах «MIN» и «MAX» на специальном щупе. Стоит напомнить, что эксплуатация автомобиля с уровнем автомобильного масла ниже нормы — категорически запрещено. Как минимум, перед началом езды, потребуется долить его до нормы, или обратиться на станцию технического осмотра для определения места утечки, или для проведения ремонта транспортного средства. Чем опасно превышение максимального уровня масла Автопроизводители не зря указывают минимальные и максимальные метки уровня масла на автомобильных щупах. Именно промежуток между ними ( который составляет около одного литра) — является самым оптимальным для качественной работы двигателя внутреннего сгорания. Но существует определенная группа автомобилистов, считающих, что «запас» смазывающего вещества в картере не будет помехой. Но истина заключается в том, что увеличится расход топлива, и это в самых оптимистических прогнозах. Дело в том, что в обычном режиме, автомобильное масло смазывает все механические элементы в моторе, тем самым уменьшая силу сопротивления при движении поршней и вращении коленвалов и шестерней, и сохраняют детали от износа. Переизбыток жидкости в системе, приведет к повышению давления и увеличению сопротивления при движении всех элементов. Ведь придется толкать не только сами детали, но и избыточную вязкую жидкость, которая даст ощутимое сопротивление при оборотах выше тысячи. Уровень масла значительно выше предельной отметки Следовательно, повышенное сопротивление в работе двигателя приведет к уменьшению его мощности и увеличению расхода топлива. Стоит заметить, что увеличенный расход топлива без других последствий — это маловероятный сценарий, и реальный только на ранних стадиях. При длительной эксплуатации транспортного средства с избытком моторного масла в системе, может привести к целому ряду различных поломок: • Начинается интенсивное образование нагара, который появляется на всех внутренних элементах двигателя; • Увеличение вредных веществ в выхлопе автомобиля и загрязнение всей выпускной системы; • Превышенный уровень масла в системе, приводит к его интенсивному попаданию в камеры сгорания и следовательно, к появлению густого синего дыма из выхлопной трубы (про другие причины появления синего дыма, можно прочитать в нашей статье: «Что делать, если пошел синий дым из выхлопной трубы»); • Естественно, интенсивное сгорания масла, приводит к его расходу и увеличению денежных затрат на обслуживание автомобиля; • Порча сальников в двигателе. Из-за увеличенного давления их выдавит, или появится теч из-за образования нагара; • Интенсивное загрязнение свечей зажигания, что уменьшит их эффективность и снизит срок службы. Почему появляется перелив масла в двигателе Как нетрудно догадаться, главной причиной высокого уровня моторного масла — это перелив его при замене или долива в систему. При этом, причиной становится сам владелец автомобиля из-за невнимательности или случайной ошибки. Поэтому. Прежде чем менять моторное масло, следует прочитать инструкцию и узнать. Сколько необходимо масла для вашего автомобиля, и заранее следить за количеством остатков в канистре. Второй причиной увеличения объема масла в двигателе, может стать попадание в систему охлаждающей жидкости, воды или топлива. Чаще всего. Это происходит из-за нарушения герметичности прокладок между деталями и механизмами, или механическое повреждение блока двигателя. Стоит отметить, если высокий уровень масла обнаружился сразу или в ближайшее время, то ничего критического в моторе случиться не могло. Поэтому, стоит перейти к срочному удалению лишнего масла. Для этого, можно применить несколько способов, но будьте внимательными, если моторное масло поменяло свою консистенцию, вязкость или имеет посторонние вкрапления или пену, то необходимо в срочном порядке ехать на станцию технического осмотра. Потому что — это первые признаки попадания в систему посторонних жидкостей. Как удалить лишнее масло через шланг? Для данного способа, как минимум, понадобиться длинный шланг, который просовывается в заливную горловину. Для откачки лишней жидкости, можно воспользоваться ртом (не советуется, моторное масло — это токсичная жидкость), насосом или шприцем. При этом, следует регулярно проводить проверку уровня масла. Отсос лишнего масла при помощи шприца Как удалить лишнее масло через сливное отверстие? Также, можно воспользоваться сливным отверстием в поддоне картера и слить все автомобильное масло, а затем, залить необходимое количество опять. Вся процедура, полностью повторяет процесс самостоятельной замены отработавшей жидкости, за единственным исключением: слитое масло не будет отработкой и заливается повторно. Помните, перед процедурой, стоит дождаться полного охлаждения двигателя. Так как, горячее масло может нанести серьезные ожоги. Теперь перейдем к поэтапному описанию процедуры. 1. Необходимо открыть пробку заливной горловины. Слив отработанного масла 2. Поставив автомобиль на эстакаду или над ремонтной ямой, нужно найти пробку сливного отверстия на поддоне. 3. Перед откручиванием пробки, необходимо подставить удобную емкость для сливающегося масла. 4. После подготовительных процессов, необходимо воспользоваться гаечным ключом, или специальным инструментом. 5. Теперь осталось подождать около 10 минут до полного слива. 6. После полного слива масла, необходимо закрутить сливную пробку, плотно, но без излишнего усердия. 7. Последним пунктом, останется залить масло в двигатель, но отнестись к этому более внимательно. Проверка уровня масла при помощи щупа Стоит помнить, что уровень масла в автомобиле необходимо проверять регулярно, как минимум 1 — 2 раза в неделю. Автор статьи: Готовчик Дмитрий, 2017

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *