Форсировка двигателя. Мощностной тюнинг
Мощностной тюнинг (форсирование двигателя) — увеличение мощности и приемистости авто путем доработки двигателя (увеличение степени сжатия и повышение оборотов). О форсировании двигателя ходит масса легенд, на форумах ведутся постоянные споры, но не все понимают, чего именно хочется получить от своего автомобиля, и в какую сумму это обойдется, ведь сделать форсировку даже самого простого двигателя (Ваз-2106, 2108 или «девятки») своими силами достаточно сложно, придется обращаться к специалистам.
Все доработки агрегатов автомобиля связаны с затратами времени и денег, а от качества выполненных работ зависит безопасность владельца автомобиля и окружающих. Вот немногие факторы, которые надо принимать во внимание, задумываясь о тюнинге мотора:
Правила тюнинга двигателя
Практически все бензиновые и дизельные двигатели в большей или меньшей степени пригодны для форсирования. Форсировка может привести как к уменьшению, так и к увеличению моторесурса двигателя, в зависимости от того, какие именно работы производятся. Ресурс любого двигателя напрямую зависит от режима эксплуатации автомобиля. Если машина эксплуатируется в нормальных, средних режимах на хорошем масле, то двигатель будет служить очень долго, а если это street racing, то извините.
К примеру, если взять заводской мотор и тюнинговый, собранный “с нуля” в специализированном центре опытными мастерами, то при одинаковых условиях эксплуатации второй двигатель пройдет в два раза больше. Это означает, что ресурс тюнингового двигателя примерно в два раза превышает заявленный заводом-изготовителем. Причина этого в том, что при массовом производстве просто нет времени возиться с каждым мотором, выверяя доли миллиметров в зазорах, подбирая поршни по весу. Особенно это актуально для российского автопрома, где основная задача – не обеспечить точность и надёжность, а “уместить” выпускаемую продукцию в так называемое “поле допусков”, а поле это оказывается, в свою очередь, весьма и весьма широким.
Получив доработанный (особенно в сторону более динамичной езды) двигатель, автовладелец неосознанно начинает менять стиль вождения, увеличивая нагрузку на двигатель и другие узлы автомобиля (нога сама давит на педаль газа). Ездить спокойно на тюнинговом автомобиле способны немногие, а это, в свою очередь, снижает ресурс узлов автомобиля.
Pесурс форсированного мотора
Моторесурс форсированного двигателя, а следовательно и его износ зависят, прежде всего от степени форсировки, нагрузки, условий эксплуатации и качества ГСМ . Режимы максимальных нагрузок в повседневной жизни используются крайне редко и, как правило, непродолжительное время. Поэтому можно смело утверждать, что при тюнинге ресурс двигателя практически не меняется. И, даже наоборот, может измениться в сторону увеличения. Доводка двигателя это, в большинстве случаев — индивидуальная высококвалифицированная ручная работа, точная подгонка, развесовка, балансировка ДВС. Используется самый современный инструмент, постоянно накапливается опыт и изучаются технологии. Разумеется, качество работы в этом случае не сопоставимы с конвейерной сборкой.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ФОРСИРОВКА ДВИГАТЕЛЯ
Полный мощностной тюнинг автомобиля – дорогое удовольствие: кроме работы с двигателем потребуется «доводка» коробки передач, тормозной системы, подвески.
Так вот, сам собой возникает вопрос: с чего начать доработку двигателя?
Начнем с крутящего момента. Его можно “поднять” во всём диапазоне оборотов двигателя, увеличив рабочий объём двигателя (эту операцию иногда называют “расточкой”). Мощность и крутящий момент в зоне высоких или низких оборотов можно “поднять” заменой штатного распредвала на тюнинговый, с измененными характеристиками, “верховой” или “низовой” соответственно.
Существует множество распредвалов с изменёнными характеристиками. Так какой же способ доработки избрать? В качестве примера возьмём стандартный “ВАЗовский” двигатель, на базе которого строится тюнинговый.
Форсировка малолитражного двигателя
На двигателе малого объёма (1300см3-1500см3) получить хорошую динамику разгона без сумасшедшей раскрутки двигателя до 6000-9000 об/мин. просто невозможно. Можно собрать, например, двигатель объёмом 1600 см3 (колен. вал с ходом 74.8 мм, поршень 82.4 мм), а распредвал поставить “низовой” с небольшим подъёмом клапанов, при этом “опередить” шестерню распредвала на 2-4 град. При этом мотор будет хорошо “тянуть” с низких оборотов. На двигатель 1700 см3 (колен. вал с ходом 78 мм, поршень 82.4мм) можно поставить распредвал с подъёмами клапанов начиная с 10.93мм и выше. Эта комплектация мотора считается самой удачной. Двигатель имеет хороший “момент” во всём диапазоне оборотов и хорошо “крутится” до 8000 об/мин.
Форсировка «среднего» двигателя
Двигатель объемом 1800 см3 (колен. вал с ходом 80мм, поршень 84 мм) больше подходит для сторонников экстремальной езды или людей которым не жалко в скором будущем выкинуть свой блок цилиндров на помойку. При таком литраже крутящий момент позволяет “переключаться” на повышенные передачи даже при небольших оборотах.
Совершенно спокойно можно установить распредвал с подъёмом клапанов от 12 мм.
Холостые обороты конечно будут не устойчивые, но терпимые. В среднем нужно устанавливать 1000-1100 об/мин двигатель прекрасно их держит. А вот ресурс такого двигателя, к сожалению, оставляет желать лучшего. Бывали случаи, когда на высоких оборотах коленвалы с такими ходами ломались пополам.
Очень существенную, если не главную, роль в подготовке двигателя играет доработка головки блока цилиндров. Грамотно доработанная ГБЦ обеспечивает прибавку мощности двигателя до 20-30%. (существенно улучшаются наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью, сгорание смеси и отвод отработанных газов).
Можно установить воздушный фильтр нулевого сопротивления, раздельный выпускной коллектор (“паук” 4-2-1) и прямоточную выхлопную систему, что позволит снизить потери на стадиях впуска и выпуска. В целом тюнинг впускной и выпускной системы достаточно дорог, а прибавку по мощности дает незначительную. Зато, при условии грамотной доработанной ГБЦ, автомобиль приобретает благородный, “породистый” голос.
А если ты только начинающий фанат street racingа и на капитальные затраты на тюнинг двигателя еще не уверен, что готов потратиться, или тебя просто не устраивает динамика автомобиля?
ЧИП-ТЮНИНГ ДВИГАТЕЛЯ
Чип-тюнинг – это изменение характеристик двигателя автомобиля с помощью изменения калибровок программы блока управления двигателем, это самый простой способ сделать машину быстрее и динамичнее без серьезного вмешательства в конструкцию и больших затрат.
Самый распространенный вариант чип-тюнинга — прибавка мощности двигателя, вместе с которой обычно обещают и ряд других улучшений: от увеличения тяги на низких оборотах до уменьшения расхода топлива. Процедура перепрограммирования занимает не больше часа, а все, что нужно сделать с машиной, — подключиться к ее электронной начинке. «Чип-тюнинг позволяет взять то, что изначально присутствует в двигателе, но зажато экологическими требованиями.
В электронный блок управления впрыском и зажиганием заложена программа (алгоритм) его работы. Программа работы микропроцессора хранится в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и представляет собой собственно программу обработки данных (“софт” или ПО) и одно, двух и трехмерные таблицы с данными (калибровки). Калибровки для различных режимов работы двигателя (пуск, экономичный, мощностной, холостой ход, переходной) различны и применяются в зависимости от режима, в котором работает двигатель.
Блок управления, получая сигналы от различных датчиков, управляет работой исполнительных устройств для обеспечения оптимальной (по мнению разработчиков) работы силового агрегата. Необходимые параметры для управления исполнительными устройствами вычисляются в соответствии с полученными данными и коэффициентами коррекции, заложенными в ПЗУ. Изменяя данные ПЗУ (калибровки) можно влиять на работу практически любого исполнительного устройства, работа которого управляется ЭБУ.
Для получения других мощностных характеристик можно изменить установку угла опережения зажигания, величину времени впрыска, отключить или изменить режим работы систем, контролирующих токсичность выхлопных газов. Кроме того, можно изменить обороты холостого хода, максимально разрешённые обороты двигателя и массу других параметров.
Увеличение мощности двигателя присадками
Существует более простой и экономичный вариант мощностного тюнинга двигателя автомобиля — “восстанавливающий мощностной тюнинг”. Суть заключается в обработке двигателя и узлов трансмиссии модификаторами трения “ЭДИАЛ”. Наши препараты позволяют увеличить мощность и приемистость двигателя и узлов трансмиссии. Результат Вы почувствуете обязательно, особенно если авто уже с большим пробегом и «резвость» железного друга заметно понизилась. При этом отпадает необходимость в выполнении многих трудоемких операций, что существенно отражается на цене. Такой мощностной тюнинг доступен любому автовладельцу и его можно осуществить своими силами. Дополнительные десятки лошадей под капотом Вы не получите, но 3-5% увеличения мощности вполне достижимо.
Принцип действия модификатора трения ЭДИАЛ для двигателя хорошо известен: благодаря специальным свойствам состава, изношенные поверхности пар трения восстанавливаются до оптимальных размеров, причем такой точности соответствия поверхностей невозможно добиться механической обработкой. Полученный в результате обработки новый рабочий слой устойчив к коррозии и имеет низкий коэффициент трения.
Применение препарата позволяет устранить износ двигателя, очистить его от нагара. А за счет свойств образовавшегося слоя на поверхностях пар трения существенно повышается мощность двигателя. Это расходовавшаяся ранее мощность на преодоление трения переходит в полезную. Дополнительным преимуществом этого препарата является защита двигателя при работе на повышенных оборотах, что положительным образом сказывается на его долговечности.
Конечно, этого не достаточно для того чтобы стать матёрым уличным гонщиком, но получение удовольствия от возросшей динамики разгона и повышения порога максимальной скорости гарантировано практически для всех пользователей автохимии ЭДИАЛ. К тому же, применение препарата не требует дополнительных вложений в «доводку» подвески и тормозной системы. Для настоящих фанатов уличных гонок применение защитно-восстанавливающих препаратов маловато. Но для любителя безопасной динамичной езды – это то, что надо.
Получение удовольствия от возросшей динамики разгона и повышения порога максимальной скорости гарантировано. Особенно заметны изменения при применении автохимии на малолитражных двигателях, т.к. они работают на пределе своих мощностных возможностей и на них хорошо чувствуются изменение динамики двигателя.
Влияние топлива на мощность двигателя
Немаловажно применять качественное топливо для обеспечения его сгорания в камере. Для этой цели автогонщики применяют спортивные бензины с высоким октановым числом (более 100 единиц). В основном такой бензин получают из обычного с добавлением спиртовых присадок, при сгорании которых камера сгорания довольно быстро “зарастает” нагаром.
Есть довольно хорошая альтернатива – применение АКТИВНОЙ ПРОМЫВКИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ЭДИАЛ для бензинового двигателя. Применение данной присадки обеспечивает дополнительную мощность двигателя (от 3 до 5%). Достигается это за счет увеличенной полноты сгорания бензина и изменения режима горения топливной смеси. Те углеводороды, которые раньше выбрасывались двигателем в атмосферу или дожигались катализатором, сгорают в цилиндрах двигателя, давая ему дополнительную мощность и экономию топлива. Этот процесс сгорания топлива также обеспечивает чистоту камеры сгорания, форсунок, клапанов и всего выпускного тракта.
Еще о присадках в масло
- Описание процессов, происходящих при применении модификаторов трения ЭДИАЛ
- ЭДИАЛ для узлов автомобиля
- ПРИСАДКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ЭДИАЛ. Способы применения.
- Сравнение МОДИФИКАТОРА ТРЕНИЯ ЭДИАЛ с присадками в масло
- Исследования ремонтно-восстановительных препаратов
- Примеры применения модификатора трения ЭДИАЛ на автотранспорте
- Раскоксовка двигателя без замены масла.
- Способы форсирования двигателя. Мощностной тюнинг
Как понять форсированный двигатель или нет
Форсирование в переводах: с нем. яз. – усиливать; с франц. яз. – сила – ускорение или усиление какой-либо деятельности. Есть ещё такое значение слова «форсировать» — преодолевать.
Применительно к автомобилям, форсирование двигателя относится к такой категории работ, как тюнинг двигателя. А именно – доработка заводских конструкций и деталей для увеличения мощности.
Производя форсирование двигателя, вы усиливаете или преодолеваете заводские параметры с целью получения на выходе более высокой производительности узлов и механизмов.
Читайте также: Особенности поведения автомобиля при забитом катализаторе
В тот момент, когда у вас в голове созреет и утвердится мысль о том, что вам необходимо провести форсирование двигателя, задайте себе пару вопросов.
Для чего вам необходимо форсирование двигателя? Готовы ли вы понести немалые финансовые затраты, производя форсирование двигателя? Если ответы готовы, то вам помогут материалы, в которых описывается подробно форсирование двигателя, видео материалы, в которых вы увидите результаты и процесс форсирования двигателя.
Первый, более подходящий для современных автомобилей, это чип-тюнинг. Чип-тюнинг по сути является вторжением в электронный мозг автомобиля для коррекции firmware (управляющих программ).
Как правило, это коррекция блока управления двигателем или установка дополнительных контроллеров — модулей с целью увеличения мощности двигателя. Без специальных знаний и оборудования самостоятельно не рекомендуется проводить чип-тюнинг.
Второй метод – механическое форсирование двигателя. Сюда входит масса мероприятий, как по доработке уже существующих узлов, так и по замене их на новые, более производительные и эффективные. И, хотя вы умеете держать в руках молоток и зубило, это ещё не повод сразу приступать к форсированию двигателя.
Не забывайте, что любой вид тюнинга, будь-то форсирование двигателя, усиление подвески или стайлинг, начинается с расчетов изменения поведения автомобиля. Это важно.
Итак, какие наиболее распространённые методы форсирования двигателя.
Несколько способов повысить производительность ДВС
Форсирование двигателя имеет основные принципы, и такие работы могут быть проведены по-разному. Самым популярным и распространенным способом повышения производительности мотора есть, как и было сказано выше, увеличение рабочего объема камеры сгорания. Если у гоночного автомобиля такой параметр изменить бывает сложно, так как он жестко прописан в техрегламенте, то для обычного легкового транспортного средства это возможно. По стандарту всех выпущенных на сегодня легковых моделей авто ограничивается лишь геометрический размер ГБЦ.
Первый способ механического форсирование предусматривает замену коленвала на другой, с более увеличенным ходом и диаметром цилиндров.
Для форсирования двигателя можно заменить коленвал
Кроме этого, усилить двигатель внутреннего сгорания можно и другим методом. Это можно сделать путем установки приводного компрессора. Этот метод очень популярен в западных странах, в частности в США. На автомобиль устанавливается приводной компрессор или тот же механический нагнетатель, который проводится от коленвала. Что происходит? Благодаря этому методу (впрочем, то же происходит и при использовании первого способа) крутящий момент увеличивается во всем диапазоне эксплуатации ДВС.
Следующий способ поднять показатели ДВС — это смещение пика крутящего момента. Такой способ применяется в основном в спорте. Пик крутящего момента сдвигается в направлении высоких оборотов, и главной целью в таком случае является уменьшить сопротивление при впуске воздуха в цилиндры. Как этого добиться? Очень просто. Нужно устранить определенные ступеньки, которые образуются в области соединения впускного коллектора с ГБЦ и карбюратором. Для этого обычно полируют впускной коллектор, поле чего вставляют клапаны большего размера, используя специальные головки.
Что касается карбюратора, то его часто заменяют, используя для этого сдвоенный вариант с горизонтальным протоком. В итоге такой метод форсирования ДВС дает увеличение суммарного сечения диффузора, а смесь распределяется по всем цилиндрам равномерно, ведь потока топливной смеси не приходится менять направление на выходе из карбюратора.
Читайте также: Неисправности системы выпуска отработавших газов двигателя
Установка и настройка распредвала для увеличения мощности двигателя
Следующий способ повышения мощности ДВС — это совсем другая установка распределительного вала. Другими словами, его нужно поставить с широкими фазами, что значительно улучшает наполнение камеры сгорания на высоких оборотах и происходит это за счет снижения момента на «низах». Через это автомобиль, наделенный таким распредвалом, при движении вынуждает водителя постоянно задействовать рычаг КПП, чтобы обороты ДВС не падали, а сам силовой агрегат, если можно так выразиться — не тупел.
Настройка впуска и выпуска — это очередной способ повысить мощность двигателя. Что дает этот способ? Благодаря ему удается повысить передачу крутящего момента в узком диапазоне за счет резонанса. Форсирование ДВС этим методом позволяет увеличить мощность двигателя, и приходится уже ставить не обычные, а легкие кованые поршни, чтобы сохранить приемлемость инерционных нагрузок.
Наконец, увеличение степени сжатия дает возможность увеличить показатели ДВС. Это объясняется тем, что детонация на высоких оборотах возникает достаточно редко. Правда, владелец такого двигателя должен суметь обеспечивать свой автомобиль высокооктановым бензином, но, если знать, как уменьшать расход топлива, метод станет лучшим.
Говоря другими словами, этот способ форсирования двигателя предусматривает изменение фаз газораспределения.
Увеличение рабочего объёма двигателя
Производится за счёт: замены коленвала на коленвал с большим ходом, увеличения диаметра цилиндров. При этом вам понадобится такая услуга, как расточка блока цилиндров, гильзование и всё, что с этим связано. Изменение объёма двигателя неизменно сопровождается увеличением объёма камеры сгорания.
Если вы и в состоянии провести эту работу самостоятельно, то не забудьте о техническом осмотре, и всеми нюансами, связанными с изменением объёма двигателя.
Форсировка малолитражного двигателя
На двигателе малого объёма (1300см3-1500см3) получить хорошую динамику разгона без сумасшедшей раскрутки двигателя до 6000-9000 об/мин. просто невозможно. Можно собрать, например, двигатель объёмом 1600 см3 (колен. вал с ходом 74.8 мм, поршень 82.4 мм), а распредвал поставить “низовой” с небольшим подъёмом клапанов, при этом “опередить” шестерню распредвала на 2-4 град. При этом мотор будет хорошо “тянуть” с низких оборотов. На двигатель 1700 см3 (колен. вал с ходом 78 мм, поршень 82.4мм) можно поставить распредвал с подъёмами клапанов начиная с 10.93мм и выше. Эта комплектация мотора считается самой удачной. Двигатель имеет хороший “момент” во всём диапазоне оборотов и хорошо “крутится” до 8000 об/мин.
Уменьшение механических потерь
К механическим потерям двигателя относятся: на приводы вспомогательного оборудования, на трение, на насосные потери.
- Трение в цилиндрах блока. Их уменьшение производится за счёт: использования сборных маслосъёмных колец, увеличения зазора между поршнем и цилиндром, облегчение шатуна. В теории рекомендуется проведение тщательной балансировки и подбор по весу всех деталей кривошипно-шатунного механизма.
- Насосные потери. Это более всего трение в шейках коленвала. К снижению насосных потерь ведет и установка распредвала с более широкими фазами. Плюс ко всему необходимо применить систему «сухой картер», что снизит насосные потери, затрачиваемые коленвалом. Ведь попадание на него масла тормозит вращение.
Читайте также: Что лучше заливать в двигатель лады гранты синтетику или полусинтетику
- Вспомогательное оборудование. Привод ГРМ, кондиционер, гидроусилитель, генератор и водяной насос. Это все ведет к снижению эффективности двигателя. Рекомендуется на авто с форсированным двигателем увеличение передаточного отношения привода водяного насоса и генератора.
Форсируем двигатель, чтобы повысить его мощность
Знаете ли вы, уважаемый автомобилист, что значит форсированный двигатель? Такой мотор позволяет значительно повысить мощность, и тем самым автомобиль получает такую разгонную динамику, о которой даже подумать страшно. По сути, становишься обладателем настоящего гоночного болида, приобрести который слишком дорого обходится, и далеко не каждый россиянин может себе позволить его купить. А вот превратить обычный двигатель в форсированный можно даже своими руками. Об этом мы и расскажем в этой статье.
Форсированный дизельный двигатель
Форсировать двигатель — значит повысить его показатели за счёт уменьшения потерь энергии ДВС, уходящей на трение и работу дополнительного оборудования. Кроме того, повышение производительности двигателя подразумевает раскрытие его скрытых резервов.
Основные пути выполнения процедуры форсирования
Существует несколько основных способов, на основе которых можно форсировать двигатель:
·Установка коленвала, обладающего большим диаметром цилиндров, а также увеличенным ходом;
·Снижение степени сопротивления в момент поступления воздуха конечно же в цилиндры. Этого можно достигнуть с помощью сдвига пика непосредственно крутящего момента. Он осуществляется при помощи устранения отдельных ступенек, образующихся в месте соединения коллектора впуска с головкой блока цилиндров и карбюратором;
·Изменение установки непосредственно распределительного вала в автомобиле, а именно – его постановка с достаточно широкими фазами, что существенно улучшит наполнение камеры сгорания, естественно на более высоких оборотах;
·Повышение степени сжатия, то есть изменение фаз газораспределения.
·Установка приводного компрессора, благодаря чему увеличивается крутящий момент, причем происходит это во всем диапазоне эксплуатации.
Что такое форсированный двигатель
Для повышения мощности двигателя производится замена штатных деталей мотора на тюнинговые, вносятся изменения в прошивку ЭБУ (чип-тюнинг), осуществляется разносторонняя доработка заводских узлов и т.п. Также на двигатель в целях его форсирования может быть установлена турбина или механический компрессор, дополнительно дорабатывается система топливоподачи, впуск, выпуск и т.д.
Основные способы форсирования двигателя
В списке наиболее распространенных методов увеличения мощности двигателя отмечают:
Наиболее важную роль в доработке двигателя играет правильная подготовка головки блока цилиндров. Качественно выполненный тюнинг ГБЦ способен обеспечить прирост мощности двигателя до 20%. В таком моторе значительно улучшается наполнение цилиндров смесью топлива и воздуха, полноценнее протекает процесс сгорания смеси, эффективнее реализован отвод отработавших газов.
Работа с ГБЦ нацелена на то, чтобы максимально улучшить процесс сгорания топливно-воздушной смеси в рабочей камере. Именно в камере сгорания энергия газов передается на поршень, который затем совершает рабочий ход. Смесеобразование, вентиляция, воспламенение и сам процесс горения топлива напрямую зависят от исполнения камеры сгорания. По этой причине во время доработки вносятся изменения в устройство указанной камеры, осуществляется полировка камеры сгорания, увеличивается проходное сечение головки блока цилиндров, расширяются впускные и выпускные каналы, дорабатываются клапана, коллекторы совмещаются с каналами головки.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как заварить трещину в блоке цилиндров или в головке блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете об основных способах устранения данной неисправности.
Установка спортивного распредвала
Данное решение представляет собой достаточно эффективный способ увеличения мощности мотора без изменения его рабочего объема. Тюнинговый распредвал предполагает форсировку двигателя путем изменения фаз газораспределения на определенных режимах работы силового агрегата. Такой распредвал позволяет сдвинуть мощностной диапазон применительно к особым условиям, в которых используется транспортное средство. Например, данное решение способно поднять тягу на «низах», при этом в режиме высоких оборотов разгонная динамика закономерно ухудшается.
Например, на двигатель производства ВАЗ с рабочим объемом 1.7, который имеет коленвал с ходом 78 мм и поршень 82.4 мм, тюнеры часто устанавливают распредвал с подъёмами клапанов от 10.93 мм и более. Такая компоновка двигателя считается наиболее удачной, мотор раскручивается до 7500-8000 об/мин, двигатель хорошо тянет практически во всем диапазоне оборотов.
Увеличение рабочего объема двигателя достигается путем установки коленчатого вала, который имеет больший ход сравнительно с заводским решением, а также в результате увеличения диаметра цилиндра. Дополнительно нужно учитывать, что изменение объема двигателя параллельно требует увеличения объема камеры сгорания для достижения оптимального баланса.
Более высокая степень сжатия
Увеличенная степень сжатия позволяет значительно повысить КПД двигателя. Степень сжатия имеет зависимость от фаз газораспределения. Если точнее, то степень сжатия зависит от той задержки, с которой осуществляется закрытие впускного клапана. Дополнительно степень сжатия зависит от того угла, на который открыта дроссельная заслонка.
Увеличение степени сжатия достигается благодаря форсированию ДВС при помощи тюнингового распредвала, который обеспечивает более широкие фазы, тем самым увеличивая показатель геометрической степени сжатия. Также для прироста мощности требуется заправка бензином, который имеет более высокое октановое число. Такой способ форсирования обеспечивает увеличенную мощность во всем диапазоне оборотов двигателя.
Улучшенное наполнение цилиндров
Читайте также: Несколько слов о ресурсе автомата современных легковых автомобилей
Комплекс работ для получения более высокого коэффициента наполнения цилиндров представляет собой один из методов форсирования двигателя, который требует доработки или полной замены штатного впуска и выпуска. Например, серийный мотор ВАЗовской «восьмерки» имеет показатель максимального коэффициента наполнения на отметке 0.75.
Тюнерам удается добиться снижения сопротивления путем модернизации впускной системы двигателя, при этом коэффициент наполнения становится 1.0 и даже более. Такое увеличение является результатом снижения аэродинамического сопротивления как во впускной и выпускной системах, так и в каналах самой ГБЦ.
Дополнительно осуществляется установка воздушного фильтра нулевого сопротивления (нулевика), монтируется раздельный выпускной коллектор. Данный коллектор также называется «паук» 4-2-1, который дополняется прямоточной выхлопной системой (прямоток).
Стоит отметить, что комплексный подход является достаточно затратным в финансовом плане. Также специалисты отмечают, что хотя тюнинг впуска и выпуска позволяет добиться снижения потерь, но на общую существенную прибавку мощности рассчитывать не стоит.
Минимизация потерь на трение
В списке так называемых механических потерь двигателя находятся: трение, насосные потери, а также потери на вращение приводов других механизмов. Стоит отметить, что наибольший отбор мощности происходит в результате трения в цилиндрах мотора. Чтобы поднять КПД специалисты по форсированию двигателей прибегают к установке таких поршней, который имеют меньшую площадь юбки поршня. Также необходимо уменьшение хода поршня, поршни обязательно проходят развесовку, все детали кривошипно-шатунного механизма тщательно балансируются.
Электронное и механическое форсирование ДВС
На видео рассказывается о простом способе форсирования двигателя:
Рассмотрим теперь методы форсирования ДВС с общей точки зрения, не вдаваясь во все тонкости. Самый подходящий и распространённый метод — это чип-тюнинг, который идеален для автомобилей современного типа. Знание этого способа форсирования ДВС является, по сути, методом того, как можно форсировать двигатель, вторгаясь в электронный мозг транспортного средства. Благодаря определённым способам коррекции или «прошивки» удаётся управлять программами, которые автоматически повышают производительность. В таком случае следует установить дополнительные контроллеры или модули, что и станут, по сути, составляющими, которые увеличат мощность двигателя. Минусом такого способа является то, что проводить его в гараже своими руками просто невозможно, так как нужны особые знания и, самое главное, дорогостоящее оборудование.
Что касается механического форсирования ДВС, то этот метод более прост. Как и говорилось выше, метод подразумевает доработку уже существующих узлов автомобиля или их замену на новые.
Хотя такой вид тюнинга и прост, но начинать его без проведения особых расчётов не стоит.
Минимизируем механические потери
На видео рассказано о плюсах и минусах форсирования двигателя:
Практически все способы форсирования двигателя бывают направлены на одно — уменьшить механические потери ДВС. Куда же уходит немалая часть энергии двигателя? Оказывается, трение, которое происходит в цилиндрах любого ДВС, уменьшает производительность. В этом случае можно устанавливать сборные маслосъёмные кольца, тем самым увеличивая зазоры между цилиндром и поршнем. Этот способ не проводится на ура. Нужно вначале провести тщательную балансировку составляющих и все детали кривошипно-шатунного механизма подобрать по весу.
Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор
Сколько в вашем моторе сил? А какой у него рабочий объем? Если бы все автовладельцы России честно ответили на вопрос, то получилось бы в среднем что-то около 1,6-1,8 литра рабочего объема и 110-120 лошадиных сил. И почти каждый, у кого мощность примерно «средняя», мечтает ее увеличить до… А тут сколько хватает куража и фантазии. Вот в Формуле 1 с такого же объема «снимают» минимум 600 л. с., а Mercedes в прошедшем сезоне говорил об отдаче гибридной силовой установки в 900 л. с. Сколько из них приходится на сам ДВС, не сообщается, но вряд ли меньше 750. А чем вообще отличается форсированный мотор от «обычного», что позволяет ему быть настолько мощнее? В этой части сфокусируемся на атмосферных моторах.
Два слова о мощности
В таком вопросе нельзя без щепотки теории, поэтому позвольте пару слов о природе мощности, чтобы смысл всяких «железных» доработок был понятнее. Подробно на этом вопросе я останавливался в одном из прошлых материалов, а тут лишь обозначу коротко по сути. Мощность для любого двигателя внутреннего сгорания может быть выражена как крутящий момент, умноженный на обороты, с коэффициентом.
Не волнуйтесь, на выходе это все та же работа в единицу времени, просто так куда удобнее оперировать цифрами из технических характеристик машины.
Поэтому очевидно: для увеличения мощности нужно увеличивать крутящий момент и обороты. Ну или один из этих параметров.
На словах задача выглядит просто. Казалось бы, какая разница, 5 тысяч оборотов или 8? На практике зависимость нагрузок на цилиндропоршневую группу от оборотов – квадратичная. Если по-простому, то безоглядно поднимать рабочие обороты нельзя – мотор быстро получит необратимые механические повреждения. Поэтому нужно либо «затачивать» мотор под высокие обороты, либо все-таки идти путем увеличения крутящего момента.
Чуть о природе крутящего момента
С ним тоже не так все просто. При поднятии момента нагрузка на поршневую группу растет уже не квадратично, а линейно, но увеличивается нагрузка иначе. Сильнее нагружаются коленчатый вал, шатуны, поршневые пальцы и сам блок цилиндров.
Ну хорошо, будем увеличивать момент осторожно. А что для этого надо сделать? «Вогнать» в мотор больше воздуха для окисления большего количества топлива. Как известно, для сжигания одного килограмма бензина нужно 14,7-15 килограммов воздуха. В пересчете на литры это выглядит куда внушительнее: 1,4 литра бензина против 12 кубометров, или же 12 тысяч литров воздуха. Поэтому-то, как вы понимаете, не так сложно подать в мотор нужное количество бензина, как обеспечить его воздухом.
Поэтому крутящий момент будет зависеть от количества воздуха, подаваемого в цилиндр за такт, а мощность – от того, сколько мотор может переварить в единицу времени.
Выводы напрашиваются сами собой: для форсировки нужно либо увеличивать рабочий объем, либо применить наддув!
Крутящий момент и объем
Так уж получилось, что в отношении почти любого атмосферного двигателя действует эмпирическое правило: 85-100 ньютон-метров приходятся на 1 литр рабочего объема. Моторчик объемом 1,6 литра будет иметь 140-160 Нм, двухлитровый – 180-200. Это фактический предел.
Правило это довольно универсальное и применимое к моторам как давним, так и совсем новым. Мощным и совсем слабеньким. Разве что совсем старые моторы отклоняются от него. Вот МеМЗ-968, мотор от Запорожца, его рабочий объем 1,2 литра, момент – 80 Нм. Но при этом ВАЗ-2101 – те же 1,2 литра, но уже 87 Нм. И это старые карбюраторные двигатели с совершенно ужасными по современным меркам характеристиками системы питания и зажигания!
У современного моторчика Skoda Fabia 1,2 выдает уже 112 Нм. Тойотовский 1ZZ-FE на 1,8 литра объема выдает 171 Нм, а куда более мощный 2ZZ-GE – всего 180 Нм. Мерседесовский М111 2,3 литра выдает 220 Нм, а куда более новый и мощный М272 3,0 – ровно 300 Нм. Экстремально форсированный Honda K20A 2,0 имеет момент 215 Нм – чуть лучше «среднего». Ну и так далее.
Кстати, даже формульные атмосферные моторы 2,4 имели момент в пределах 260 Нм. При оборотах за 18 тысяч этого хватало для получения очень высокой мощности.
Причина столь малого разброса в «форсировании по моменту» именно в том, что он зависит от степени наполнения, площади поршня и хода поршня. Степень наполнения ограничена атмосферным давлением и еще немного можно выжать за счет хорошо проработанной системы впуска. Поэтому сильно поднять крутящий момент без увеличения рабочего объема не только нельзя, этого попросту не нужно.
Вот моторы с турбонаддувом делают, что хотят. Хотите 250 Нм с мотора 1,4? Пожалуйста, двигатель 1,4 TSI EA111 на Skoda Octavia это может. На Fabia RS тот же мотор мощнее, но момент такой же. А на Мерседесах мотор M274 2,0 DE20 AL может иметь как 350 Нм, так и 370. В общем, любые варианты возможны. Турбина наддует столько, сколько выдержит механическая часть мотора.
Главный вывод, который нужно сделать: без наддува нет момента. Даже самые серьезные изменения дадут лишь небольшой прирост. И то в основном на высоких оборотах.
Про форсировку турбомоторов я подробно расскажу в следующей статье. Но если вы противник турбин и все же решились «допилить» свой атмосферный мотор, двинемся дальше. Что такого происходит с мотором, что с атмосферного 1,6 какой-нибудь Fiesta получают 180-220 лошадиных сил без всякого наддува, а мощность скромных двухлитровых с турбонаддувом переваливает за 400 или даже 800 сил? И что придется поменять в вашем совершенно обычном двигателе, чтобы он выдавал хотя бы 180-200 «лошадей»? Глобально вроде бы все понятно: либо «дуть» во имя момента, либо «крутить» во имя оборотов. А что придется менять в конструкции для достижения фантастических результатов?
Работы по «железу»
Даже если мотор остается атмосферным, хлопот немало. Увеличение рабочих оборотов – дело сложное и затратное. В первую очередь заботятся о том, чтобы поршневая группа вообще выдержала нагрузки. Улучшения идут в двух направлениях: увеличивают прочность и вместе с тем снижают массу поршневой группы.
Нам необходимы: кованый коленчатый вал, кованые Н-образные шатуны, Т-образные поршни пониженной высоты, особо прочные болты шатунов. Ну а более производительный маслонасос позволит снизить потери и обеспечить приемлемую прочность. У особенно форсированных двигателей для гонок поршень может остаться всего с двумя поршневыми кольцами для снижения массы, а для снижения потерь на трение их делают минимальной толщины.
Если в ваших планах – обороты свыше 10 тысяч в минуту, шатуны придется делать из титановых сплавов, хотя это не самый лучший материал для деталей двигателя. Несмотря на высокую прочность, его сплавы слишком пластичны, а в ДВС точность изготовления идет на микроны. Очень высокая нагрузка приходится на нижнюю головку шатуна, и потому требования к их шпилькам или болтам очень высоки, и тюнинговые детали стоят крайне дорого именно по этой причине.
Конечно, новой поршневой группой изменения не ограничиваются. Требования к механизму ГРМ тоже растут. С ростом оборотов должна возрастать упругость клапанных пружин, чтобы они успевали возвращать тарелки в закрытое положение. Тут нужно снижать массу клапанов, а заодно и их возможности по теплоотдаче. К тому же с более агрессивными распределительными валами скорость открытия и закрытия клапанов увеличивается, и растет нагрузка на все компоненты механизма. В общем, клапаны обычно заменяют на облегченные и особо прочные. Титановые детали изредка применяют и тут, но чаще в ход идут высокопрочная сталь и металлокерамика.
Ну а дальше вопрос в настройке резонансных явлений на впуске и выпуске мотора с помощью впускного коллектора, выпуска и распредвалов. Разумеется, расширяют «узкие места» в виде дросселя, а то и переходят на многодроссельный впуск, с отдельной заслонкой для каждого цилиндра.
Если действовать по уму, то оптимизации обычно требует также форма каналов в ГБЦ и остальных местах впускного тракта. Для этого мотор «продувают» и ищут точки потери давления – места с повышенным сопротивлением течению воздуха. Процессы доработки впуска на практике ничуть не проще доработки поршневой группы мотора, а при «легком» тюнинге и вовсе съедают основную долю бюджета доработок.
Вот, например, мотор Opel C20XE. Двигатель дорабатывался специалистами Lotus и является типичным примером «двигателя для омологации» – мотора, изначально подготовленного к переделкам самим производителем. Не зря его использовали в WTCC команды Opel, а затем Chevrolet и Lada добрых полтора десятка лет. Его конструкция неплохо переносит форсирование, и потому список необходимых изменений выглядит достаточно скромным.
С мотором изначально менее «прочным» бюджет был бы выше, причем в разы. Стоковый C20XE имеет объем 2,0 литра и мощность 150 л. с. Английские компании набрали большой опыт по подготовке этого двигателя к различным гонкам и существуют так называемые «киты», которые можно купить и установить на свой мотор. Разумеется, двигатель должен быть идеально собран и не иметь значительного износа. Для примера воспользуемся продуктами компании Qedmotorsport.
Любой комплект доработок включает в себя впускной коллектор с индивидуальными дросселями на каждый цилиндр диаметром 45 мм, новый регулятор давления топлива, топливную рампу, новую систему управления двигателем (ECU), двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов и поставляется в сборе с комплектом проводки. Система омологирована для применения в автоспорте.
Минимальный уровень доработок гарантирует мощность 190-200 л. с. при установке распределительных валов с большой высотой кулачков и более крепких болтов шатунов. Цена такого комплекта – 1 800 фунтов. Небюджетно, зато все рассчитано не в гараже на коленке, а профессионалами.
Хотите больше? Набор доработок C20XE до 210 л. с. включает в себя замену поршней для работы на более высоких оборотах, разрезные шестерни ГРМ для тонкой настройки фаз и еще более «агрессивные» распределительные валы. Цена такого комплекта уже 2 300 фунтов.
Для получения еще 10 л.с. сверху, с пределом мощности 215-220 л.с., комплект получает новые распредвалы, предназначенные для работы без гидрокомпенсаторов, новые толкатели, новые клапанные пружины. Цена такого комплекта уже 2 550 фунтов.
Топовый комплект, с максимальной мощностью до 245 л.с., включает в себя тот же набор, что и предыдущий, но настроенный на более высокие обороты и нагрузку. Цена – 2 750 фунтов. Готовый же двигатель с сертификатом стенда на 240-260 л.с. имеет цену порядка 3 500-5 000 фунтов, в зависимости от производителя.
Максимальный уровень мощности, который имели заводские гоночные команды с таким мотором, – порядка 280-320 лошадиных сил при неограниченном бюджете.
Другой пример – очень популярный на раллийных Fiesta и Focus мотор 2,0 Duratec. Те же 2 литра и 150 л.с., но более современная конструкция. Для примера возьмем английские доработки Omex Technology Systems.
Мотор с комплектом доработок до мощности в 180 л.с. стоит 5 995 фунтов без учета налога с продаж. В комплект входит новый впускной коллектор с индивидуальными впускными патрубками и дроссельными заслонками, система управления, «злые» распределительные валы, усиленные болты шатунов и выпускная система. Максимальные обороты – 7 800 в минуту, максимальная мощность достигается при 6 500.
Мотор с комплектом доработок до 200 л. с. включает в себя уже доработки ГБЦ и камер сгорания. Цена такого мотора – 6 895 фунтов без учета налогов. Максимальная мощность достигается при 7 000 оборотов.
Максимальный уровень доработки до мощности 260 сил – это кованые поршни для высочайших нагрузок, Н-образные кованые шатуны, более эластичные пружины клапанов и комплект облегчения ГРМ, более производительные форсунки и другие доработки. Максимальные обороты 8 700, максимальная мощность при 8 500 оборотах. Цена такого двигателя уже 11 595 фунтов.
В общем, как видите, правильный «атмосферный тюнинг» – это довольно дорого, сложно, а отдача на выходе не то чтобы ошеломляющая.
Эффект
Даже при небольшом увеличении максимальных оборотов можно существенно прибавить в мощности, если уменьшить падение крутящего момента или даже чуть увеличить его на максимальной скорости вращения.
При сохранении величины крутящего момента за счет его переноса в зону более высоких оборотов можно получить рост мощности на 30-40%. Фактически именно перестройка впуска является залогом высокой мощности атмосферного двигателя, а ограничением здесь выступают возможности поршневой группы.
Предел конструкции
Чем выше степень форсирования атмосферного мотора, тем больше усилий нужно прилагать. Обороты до 7 тысяч не требуют особых усилий, если максимум стокового мотора был на уровне 6 тысяч.
Каждая тысяча оборотов сверх дается дорогой ценой. Все элементы должны становиться легче и прочнее, а это не просто сложно, а очень сложно сочетать. Уже 10 тысяч оборотов для стандартной поршневой группы типичного «квадратного» мотора – недостижимая мечта. Большая часть сильно форсированных двигателей ограничивается оборотами 8 500-9 000 в минуту. Конструкции с особо коротким ходом поршня могут попытаться получить и более высокие обороты. Скажем, малоразмерные мотоциклетные моторы вполне неплохо себя чувствуют на оборотах за 13 тысяч, но форсировать до такой степени «гражданский» автомобильный мотор нереально.
Все ухищрения бесполезны, потери в поршневой группе возрастают слишком быстро. И даже серьезные переделки механизма ГРМ для повышения КПД уже не помогут, хотя для мотоциклетных и гоночных короткоходных есть еще пути. Скажем, есть такая штука как десмодромный клапанный механизм, где не используются пружины – они выдерживают экстремально высокие обороты. Но это дорого и неоправданно – сейчас такой механизм используют только на мотоциклах Ducati, и в основном ради имиджа. А на машинах формулы использовали «пневмопружины» клапанов, позволяющие «играть» упругостью в широких пределах.
Словом, еще раз повторю уже сказанное выше. Серьезно поднять мощность мотора без применения того или иного наддува невозможно. О «наддувном тюнинге» я расскажу во второй части рассказа о форсировке.
Источник http://www.edial.ru/articles/engine-tuning/
Источник https://vmyatynnet.ru/na-zametku/forsirovannyj-dvigatel-eto.html
Источник https://www.kolesa.ru/article/proishozhdenie-loshadok-kak-pravilno-forsirovat-atmosfernyj-motor