Варианты тюнинга двигателя
Головка блока цилиндров
Поток газа. Воздушный поток, проходящий через головку блока цилиндров, может замедляться или образовывать завихрения, если на его пути встречаются неровности. Сглаживание шероховатостей на впускном окне, каналах и изгибах способствует беспрепятственному поступлению воздуха в цилиндры. Воздушный поток становится стабильным, турбулентность сокращается, при этом увеличивается скорость поступления воздуха.
Внимание: головки бывают с вертикальным и горизонтальным вихрем. Такой дизайн улучшает характеристики воздушного потока (еще одна причина, по которой тюнингом двигателя должен заниматься специалист в тюнинг мастерской).
Совмещение разъемов. Точное совмещение входных и выходных отверстий на выпускном и впускном коллекторах увеличивает равномерный поток воздуха и уменьшает турбулентность.
Еще раз отметим, что тюнинг двигателя должен проводиться исключительно компетентными людьми, иначе можно все испортить и получить дисбаланс.
Специальная головка блока цилиндров (для тюнинга)
Не вдаваясь в подробности, скажем лишь, что представлено много вариантов таких головок, и стоят они недешево. Все соединительные разъемы и патрубки такие же, как и у обычных ГБЦ, поэтому никаких переделок не потребуется.
Совет: сегодня головки блока цилиндров периодически совершенствуются производителями, от модели к модели появляются более современные. Поэтому вместо родной головки можно установить другую, взятую с более поздней модификации такого же автомобиля. Она может идеально подойти к блоку, в крайнем случае, потребуются доработки.
Расточка блока цилиндров увеличивает объем двигателя. Он обычно указывается либо в литрах (2 литра, 1,8 литра, 4 литра и т.д.), либо в кубических сантиметрах (см3). Например, объем двигателя 2 л. равен объему в 2000 см3. На американских автомобилях объем двигателя указывается в кубических дюймах (ТС или CI). Для перевода в куб. см можно воспользоваться калькулятором.
Важно: для большинства автомобилей цифра в куб. см округляется в большую или меньшую сторону, когда нужно перевести и указать объем в литрах. Объем одного цилиндра вычисляется путем деления общего объема двигателя на количество цилиндров.
Расточка цилиндров производится на станке. Смысл в том, чтобы обточить цилиндры изнутри, то есть добиться их правильной геометрии. Для расточенных цилиндров нужны поршни, большие по диаметру. Важно обеспечить идеальное совмещение поршней и цилиндров, чтобы получить в итоге необходимый уровень компрессии. Расточка цилиндров – сложный процесс, требующий точного оборудования и расчетов.
Совет: очень часто к разным по размеру двигателям подходит одинаковый блок. Так почему бы не использовать ваш блок для двигателя большего объема?
Строкер кит (комплект для тюнинга двигателя). Многие компании производят комплекты для механического тюнинга двигателя (в основном для американских 8-и цилиндровых автомобилей). Обычно строкер киты состоят из коленчатого вала, шатунов, поршней, поршневых колец и подшипников. Они изменяют длину хода, а соответственно и объем двигателя. Крутящий момент при этом возрастает, но поршни изнашиваются быстрее за счет увеличения хода.
Виды поршней
Литые с выемками и просто литые. Литые поршни очень тяжелые, поскольку состоят из алюминиевого сплава, содержащего кремний. Используются большинством производителей.
Литые поршни бывают трех типов:
- Заэвтектические, содержащие 9-12% кремния в алюминиевом сплаве
- Эвтектические, содержащие 11-13% кремния в алюминиевом сплаве
- Заэвтектические, содержащие 12,7-18% кремния в алюминиевом сплаве.
Кованые поршни. Они цельные, сделаны из алюминиевого сплава с незначительным содержанием кремния. Изготавливаются методом прессования подогретого металла в форме. Стоят они дорого и в основном ставятся на автомобили, обладающие очень большой мощностью.
Поршеньсплоскимднищем
Поршни бывают куполообразные, с выемками и с плоским днищем. Конструкция поршня влияет на уровень компрессии и предположительно на скорость сгорания смеси в цилиндрах. Поршень с выемкой создает дополнительное пространство для клапанного зазора.
Кстати, уровень компрессии можно уменьшить или увеличить. Есть два способа: заменить прокладку под головку (толще или тоньше) или отшлифовать саму головку. Поскольку речь зашла о прокладке, не лишним будет сказать, что лучше ставить специально предназначенную для тюнинга прокладку, поскольку она будет выдерживать избыточное давление в результате тюнинга.
Распределительныйвал
Замена штатного распредвала – популярный способ тюнинга двигателя наряду с расточкой блока цилиндров. Распределительный вал имеет лопасти в форме груши. Он управляет открытием и закрытием клапанов для впускных и выпускных портов. Форма лепестка служит для управления продолжительностью и сроками этого открытия и закрытия.
Одиночный верхний распределительный вал (SOHC): Имеет лопасти, которые управляют и впускными, и выпускными клапанами.
Два верхних распределительных вала: (DOHC): один распредвал управляет впускными клапанами, а другой – выпускными.
Тюнинговый распредвал позволяет продлить время открытия и закрытия клапанов (влияет на ход клапана). За дополнительное время (пока открыт клапан) в двигатель поступает больше воздуха и бензина. Существует несколько видов тюнинг распредвалов:
MildRoadCams (для умеренной езды). Может быть установлен практически на любой машине. Улучшает приемистость, мощность, а в некоторых случаях способствует экономии топлива.
FastRoadCams (для быстрой езды). Идеально подходит для скоростных автомобилей. Увеличивает мощность автомобиля, экономит расход горючего, но нестабильно работает на холостом ходу. Больше поднятие и продолжительность.
Competition Cams (спортивные). Предназначены для спортивных автомобилей. Несмотря на то, что хорошо повышают мощность, такие валы быстро изнашиваются, увеличивают расход топлива и обладают неровным холостым ходом.
Имейте в виду, что спортивные, а также распредвалы для быстрой езды будут понижать крутящий момент, поскольку ход клапанов будет частично совпадать. Если установить спортивный распредвал, то медленно ездить не получиться, поскольку нормальная работа двигателя начнется с 2000-3000 оборотов.
Сегодня существуют разнообразные клапанные кулачки (появились несколько лет назад).
Тюнинг клапаны
Клапаны нужны для того, чтобы воздух мог заходить в двигатель и выходить из него. Распределительный вал управляет временем открытия клапанов, а толкатель – степенью открытия. Впускные отверстия и клапаны должны быть отполированы. Это позволит убрать острые углы и заусенцы, чтобы они не препятствовали воздушному потоку. Обычно делают по три фаски с трех сторон клапана. Важно, чтобы клапаны правильно размещались в посадочных местах, те есть плотно, без малейших зазоров.
Вместо расширения отверстий и установки, больших по размеру клапанов можно просто увеличить количество клапанов, например до 16, 20, 24, 32 и так далее. Такой способ считается лучшим. Если увеличить отверстия и установить большие клапаны, то скорость воздушного потока на низких оборотах уменьшится, а это, вероятно, негативно отразится на крутящем моменте. Но этого не произойдет, если просто добавить несколько клапанов.
Также важно установить специальные клапанные пружины, лучше выбирать тюнинг вариант, поскольку они лучше.
Совет: некоторые двигатели имеют взаимозаменяемые головки, так что можно установить 16 клапанную головку на 8 клапанный блок. Но имейте в виду, что при этом придется кое-что переделывать и подгонять.
Балансировка двигателя (блюпринтинг)
Блюпринтинг (балансировка двигателя по имеющейся схеме) – это необходимая процедура, когда дело доходит до тюнинга двигателя. Интересный факт: многие автомобили во время презентации, специально для прессы демонстрировались с отбалансированными двигателями, но поступали в продажу с обычными. Балансировке подвергаются части двигателя: распределительный вал, поршни, шатуны, подшипники и маховик. Процедура проходит в специально оборудованных мастерских, где проводят испытания двигателя и при необходимости настраивают, изменяют параметры, чтобы все детали работали четко.
Балансировка может улучшить характеристики заводского двигателя. С ее помощью можно повысить мощность, экономичность и продлить срок службы двигателя за счет снижения вибраций, напряжения, грубого хода и снижения веса некоторых деталей. Кроме того, балансировка способствует увеличению лимита оборотов.
Электрический вентилятор
Если уж начали доработку двигателя, то почему бы не поменять вентилятор на электрический? Kenlowe – самая известная марка. В отличие от ременного, такой вентилятор не забирает мощность и топливо у двигателя.
Рекомендации
- Прежде, чем начинать доработку двигателя, подумайте, что именно вы хотите улучшить. Тюнинг двигателя – это всегда практически неограниченные затраты, поэтому определитесь, что вы хотите.
- Не спешите тратить деньги на покупку запчастей, сначала посоветуйтесь с профессионалом.
- Если хотите что-то улучшить в моторе, делайте все и сразу. Так выйдет относительно дешевле, а лучше доверьте всю работу мастерам, ведь права на ошибку у вас не будет. Самодеятельность может вылиться в приличную сумму.
- Пока двигатель снят, можно привести все остальное в порядок, например, заменить прокладки, болты на головке блока цилиндров. Необходимо сделать осмотр, чтобы не было слабых участков.
- Внимательно и бережно обращайтесь с двигателем после тюнинга, не пренебрегайте советами мастеров.
- Регулярно меняйте масло.
- Вместо тюнинга можно поискать другой двигатель, с лучшими характеристиками, если такая замена будет целесообразной для конкретного автомобиля.
Закись азота
В случаях, когда прирост мощности и момента требуется только на короткий срок, используется более простая альтернативамеханическому тюнингу – закись азота N2О (нитрос). Нитрос- лучший выбор для тех, кто не хочет тратить много денег, нопри этом хочет добиться существенного увеличения мощности двигателя.
Механический тюнинг подразумевает непосредственное механическое вмешательство в работу двигателя, переделку его узлов и агрегатов. Это, в свою очередь, снижает ресурс двигателя, либо ведет к очень дорогостоящим заменам таких частей, как блоки цилиндров, поршни, шатуны, коленчатый и распредвалы, клапаны и т.д.
Откуда же берется прибавка мощности? Плотность закиси азота примерно на 50% больше плотности воздуха. Кислорода в ней порядка 36% (против 21% в атмосфере). Т. е. при разложении закиси выделяется в 1,7 раза больше кислорода, чем его находится в том же объеме воздуха.
Чтобы подать необходимую для мгновенного ускорения порцию закиси в цилиндры, не нужна турбина или приводной компрессор – достаточно пустить сжиженый газ из баллона во впускной коллектор. Что и делают при разгоне, открывая клапан газовой магистрали посредством дистанционного привода.
Попав в двигатель, молекулы закиси азота под действием высоких температур распадаются на азот и кислород, и этот самый высвободившийся кислород позволяет бензину сгорать эффективнее. Давление в цилиндре повышается, и как результат- повышение мощности. А высвободившийся азот работает как антидетонатор, не давая процессу горения идти лавинообразно.
Закись азота также увеличивают плотность топливно-воздушной смеси. Подающаяся в состав смеси в виде сжиженного газа, закись азота приводит к ее немедленному охлаждению, т.к. температура испаряющегося сжиженного газа всегда на несколькопорядков ниже температуры окружающей среды. А как известно, более холодная и более плотная смесь лучше горит и производит больше мощности.
Типы систем закиси азота
Существуют три типа систем закиси азота – так называемые: “сухая”, “мокрая”, и система прямого впрыска (direct port).
- “Сухая” система является самой дешёвой и простой, закись подаётся одной форсункой в коллектор. Система неуправляема, её можно только включить и выключить. Под карбюратор или в коллектор за воздушным фильтром (у впрысковых моторов) врезается дополнительная форсунка для подачи закиси. Впрыск топлива осуществляется как обычно. Вот в этом-то и проблема. При подаче закиси азота нужно подать и больше горючего. Иначе смесь обеднится, и возникнет нежелательная детонация, которая вполне может привести к поломке двигателя. А поскольку впрыском управляет бортовой компьютер, то приходится либо перенастраивать его, увеличивая продолжительность открытия форсунок, либо повышать давление в топливной магистрали.
- “Мокрая” нитрос-система – более продвинутое устройство. Закись подаётся также как в «сухой», но дополнительно происходит подача топлива с помощью отдельной форсунки, что позволяет избегать появления детонации и достичь максимальных показателей для этого типа впрыска. Объем закиси азота и топлива выверяется компьютером нитрос-системы, что делает это устройство более самостоятельным и удобным в управлении. Единственная сложность в том, что к такой системе приходится проводить дополнительную топливную магистраль. Такие системы особо подходят для наддувных моторов.
- Третий тип систем впрыска закиси азота – это системы прямого впрыска. Здесь для каждого цилиндра предусмотрена отдельная форсунка, которая по команде распределительного блока смешивает и отмеряет необходимое количество закиси азота и топлива. Таким образом существует возможность контролировать соотношение закись азота/топливо для каждого цилиндра индивидуально. Это самый мощный и один из самых точных типов систем. Системы прямого впрыска являются еще и самыми сложными в установке. В связи с этим, а также с их высокой мощностью, эти системы применяются в основном на гоночных автомобилях.
Все эти радости омрачаются некоторым риском. Все страшные истории про оплавившиеся поршни и сгоревшие движки подкреплены фактами. Пока вы устанавливаете относительно не мощную НОС (нитрооксидная система) , опасаться нечего. Главное выбрать правильный комплект для данного двигателя.
4-х цилиндровые двигатели позволяют получить дополнительные 40-60 л.с., 6 цилиндровые двигатели позволяют получить прибавку в диапазоне 75-100 л.с., малый блок V8 – до 140 л.с., большой блок V8 – 200 л.с. Эта рекомендуемая прибавка мощности, позволяющая оставить механику двигателя без доработки.
Если же это слишком мало для вас, то вам понадобится довольно сильно тюнинговать мотор. Сначала – замена шатунно-поршневой группы. Необходимо использовать кованые поршни вместо штатных из-за возросшей нагрузки на двигатель. Далее следует замена коленвала и настройка системы зажигания.
Увеличение мощности
Что такое мощность? Это произведение крутящего момента на скорость вращения двигателя. Таким образом, сместив стандартную характеристику момента в зону высоких оборотов, мы получим искомую прибавку мощности. Минус- на низах мотор плохо “едет”.
Любой газораспределительный механизм (без механизма изменяемых фаз) позволяет хорошо наполнять цилиндры только в своемдиапазоне оборотов. И как только мы перемещаем вращающий момент в область более высоких оборотов, мы тут же потеряем его внизу. На низких цилиндры будут плохо продуваться, а для обычного дорожного автомобиля это плохо – давим на газ, а он неедет.
Конечно, современные двигатели с изменяемыми фазами газораспределения такими провалами не страдают. На низких оборотах с помощью регулирующего механизма фазы становятся узкими, перекрытие (длительность одновременного открытия впускных и выпускных клапанов) маленьким, и на низких оборотах происходит хорошее наполнение цилиндров.
Как только этот двигатель забирается в зону высоких оборотов, фазы расширяются, перекрытие увеличивается , цилиндры начинают хорошо продуваться на высоких оборотах, и мы имеем хороший вращающий момент.
Итак, если у нас традиционный мотор (без изменяемых фаз), мы можем сказать себе: плевать нам на низкие обороты, ставим широкофазный распредвал в двигатель, тем самым позволяем иметь хорошее наполнение в зоне высоких оборотов. Правда,маловероятно, что мы получим большой вращающий момент, скорее всего, мы его по абсолютной величине получим такой же, как у серийного, только в зоне высоких оборотов.
Но произведение его на обороты, на которых он достигается, будет существенно больше, чем у серийного мотора, следовательно, и мощность выше. Двигатель будет иметь ярко выраженный спортивный характер. Использовать таким образом полученную мощность можно, только подогнав передаточные числа в трансмиссии. Это тот путь, который применяется в спорте.
Еще одним путем увеличения мощности двигателя является уменьшение механических потерь. Можно снизить потери на преодоление сил трения в цилиндропоршневой группе целым рядом мероприятий: снижением массы поршней и шатунов, уменьшениемразмера юбки поршней и толщины поршневых колец, переносом места фиксации шатуна от осевого смещения в бобышки поршня и др.
Кроме того, имеет значение и снижение разбрызгивания масла коленвалом путем специального направления масла, сливаемого из головки блока, установки маслоотражающих экранов и т.д. Правда, эти мероприятия, в основном, эффективнына высоких оборотах, когда потери на преодоление трения особенно велики.
Заключение
Тюнинг двигателя автомобиля – работа не дешевая. Для отечественного авто она будет стоить от 60000 до 300000 рублей, а для иномарки – до 1000000 рублей. Но сделать самостоятельно все, как надо, вряд ли получится. Поэтому все манипуляции с двигателем с целью улучшения его характеристик должны производить профессионалы в специализированных автомастерских, где есть современное оборудование, инструменты и качественные запчасти.
Улучшение характеристик в основном требуется моторам спортивных автомашин. В других ситуациях, например, если вы используете автомобиль для поездок на работу и редких выездов за город, форсирование агрегата нецелесообразно, поскольку затраты большие, а результаты – спорные.
Так как каждое транспортное средство обладает своими конструктивными нюансами, залогом оптимального тюнинга двигателя будет индивидуальный подход к процессу доработки, в противном случае вместо улучшения характеристик можно получить дисбаланс.
Видео про тюнинг мотора машины:
Описание работ по тюнингу двигателя автомобиля: особенности, фото, цена и последствия. Видео про тюнинг мотора машины.
||list|
- Принцип работы ДВС
- Виды поршней
- Улучшение газодинамики
- Наддувные технологии
- Перемещение крутящего момента в зону высоких оборотов
- Модернизация клапанов мотора
- Чип-тюнинг
- Видео про тюнинг мотора машины
