Как увеличить мощность двигателя автомобиля | SUPROTEC | СУПРОТЕК

Как увеличить мощность двигателя автомобиля | SUPROTEC | СУПРОТЕК Двигатель

Основы тюнинга двигателя.

Дополнение:  Мастер класс Honda Civic AfterMarket: почти все что можно сделать с двигателем - EJ9.RU

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.

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.

Как увеличить давление сжатия топливовоздушной смеси

Давление сжатия топливовоздушной смеси зависит от степени сжатия, т.е. от соотношения общего объема цилиндра и объема камеры сгорания. Чтобы уменьшить размер камеры сгорания, подрезают головку блока цилиндров, либо используют более тонкую прокладку.

Если вы решили увеличить мощность двигателя таким способом, необходимо перейти на бензин с более высоким октановым числом. Если использовать топливо стандартной марки, оно будет детонировать и вместо дополнительных лошадиных сил, вы рискуете получить проблемы.

Как увеличить подачу кислорода (воздуха).

Чтобы взбодрить своего «стального коня», можно и даже нужно обеспечить больший приток кислорода в камеры сгорания. Благодаря хорошему наполнению цилиндров воздухом, топливо сгорает лучше, поэтому, если вы увеличили подачу горючего, подумайте, как добавить в камеру сгорания кислород.

Фильтр нулевого сопротивления

Наиболее простой способ увеличить подачу кислорода в мотор – установить воздушный фильтр нулевого сопротивления. Можно выполнить эту операцию самостоятельно. Тем, кто думает, как увеличить мощность двигателя своими руками, рекомендуется именно этот способ.

Турбонаддув

Турбина для двигателя

Некоторых водителей интересует, как увеличить мощность двигателя 1.6 или другого объема с турбонаддувом. Если автомобиль укомплектован турбированным мотором, можно попытаться выжать из него еще немного «лошадей», установив более мощный нагнетатель. Следует помнить, что ресурс силового агрегата неизбежно уменьшится.

Совет от профессионалов
После работ по увеличению подачи горючего и кислорода в цилиндры желательно также модернизировать систему выхлопа, чтобы улучшить вентиляцию камер сгорания. Это поможет получить больший эффект от тюнинга системы подачи топлива и воздуха.

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.

Дополнение:  Оформим переоборудование двигателя — Лаборатория Тест-Драйв

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?

Общая информация

Итак, если вы ищете ответ на вопрос, как можно увеличить мощность двигателя, нужно знать, от чего зависит крутящий момент. А он зависит от давления газов и площади поршня. Давление в свою очередь зависит от количества поданного топлива, качества его сгорания и низшей теплотворной способности топлива.

Каждый из приемов увеличивает мощность двигателя на величину от 5 до 50%. Если применить сразу несколько способов, в совокупности получится заметная прибавка.

Оптимизируем механическую часть двс

Сила трения в двигателе

Суть способа в том, чтобы минимизировать воздействие факторов, препятствующих оптимальной работе силового агрегата. Законы физики действуют всегда и везде, поэтому работе любого механизма препятствуют две силы: инерция и трение.

Поднимаем количество сгорающего в цилиндрах топлива

Все автолюбители знают, что энергия в моторе вырабатывается при сгорании топлива. Значит, чем больше его поступит в камеру сгорания, тем выше будет мощность. Также нужно обеспечить условия, при которых топливо сгорит полностью и в оптимальном режиме. Добиться этого можно несколькими способами:Сгорание топлива

1. увеличить подачу горючего с учетом сохранения коэффициента избытка воздуха;

2. поднять давление сжатия топливовоздушной смеси с учетом детонационных свойств бензинов;

3. увеличить объем цилиндров (литраж).

Разберем, какими техническими решениями можно достичь выполнения каждого из способов.

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.

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.

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.

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.

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.

Дополнение:  Тюнинг двигателя легендарного Москвича 412 – простая модернизация своими руками Видео | TuningKod

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.

Снизить силу трения в механической части

В списке факторов, снижающих КПД любого механизма, сила трения всегда занимает лидирующее место. В автомобильном моторе наибольшие потери мощности от трения связаны с движением поршня, соприкасающегося с внутренними стенками цилиндра.

С силами трения борется моторное масло, но если вы всерьез задумываетесь, как увеличить мощность двигателя ВАЗ или авто другой марки, нужны спецсредства. Сегодня в продаже можно найти присадки, улучшающие физические характеристики смазочных материалов.

Хорошие результаты показало применение триботехнических составов Suprotec отечественного производства. Например, средство «Актив Плюс» или «Актив Стандарт» создают на поверхности деталей цилиндропоршневой группы особый слой, который восстанавливает микроповреждения. Также эта наноструктура удерживает более плотный масляный слой.

Подобные свойства позволяют поднять уровень компрессии в камере сгорания без слесарных работ. Более плотное сопряжение узла «поршневое кольцо-гильза» препятствует прорыву рабочих газов в обход поршня. Вся энергия сгоревшего топлива преобразуется в полезную работу, поэтому повышается КПД, что ведет к увеличению мощности двигателя.

Чтобы залить в маслозаливную горловину пару флаконов «Супротек Актив Плюс» и «Супротек Актив Стандарт», руководствуясь инструкцией, не нужны особые навыки. Тем, кто ищет метод, как увеличить мощность двигателя своими руками, можно рекомендовать это средство.

Еще одно преимущество использования состава «Супротек Актив Плюс» или аналогичной ему автохимии – продление ресурса механизмов мотора. Остальные методы, призванные увеличить мощность двигателя с карбюратором или инжектором, сокращают его срок службы, а триботехнические составы, напротив, продлевают его, независимо от способа подачи горючего.

Способы увеличить мощность двигателя. Таблица: «Плюсы, минусы и последствия»

Увеличиваем подачу горючего (теплотворную способность)

Бензин АИ 98

Наиболее простой способ – использовать топливо с более высоким октановым числом. Если заправить бак вместо «девяносто третьего» бензина АИ 98, прибавку к мощности автомобиля водитель почувствует сразу. Например, это один из немногих способов увеличить мощность двигателя с карбюратором. Необходимо только убедиться, что мотор рассчитан на работу с таким горючим.

Чип-тюнинг

Увеличить подачу топлива в камеру сгорания можно при помощи перепрошивки ЭБУ. Этот способ часто советуют на автосервисах, когда водители интересуются, как увеличить мощность двигателя с инжектором (впрыском топлива). Следует учесть, что данное действие является нарушением заводских настроек и приводит к уменьшению ресурса силового агрегата.

Увеличиваем рабочий объем двигателя

Расточка цилиндра двс

Недостаток этого способа – высокая стоимость. Необходимо растачивать все цилиндры на одинаковую величину, а точность должна быть в пределах 0,01 мм. Ремонтные поршни увеличенного диаметра стоят значительно дороже стандартных. Такую операцию можно выполнить только в автосервисе, а стоимость составит несколько десятков тысяч рублей.

Уменьшить вес маховика и поршней

Если у вас есть навыки, то отличным способом увеличить мощность автомобиля своими руками станет установка облегченного маховика. Деталь с меньшим весом раскручивается значительно быстрее, поэтому двигатель выходит на более экономичный режим работы за более короткий срок. Этим способом можно добиться прибавки 3-5% к штатному показателю.

Кованые поршни прочнее стандартных, поэтому изготавливаются с более тонкими стенками, что позволяет снизить их вес. Меньше масса – меньше инерция, поэтому мотору легче работать: мощность повышается. Установка подобных деталей дает небольшой эффект, поэтому применяется в комплексе с другими способами.

Ускорение выброса выхлопных газов

Если вы думаете, как увеличить мощность двигателя с 8 клапанами (как и большинства других типов), следует обратить внимание на выпускную систему. Чем быстрее отводятся выхлопные газы, тем лучше цилиндры наполняются топливовоздушной смесью. Это позволяет «добавить несколько лошадей под капот».

Замена коллектора

Наибольший эффект дает замена штатного коллектора «пауком». Чтобы увеличить мощность 8 клапанного двигателя с 4 цилиндрами, используют модернизированные коллекторы 4/2/1. Такой «паук» позволяет поднять величину крутящего момента на всех диапазонах оборотов.

Дополнительные средства

Некоторые мастера предлагают удалять каталитический нейтрализатор и устанавливать на его место прямоточный пламегаситель. Возможно, такой «апгрейд» добавит 2-3% бодрости вашему автомобилю, но токсичность выхлопа заметно вырастет. Такой тюнинг автомобиля гробит и без того нарушенную экологию. Часто токсичные газы попадают в салон автомобиля, пагубно влияя на здоровье водителя и пассажиров.

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:

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!

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.

Оцените статью
SR20DET
Добавить комментарий