Форсированный двигатель это – Что такое форсированный двигатель? Подробная информация и видео материалы

Что такое форсированный двигатель

Вряд ли можно найти автовладельца, который бы не мечтал в явной или скрытой форме о том, чтобы его четырёхколёсный друг был намного мощнее. Когда мы приобретаем автомобиль, нас в первую очередь интересуют его комплексные характеристики, начиная с цвета и экстерьера и заканчивая экономичностью, функциональностью и ремонтопригодностью. Мощность силового агрегата в этом списке редко стоит на первых позициях.

Форсированный двигатель УЗАМ 412

Но по истечении некоторого количества времени мы начинаем понимать, что было бы неплохо, если бы наша машинка была немного резвее, «лошадок» на 10-30-50-100, в зависимости от аппетитов и стиля вождения.

Если обратиться к статистическим данным, то средний автомобиль, являющийся собственностью такого же рядового россиянина, имеет мотор объёмом 1.6 л при мощности 120 лошадиных сил. А вот болид Формулы при таком же объёме двигателя может выдавать впятеро больше!

Неудивительно, что гонка за лошадиными силами выплеснулась из лабораторий автопроизводителей в многочисленные тюнинговые ателье, специализирующихся на доработке штатных силовых агрегатов с целью существенного улучшения их динамометрических характеристик.

Нужно сразу отметить, что для рядового СТО такая услуга в редких случаях оказывается посильной – в современном автомобиле огромное количество узлов и агрегатов, функционирование которых в той или иной мере связано друг с другом. Поэтому бездумное вмешательство в конструкцию ни к чему хорошему не приводит. Форсирование двигателей как способ изменения их рабочих характеристик как раз и предполагает проведение комплексных мероприятий с учётом взаимного влияния всех систем. И учёт этот основан на глубоком понимании физических процессов, происходящих как в самом моторе, так и узлах, его обслуживающих, от системы охлаждения до выхлопной трубы.

Если быть более конкретным, то существуют только два фактора, определяющие мощностные параметры автомобиля: мощность мотора и обеспечиваемый им крутящий момент. Поэтому львиная доля усилий при форсировании двигателей направлена на увеличение именно этих характеристик.

Какие моторы поддаются форсированию

Многие владельцы бюджетных авто пребывают в абсолютной уверенности, что их машину нельзя форсировать, называя при этом массу невнятных причин. Это полная ерунда – форсировать можно любой, за очень редким исключением, силовой агрегат, бензиновый или работающий на дизтопливе. Если не использовать установку турбины, то поднять планку мощности с использованием «железных» доработок можно, причём на величины порядка 10-20%. С одной стороны, такая прибавка кажется незначительной, но с другой – увеличить мощность со 100 до 120 л. с. вполне можно считать реальным успехом. С учётом того, что при желании этот показатель можно будет поднимать вверх ещё и ещё.

Установка турбонаддува – наиболее затратный, но кардинальный способ решения проблемы, позволяющий однократно увеличить мощностные показатели на 40 и более процентов.

Турбонаддув двигателя автомобиля

Но что значит форсированный двигатель с точки зрения его ресурса? Снизится он или увеличится? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Всё зависит от того, что именно подверглось доработке, а также от индивидуальных особенностей эксплуатации силовой установки конкретным автовладельцем.

Как известно, многие современные производители легковых машин конструируют их таким образом, чтобы иметь возможность в будущем выпускать тюнинговые модификации. Чем и пользуются специалисты многочисленных тюнинговых ателье, как известных, так и работающих в локальном масштабе. И если сравнивать заводское авто и тюнингованное, ресурс последнего может оказаться на 50-100% больше.

Как это можно объяснить? Да очень просто. Процесс массовой сборки, да ещё и на унифицированных шасси (а это тенденция последнего десятилетия) не предполагает индивидуальной настойки каждого автомобиля, весь технологический процесс происходит в строгих рамках существующих допусков и стандартов. Другими словами, возможности улучшения конструкции двигателя и его обслуживающих систем здесь если и присутствуют, то в очень долговременной форме. То есть как минимум при очередном рестайлинге.

Специалисты по тюнингу такими ограничениями не скованы, и если они находят какое-то решение, позволяющее повысить мощность силового агрегата, то без проблем его реализовывают. Разумеется, с учётом внесения сопутствующих изменений в другие узлы. При этом они имеют возможность учитывать балансировку, развесовку и другие переменные величины, характеризующие совокупный баланс машины, с точностью до миллиметров и граммов.

Разумеется, если всё было бы так просто, на наших дорогах просто не осталось бы тихоходов. Но большинство желающих форсировать мотор своего авто сталкиваются с тем, что такая доработка мотора стоит очень недёшево, поскольку приходится вносить изменения и в конструкцию других узлов: трансмиссии, подвески, тормозов и т. д.

Особенно это актуально в случае монтажа турбонагнетателя (как вариант – механического компрессора). Поэтому подавляющее большинство автолюбителей предпочитает улучшать двигатель без использования такого кардинального средства, как турбина.

Основные методы форсирования мотора

В переводе с английского одно из значений слова force – усиление (чего-либо). В нашем случае речь идёт об автомобильном двигателе. Как правило, его форсирование и понятие тюнинга (tune означает «настройка») – это понятия-синонимы. Таким образом, под форсированием силового агрегата следует понимать проведение целого комплекса мероприятий, направленных на доработку заводского ДВС. Такие работы как раз и есть сфера интересов тюнинговых компаний различного масштаба, узкоспециализированных и широкопрофильных.

И хотя конечная цель одна – увеличение мощности двигателя, способов, как форсировать двигатель, существует почти два десятка. И это количество только увеличивается. Разумеется, их вклад в общее дело неодинаков – некоторые методы предполагают рост мощностных характеристик на величины менее одного процента, которые вряд ли можно назвать ощутимыми. Да и в точности определения этих пресловутых процентов всегда можно засомневаться.

Электрический турбокомпрессор на двигателе авто

Мы постараемся рассмотреть только те из них, которые доказали свою эффективность сотнями и тысячами примеров реальной эксплуатации, а не только инструментально-лабораторными измерениями и исследованиями.

И ещё один момент: в наши задачи не входит рассмотрения с вариантом установки турбонагнетателя – эта тема, которая заслуживает отдельного рассмотрения. Хотя бы потому, что требует внесения более кардинальных изменений в конструкцию как самого силового агрегата, так и других систем автомобиля.

Механическое форсирование

Каждый автовладелец, задумывающийся о приемлемых способах увеличения мощности мотора, должен задаться вопросами, ответы на которые могут оказаться решающими при принятии окончательного решения.

Основной вопрос – для чего нужен такой тюнинг, насколько он необходим. Из него вытекают и другие, не менее важные – будет ли улучшены характеристики мотора в достаточной степени (чтобы через год не появились идеи о новом улучшении), и будут ли оправданы затраты на форсирование с финансовой точки зрения?

И только если все ответы на отчасти философские, отчасти – рациональные вопросы окажутся положительными, можно задумываться о конкретной реализации. Существует два основных направления форсирования: так называемый чип-тюнинг и механические способы.

Первый вариант предполагает изменения алгоритма работа святая святых современного автомобиля – бортового компьютера. Именно он сегодня отвечает за координацию работы всех систем, руководствуясь показаниями многочисленных датчиков и исполнительных устройств. В данном случае ни о каком самостоятельном изменении управляющей программы не идёт и речи – задача перепрограммирования ЭБУ требует досконального знания алгоритмов работы контроллера, а это закрытая информация, доступ к которой стоит больших денег. И, разумеется, наличия соответствующего багажа знаний. Основным достоинством чип-тюнинга можно назвать невмешательство в конструкцию силового агрегата – увеличение мощности происходит за счёт изменения настроек работы программы, изменения самого кода и/или добавления новых контроллеров.

Напротив, механическое форсирование предполагает внесение изменений в штатные узлы заводского мотора, а зачастую – установку новых, модифицированных, или же дополнительных, делающих работу двигателя более производительной.

Если вы хорошо владеете слесарным инструментом, техническая сторона задачи может оказаться вам вполне по силам. Но при форсировании обладания такими навыками явно недостаточно, ибо любое внесение изменений в конструкцию автомобиля, будь то мотор, подвеска или даже тюнинг салона, требует тщательного расчёта необходимости внесения изменений в другие узлы, влияющие на поведение транспортного средства на дороге при различных режимах и нагрузках.

Форсированный двигатель МЕМЗ 968

Тюнинговые ателье, специализирующиеся на форсировании моторов, имеют собственные апробированные наработки, направленные на увеличение оборотов силового агрегата, такая работа требует тщательного просчёта увеличенной нагрузки на поршневую группу. В частности, нужного эффекта достигают за счёт замены шатенов на детали, изготовленные из титановых сплавов – они намного прочней и легче, хотя сам по себе титан нельзя назвать идеальным материалом из-за его высокой пластичности – это важно там, где рабочие размеры измеряются с точностью до микронов. Увеличиваются требования по нагрузке к нижней головке шатуна, что в свою очередь, ставит задачи по усилению болтов и шпилек, и такие детали обычно стоят на порядок дороже оригинальных.

Усиление поршневой группе неизменно сказывается на работе других узлов двигателя. Например, на требованиях, предъявляемых к ГРМ. Если верхний предел оборотов вырос, необходимо позаботиться о соответствующем изменении упругости клапанных пружин – они должны успевать справляться с задачей закрытия тарелок при возросших скоростях, поскольку изначально они на это не рассчитаны. Достигается это за счёт уменьшения веса клапанов, и/или посредством снижения их теплоотдачи, что с точки зрения физических процессов – задача нетривиальная, решаемая посредством использования новых материалов и их комбинаций (металлокерамики, того же титана, высокопрочных марок стали).

Увеличение оборотов требует усилий по предотвращению резонансных явлений во впускном/выпускном трактах силового агрегата. Реализуется это внесением изменений в конструкцию распредвала, впускного коллектора и его выпускного аналога, использованием более точного многодроссельного впуска, когда каждый цилиндр комплектуется собственной заслонкой.

Скорее всего, потребуется оптимизировать и форму каналов, и не только в ГБЦ, но и в некоторых частях впускного тракта. Достигается это использованием весьма специфических алгоритмов – продувкой мотора с целью выявления точек, обладающих увеличенным сопротивлением потоку воздуха. Отметим, что тюнинговая доработка впускного тракта по сложности ничуть не уступает внесению изменений в поршневую группу. Более того, если выполняется лёгкое форсирование, впуск берёт на себя основную часть ресурсов, включая финансовых.

Увеличение рабочего объёма

Если рассуждать чисто теоретически, то самым удачным вариантом улучшения отдачи мотора следует признать увеличение его совокупного рабочего объёма. Технически это можно реализовать разными способами – ростом количества цилиндров, увеличением их диаметра, изменением хода поршня.

Конечно, добавление цилиндров – задача, решить которую может только автопроизводитель, так что его сразу можно отбросить. А значит, реальных изменений можно добиться, корректируя только два последних параметра.

Заслонки впускного коллектора автомобиля Mazda

Но и здесь не всё просто. Диаметр цилиндра изменить можно, причём именно в сторону увеличения, но при этом следует подвергнуть соответствующей обработке блок цилиндров (такая операция называется расточкой, она часто применяется при выполнении капремонта двигателей).

Остаётся только подобрать новые поршни с увеличенным диаметром, после чего нанести на их поверхность микронеровности для улучшения сцепных свойств с масляной плёнкой.

Проще всего вносить подобные изменения в силовые агрегаты, имеющие алюминиевые блоки и мокрые вставные гильзы. В этом случае подобрать новый комплект с увеличенным диаметром не составит труда – в розничной сети они представлены в обширном ассортименте. Более сложной задачей является увеличение хода поршней, поскольку для этого придётся вносить изменения в коленвал. Конкретнее – увеличивать радиус кривошипа. К счастью, автоиндустрия и здесь приходит на помощь: в продаже имеется огромное количество разновидностей коленчатых валов, предназначенных, в том числе, для применения на тюнингованных моторах.

Форсированный режим двигателя посредством увеличения его объёма требует использования так называемых длинноходных или, напротив, короткоходных вариантов, в зависимости от изменения диаметра цилиндра или хода поршня. В некоторых случаях корректировке подвергаются оба параметра, но тогда подбор требуемых компонентов усложняется ввиду уменьшения количества подходящих вариантов.

Не следует забывать о том, что изменение объёма мотора оказывает влияние как на параметр мощности, измеряемый в лошадиных силах, так и на величину оборотов, при которых достигается пик мощности, а также на величину крутящего момента – это взаимосвязанные характеристики. Причем эта зависимость носит вполне определённый характер: увеличение мощности и крутящего момента соответствует уменьшению оборотов вращения коленвала.

Увеличение степени сжатия

Мощность ДВС – это по существу, сила, с которой поршень давит на коленвал, заставляя его вращаться. Один из способов ей увеличения заключается в изменении степени сжатия в цилиндре. Увеличив этот показатель в камере сгорания, можно добиться от мотора и большей отдачи при неизменном объёме.

Теоретически это означает, что прирост мощности не повлияет на экономичность двигателя, в отличие от предыдущего способа.

Но если это так, почему автопроизводители сами не делают такого улучшения, ведь увеличения степени сжатия до максимального показателя можно добиться ещё на этапе проектирования?

Оказывается, имеются ограничения, связанные с необходимостью придерживаться определённых стандартов. В данном случае речь идёт о бензине. Увеличение степени сжатия связано с появлением вредных детонационных процессов, но здесь имеется прямая зависимость. Чтобы избежать негативных последствий, нужно просто использовать горючее с более высоким октановым числом. Автопроизводители на такой шаг пойти не могут, ибо это связано с высокой стоимостью премиальных марок бензина. Для среднестатистического автомобилиста такой вариант заведомо неприемлем.

Между тем для тех, кто хочет добиться увеличения мощности, невзирая на рост сопутствующих расходов, этот способ не выглядит таким уж плохим. Дело в том, что переход на более высокооктановое топливо даже без увеличения степени сжатия гарантирует рост эффективности, заключающийся в уменьшении расхода бензина, так что рост в цене будет в значительной степени нивелирован увеличением экономичности.

При этом востребованы два способа, как можно форсировать двигатель посредством увеличения степени сжатия в цилиндрах:

Первый предполагает установку между БЦ и ГБЦ более тонкой прокладки. Однако здесь существует вероятность, что из-за изменения расстояния хода поршня клапан может столкнуться с поршнем, что чревато большими неприятностями. Так что на практике тонкую прокладку используют крайне редко, и если применяют, то тщательно всё рассчитывают.

Ситуацию можно исправить, установив модернизированные поршни, у которых имеется более глубокая выемка. Такое усовершенствование обойдётся вам дороже, к тому же придётся заниматься настройками фаз газораспределения из-за изменения его параметров.

Второй способ требует расточки цилиндров и, соответственно, использования поршней с увеличенным диаметром. Хотя этот вариант и можно отнести к форсированию посредством увеличения объёма мотора, степень сжатия при этом тоже вырастет, поскольку объём самой камеры сгорания остаётся неизменным, а изменения затрагивают только объём цилиндра.

Если соотношение этих двух объёмов изменяется, то и уровень сжатия вырастет. Но здесь нужно учесть ещё один нюанс: при стандартных настройках силового агрегата чем ниже степень сжатия, тем большего прироста мощности можно добиться, увеличив сжатие данным способом.

Так происходит расточка блоков цилиндра

Уменьшение механических потерь

Идеальных, «вечных» двигателей не существует – эту истину мы усваиваем с молоком матери…пардон, со школьной скамьи. ДВС в этом плане – далеко не самый эффективный вид моторов: его средний КПД не превышает 30%, и вполне очевидно, что потолок здесь ненамного выше. Если оставить в стороне потери горючего из-за скоротечности циклов воспламенения и горения (по этой причине теряется порядка 30% горючего), остаётся уповать на уменьшение механических потерь. Их источники известны:

• насосные потери;
• трение в ЦПГ;
• потери при работе многочисленного вспомогательного оборудования.

Основной проблемой принято считать трение поршней о стенки цилиндров – здесь мы имеем и большую площадь соприкосновения, и высокую скорость поступательного движения. Каким же образом можно уменьшить потери? Здесь тоже имеется несколько вариантов:

• применение сборных маслосъёмных колец;
• конструктивное увеличение рабочего зазора между трущимися деталями;
• использование шатунов меньшего веса.

Все три способа реализуемы, но они требуют тщательного выполнения процедуры балансировки и развесовки, то есть подбора всех деталей КШМ по весовым показателям.

Если говорить о насосных потерях, то здесь основная доля снижения эффективности силового агрегата приходится на трение в шейках коленвала. Уменьшить потери удаётся за счёт установки распредвала, характеризующегося более широкими рабочими фазами. Если дополнить это применением системы под названием «сухой картер», можно добиться значительного уменьшения насосных потерь в районе коленвала (моторное масло, как ни странно, предотвращая перегрев, тормозит вращение коленвала).

Наконец, немалая доля потерь мощности приходится на работу дополнительного оборудования. В качестве примера можно привести кондиционер (один из самых затратных потребителей), помпу, генератор, а также рулевой гидроусилитель – все они приводятся в движение от приводного ремня коленвала. Но поскольку отказаться от их использования нельзя, решить проблему, хотя бы частично, можно за счёт увеличения придаточного отношения помпы и генератора, что, конечно же, скажется на их характеристиках, и не в лучшую сторону.

Оптимизация процесса сгорания ТВС

Как ни странно, но для использования этого метода можно обойтись без детального изучения теории, объясняющей особенности процесса горения смеси в камере сгорания. Достаточно понимать, что объём КС должен быть минимизирован, что позволит избежать возникновения излишних тепловых потерь и уменьшить вероятность возникновения детонационных процессов, оказывающих огромное влияние на процесс горения ТВС. Существенного улучшения можно добиться и за счёт более эффективного приготовления смеси.

Уменьшение камеры сгорания и более тщательная её очистка – мероприятия вполне осуществимые, направленные на оптимизацию процесса воспламенения и сгорания смеси. Увеличения наполняемости КС можно добиться, уменьшив показатель аэродинамического сопротивления потоку воздуха во впускном и отработанным газам в выпускном трактах двигателя. Ещё одно направление работ – уменьшение аэродинамического сопротивления в каналах ГБ. Оптимизации также подлежит конструкция выхлопной системы, особенно резонатора. Имеет значение и его форма, и местоположение, помогает добиться желаемого монтаж многодроссельной системы, предполагающей установку выпускной трубы с индивидуальным подключением к цилиндрам.

Ещё раз о ресурсе форсированных двигателей

Этот вопрос необходимо «разжевать», поскольку многие автовладельцы пребывают в уверенности, что форсирование – процедура исключительно односторонняя, приводящая к уменьшению ресурса мотора и его систем.

Здесь не всё так однозначно. Факторов, оказывающих влияние на моторесурс, предостаточно: это и уровень форсирования силового агрегата, и степень увеличения нагрузки, и условия эксплуатации, и такой субъективный фактор, как качество используемых технических жидкостей (горючего и масла).

Если говорить о режимах работы двигателя на максимальных нагрузках, то они непродолжительны, независимо от того, форсирован мотор или нет. Это позволяет утверждать, что тюнинг двигателя не оказывает заметного влияния на его совокупный ресурс. Более того, если форсирование производилось качественно, то мотор будет исправно работать даже больше, чем без тюнинга. Дело в том, что доводка силового агрегата – это всегда продуманная индивидуальная работа, выполняемая с применением максимально точных методов развесовки, подгонки деталей, балансировки двигателя. Чем опытнее команда специалистов, тем больше знаний таких тонкостей в работе ДВС, которые зачастую неизвестны даже автопроизводителям, и это не голословное утверждение. В любом случае качество работ при форсировании нельзя сравнивать с конвейерной сборкой – там стандарты совсем другие.

Понятно, что такой квалифицированный тюнинг мощности – удовольствие дорогостоящее, поскольку, кроме мероприятий, связанных с улучшением работы мотора, приходится колдовать над корректировкой конструкции подвески, КПП, тормозов.

Мы уже говорили, что форсированию подлежат практически любые моторы. Но методы, используемы для автомобилей разного класса, могут существенно отличаться.

Так, для увеличения мощности малолитражного ДВС объёмом менее 1500 «кубиков» потребуется раскручивать мотор до запредельных величин, порядка 6-9 тысяч оборотов. Впрочем, существует множество других способов решения проблемы. Например, на малолитражку можно установить 1.6-литровый мотор, но при этом использовать распредвал от более слабого двигателя, у которого подъём клапанов будет меньшим. Такая переделка потребует регулировки шестерни распредвала с опережением на 3-4 градуса. Такой силовой агрегат будет иметь хорошую динамику уже с низовых оборотов. Если взять ВАЗовский мотор объёмом 1.7 л. (у которого поршень имеет ход 82.40 мм., а коленвал — 78.00 мм.), то здесь можно попробовать установить распредвал с ходом клапанов от 10.92 мм. Такая форсировка считается очень перспективной, поскольку тюнингованный мотор обладает приличным крутящим моментом практически на всём диапазоне оборотов, при этом способен раскручиваться до 8 тысяч оборотов/минуту.

Другие подходы следует использовать для двигателей средней мощности. Так, 1.8-литровый мотор можно тоже форсировать настолько удачно, что водитель сможет переключаться на высокие передачи на относительно небольших оборотах двигателя.

Для этого достаточно установить на такой мотор распредвал, у которого подъём клапанов превышает 12 мм. Расплачиваться придётся холостыми оборотами, которые станут неустойчивыми, но не критически. А самым устойчивым будет режим на 1000-1100 оборотах. Но следует признать, что такой тюнинг приведёт к уменьшению моторесурса, причём особенно осторожным нужно быть на максимальных оборотах – нагрузка будет настолько высокая, что может треснуть коленвал – такие случаи известны.

Никелевые турбокомпрессоры для авто

Считается, что решающую роль в доработке мотора играют изменения, вносимые в конструкцию ГБЦ. Если всё сделать правильно и аккуратно, то можно рассчитывать на прибавку мощности в пределах 20%, а при сочетании с другими методами – то и на все 30%.

Это достигается благодаря целому рядку улучшений: более качественной подготовке ТВС, улучшению наполняемости камеры сгорания смесью, оптимизации самого процесса сгорания и снижению потерь в выпускном тракте.

Тем же целям служит установка «фильтра нулевого сопротивления» (и тоже за счёт снижения ресурса мотора), использование паука (выпускного коллектора с множественными отводами), прямоточного глушителя. Правда, эти усовершенствования обеспечивают незначительную прибавку мощности, но их аккумулирующий эффект тоже не стоит игнорировать. Отметим, что тюнинг выпускного/впускного тракта заметно удорожает процедуру форсирования двигателя, совершенно не соответствуя итоговому результату, но это уже дело вкуса, желания и возможностей.

Таким образом, форсирование двигателя представляет собой весьма ресурсоемкий и дорогостоящий процесс, но если этим занимаются профессионалы, полученный результат окажется вполне удовлетворительным. Но не следует забывать, что изменениям подвергаются и другие системы, что влечёт за собой соответствующие корректировки при их эксплуатации, техобслуживании и ремонте.

drivertip.ru

Как форсировать двигатель

Понятие форсирования и тюнинга двигателя (от англ. слов  force -усиление, стимуляция и tune — настройка) предполагает реализацию целого комплекса работ по доработке штатной заводской конструкции ДВС. Такие работы направлены на повышение величины крутящего момента форсированного двигателя и увеличение максимальных оборотов.  Другими словами, форсированный мотор имеет большую мощность сравнительно с базовым аналогом.

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.

Читайте в этой статье

Мощностной тюнинг: преимущества и недостатки

Стоит начать с того, что практически любой бензиновый или дизельный двигатель можно форсировать. Так называемый «железный» тюнинг без установки турбины обеспечивает прирост мощности около 10-20%. Доработка мотора посредством установки турбонаддува обеспечивает до 40% увеличения мощности.

Что касается моторесурса, форсирование может как значительно сократить, так и увеличить срок службы силового агрегата. Также ресурс будет напрямую зависеть от целевого назначения и индивидуальных условий, в которых эксплуатируется конкретный двигатель.

В качестве примера можно провести сравнение тюнингового агрегата и заводского. Если новый форсированный мотор собирается специалистами в техническом центре, то при одинаковых условиях эксплуатации именно тюнинговый ДВС прослужит в полтора или два раза дольше. Дело в том, что в процессе массового изготовления на заводе обычный двигатель не проходит индивидуальной настройки и подгонки во время сборки. Главной задачей сборки на конвейере выступает не максимальная точность и последующая надежность агрегата, а сборка в соответствии с рядом стандартов и допусков. Что касается индивидуально собранного двигателя, то в процессе его создания учитываются даже десятые доли граммов и миллиметров (развесовка, балансировка и т.п.) для достижения лучших показателей, а также устанавливаются усиленные детали и узлы, изначально рассчитанные на более серьезные нагрузки.

К минусам значительного поднятия мощности ДВС стоит отнести серьезные финансовые затраты, а также необходимость доработки других узлов автомобиля: подвески, КПП, тормозной системы и т.д.

Такой прирост мощности зачастую достигается в комплексе с установкой турбонагнетателя или механического компрессора. По этой причине многие автовладельцы останавливают свой выбор на доработке мотора без монтажа турбины.

Основные способы форсирования двигателя

В списке наиболее распространенных методов увеличения мощности двигателя отмечают:

Модернизация ГБЦ

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.

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.

Увеличенный объем

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

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.

В определенный момент происходит наполнение цилиндров воздухом, работа мотора в это время напоминает работу насоса. Часть мощности затрачивается на приведение в движение всего механизма. Снижение аэродинамического сопротивления на впуске позволит уменьшить потери.

Также в процессе активной езды, которая включает в себя линейное и боковое ускорение, моторное масло в картере двигателя оказывается на щеках и шейках коленчатого вала, частично препятствуя его вращению. Для снижения таких потерь на автомобили может быть установлена система сухого картера. Принцип работы данного решения состоит в том, что масло принудительно выкачивается из поддона в специальный резервуар и обеспечивается прирост мощности.

Потери на приведение в движение приводов дополнительных механизмов (ГРМ, генератор, помпа и т.п.) также отнимают часть энергии. Если мотор форсируют для езды на максимальных оборотах, тогда параллельно необходимо реализовать увеличение передаточного отношения приводов оборудования.

Читайте также

krutimotor.ru

Что значит форсированный двигатель и как это сделать

Как улучшают железо

Комплексное форсирование двигателя включает в себя доработку:

• деталей мотора;
• впускной системы;
• выпускной системы;
• системы приготовления топливно-воздушной смеси.

Остановимся на всех пунктах по порядку.

Доработка «сердца»

В кругу тюнеров до сих пор не угасают споры о правильной последовательности проведения работ. Поэтому мы просто дадим перечисление возможных методов форсирования мотора:

• доработка ГБЦ, которая может в себя включать увеличения сечения впускных и выпускных каналов, что позволит мотору лучше дышать, замена седл, установку больших клапанов, стачивание толщины ГБЦ, приводящее к увеличению степени сжатия;
• блок двигателя может быть расточен до желаемого ремонтного размера, что позволит увеличить объем двигателя. В случае с гильзованными блоками, возможна установка гильз с увеличенным внутренним диаметром. Это влечет за собой установку больших поршней, а также иных колец;
• установка распредвалов, изменяющих процесс газообразования в камере сгорания. Изменение происходит за счет подбора формы кулачков, что влияет на величину подъема клапанов и степень перекрытия. В зависимости от настройки, распределительные валы могут быть низовыми (машина хорошо разгоняется с низких оборотов), верховыми («в полную грудь» мотор дышит лишь на высоких оборотах), а также с усредненным значением. К примеру, мотор будет выдавать хороший момент на «низах», неплохой в среднем диапазоне оборотов, но затухать на «верхах»;
• замена коленчатого вала на изделие с большим радиусом кривошипа. Величину стоит подбирать с учетом длины шатуна. Зарубежная литература называет это отношение «R/S». Правильно подобранное соотношение может сделать мотор «верховым» либо низовым;
• установка облегченных компонентов ЦПГ, маховика. Такое решение позволяет мотору легче набирать обороты. Для облегчения используют кованные шатуны и поршни. Для особо «злых» моторов это жизненно необходимо еще и потому, что используемый материал позволяет переносить большие механические и термические нагрузки.

Впуск и выпуск

Для увеличения количества поступающего воздуха рекомендуют:

• установить фильтр нулевик, реализовав холодный забор воздуха;
• подобрать оптимальное сечение каналов впускной системы; возможна установка равнодлинного впускного коллектора.

Отдельным пунктом при форсировании стоит установка турбины либо турбкомрессора. Каждое из решений имеет свои преимущества и недостатки.
Доработка выпускной системы начинается с установки коллекторов, именуемых «пауками». Форма и длина выпуска должны подбираться индивидуально. Сечение трубы выхлопной системы должно быть увеличено. Обязательны к удалению катализаторы, сажевые фильтры.

https://youtube.com/watch?v=2pSTqdTTJ9M

Зажигание

Форсирование старых моторов, на которых применяется контактная система зажигания, обязательно требует доработки узлов искрообразования. Причина этого в том, что искра в таких системах слабая, а на высоких оборотах и вовсе не стабильная.

Решением этой проблемы – в переходе на бесконтактную систему зажигания. Еще лучших показателей можно добиться с микропроцессорной системой управления искрообразованием.

Подача топлива

Логично, что увеличение количества поступающего воздуха, приводит к возможности подачи большей порции топлива. Этого можно достичь, установив жиклеры с большей пропускной способностью, большие форсунки в случае с инжекторными ДВС, а также топливного насоса большей производительности.

Если вы улучшили «железо», это еще не значит, что вы провели грамотное форсирование двигателя. Каждое изменение в конфигурации требует настройки и соответствующей прошивки ЭБУ. Лучше всего, если настройка мотора будет осуществляться онлайн в процессе движения. Только в таком случае можно получить действительно хороший результат.

https://youtube.com/watch?v=QtkdNzvp5r0

Какие моторы поддаются форсированию

Многие владельцы бюджетных авто пребывают в абсолютной уверенности, что их машину нельзя форсировать, называя при этом массу невнятных причин. Это полная ерунда – форсировать можно любой, за очень редким исключением, силовой агрегат, бензиновый или работающий на дизтопливе. Если не использовать установку турбины, то поднять планку мощности с использованием «железных» доработок можно, причём на величины порядка 10-20%. С одной стороны, такая прибавка кажется незначительной, но с другой – увеличить мощность со 100 до 120 л. с. вполне можно считать реальным успехом. С учётом того, что при желании этот показатель можно будет поднимать вверх ещё и ещё.

Установка турбонаддува – наиболее затратный, но кардинальный способ решения проблемы, позволяющий однократно увеличить мощностные показатели на 40 и более процентов.

Турбонаддув двигателя автомобиля

Но что значит форсированный двигатель с точки зрения его ресурса? Снизится он или увеличится? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Всё зависит от того, что именно подверглось доработке, а также от индивидуальных особенностей эксплуатации силовой установки конкретным автовладельцем.

Как известно, многие современные производители легковых машин конструируют их таким образом, чтобы иметь возможность в будущем выпускать тюнинговые модификации. Чем и пользуются специалисты многочисленных тюнинговых ателье, как известных, так и работающих в локальном масштабе. И если сравнивать заводское авто и тюнингованное, ресурс последнего может оказаться на 50-100% больше.

Как это можно объяснить? Да очень просто. Процесс массовой сборки, да ещё и на унифицированных шасси (а это тенденция последнего десятилетия) не предполагает индивидуальной настойки каждого автомобиля, весь технологический процесс происходит в строгих рамках существующих допусков и стандартов. Другими словами, возможности улучшения конструкции двигателя и его обслуживающих систем здесь если и присутствуют, то в очень долговременной форме. То есть как минимум при очередном рестайлинге.

Специалисты по тюнингу такими ограничениями не скованы, и если они находят какое-то решение, позволяющее повысить мощность силового агрегата, то без проблем его реализовывают. Разумеется, с учётом внесения сопутствующих изменений в другие узлы. При этом они имеют возможность учитывать балансировку, развесовку и другие переменные величины, характеризующие совокупный баланс машины, с точностью до миллиметров и граммов.

Разумеется, если всё было бы так просто, на наших дорогах просто не осталось бы тихоходов. Но большинство желающих форсировать мотор своего авто сталкиваются с тем, что такая доработка мотора стоит очень недёшево, поскольку приходится вносить изменения и в конструкцию других узлов: трансмиссии, подвески, тормозов и т. д.

Особенно это актуально в случае монтажа турбонагнетателя (как вариант – механического компрессора). Поэтому подавляющее большинство автолюбителей предпочитает улучшать двигатель без использования такого кардинального средства, как турбина.

Форсирование двигателя автомобиля Москвич 412

Также, как и на «шестёрке», основным направлением модернизации мотора с целью форсирования на 412 модели Москвича принято считать увеличение объёма цилиндра с переходом на 92мм поршни. Это даёт увеличение объёма и мощности двигателя на 26%. Кроме того, уменьшается относительная длина хода поршня, что уменьшает тепловые потери, увеличивает срок службы КШМ, коэффициент наполнения камеры сгорания, имеется возможность использовать «волговские» поршневые кольца.

После доработки степень сжатия не должна превышать 9,8-10. Блок цилиндров лучше использовать производства Уфимского завода, который легче и прочнее

При этом важно выдержать точное совпадение отверстий для вкладышей скольжения. Соосность отверстий проверяется калиброванным валом

Расточка блока цилиндров производится под гильзу 100+0,035мм и водяную рубашку 115+0,4мм с межцентровым расстоянием 104мм.

Форсирование двигателя на 412 модели Москвича сводится к увеличению объёма цилиндра с переходом на 92мм поршни

Имеет смысл проточка днища поршня с целью его облегчения и придания ему плоской формы, что уменьшает нагрев в процессе работы. Увеличение объёма камеры сгорания уменьшает компрессию, поэтому для обеспечения нужной степени сжатия следует сделать фрезеровку блока на 1мм в вверху, укоротить настолько же гильзы, отфрезеровать головку блока на 1,8-2мм. Между поршнем в верхней точке и всасывающим клапаном должен оставаться зазор 0,8-1мм.

Форсировка — напряжение

Форсировка напряжения применима и на трансформаторах с РПН путем максимально возможного снижения коэффициента трансформации, и на конденсаторных батареях. На конденсаторных батареях форсировка напряжения осуществляется путем переключения схемы батареи из звезды в треугольник, а схемы треугольника — в два параллельных треугольника. При этом напряжение на каждом конденсаторе повышается соответственно в 3 раз и в 2 раза, а мощность — в 3 и 4 раза. Но такое резкое повышение номинального напряжения снижает надежность работы конденсаторов.
 

Характеристики магнитного усилителя.| К графическому расчету переходного процесса с учетом внутренней обратной связи.

Явление форсировки напряжения на зажимах нагрузки обусловливается запаздыванием действия внутренней обратной связи по току нагрузки вследствие индуктивного характера последней.
 

Схема обеспечивает форсировку напряжения генератора при пуске, ручное регулирование тока возбуждения двигателя, ползучую заправочную скорость и электрическое рекуперативное торможение в две ступени с механическим торможением в конце процесса торможения. Аппаратом управления машиниста является командокон-троллер.
 

Векторная диаграмма фазных токов при параллельном включении двигателя и компенсирующей емкости.

А — автомат форсировки напряжения с помощью дополнительной батареи конденсаторов; РН — реле напряжения автомата А; С — конденсаторы; ПР — пускатели реверсивные; а, в, с — выходные зажимы утроителя частоты.
 

Характеристика насыщенного усилителя.

Применение насыщенного усилителя с самовозбуждением обеспечивает получение большой начальной форсировки напряжения и повышенную точность регулирования при медленных изменениях за счет повышенного коэффициента усиления при самовозбуждении.
 

На некоторых ЭКС для обеспечения четкой работы реле частоты при снижении напряжения применена форсировка напряжения, состоящая из автотрансформатора, сопротивления и пускового реле. Напряжение срабатывания пускового реле принимается 50 В, что эффективно при близких коротких замыканиях на питающих линиях электропередач.
 

Магнитный усилитель должен выбираться с запасом по выходному напряжению, чтобы могла быть обеспечена достаточная форсировка напряжения на обмотке возбуждения генератора в переходных режимах.
 

В бесконтактном генераторе с системой гармонического компаундирования скорость нарастания напряжения генератора определяется постоянными времени форсировки напряжения в системе гармонического компаундирования, цепей возбуждения возбудителя и генератора. Значение напряжения генератора с системой гармонического компаундирования определяется приращением напряжения в системе гармонического компаундирования.
 

Следует, однако, иметь в виду, что в схеме рис. 5 — 21 форсировка напряжения магнитного усилителя ускоряет переходный процесс только при увеличении нагрузки на валу двигателя, когда усилитель открывается для уменьшения тока возбуждения. При сбросе нагрузки ускорения переходного процесса не получается, поскольку запасенная в обмотке возбуждения двигателя электромагнитная энергия рекуперироваться в сеть через магнитный усилитель не может.
 

Для ряда приводов ( прокатные станы с ударной нагрузкой) для уменьшения динамического падения скорости применяется форсировка напряжения МУ. При этом номинальное напряжение его устанавливается обычно в 1 5 — 2 раза выше напряжения, которое требуется для восстановления наибольшего падения скорости.
 

При низких частотах fi, когда потери ( ДРм ДА ех) сравнительно малы, можно допускать более значительную форсировку напряжения, чем при номинальной частоте.
 

На зарубежных металлургических заводах для снижения влияния на питающую сеть резкопеременных нагрузок применяются синхронные компенсаторы с высокой кратностью форсировки напряжения возбуждения и быстродействующей системой регулирования. Зарубежные фирмы в настоящее время выпускают компенсаторы со значительными пиковыми мощностями.
 

Современный форсированный двигатель

На самом деле то или иное количество отложений в камере сгорания не может служить в современных форсированных двигателях критерием качества масла вообще и эффективности добавляемых к маслу присадок, в частности.
 

До последного времени наиболее широко для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей использовалось масло АС-8, содержащее 3 5 % присадки ВНИИ НП-360. Однако это масло не соответствовало требованиям современных форсированных двигателей, поэтому в 1974 г. было начато производство автомобильного масла M-SBiY более высокого качества. В состав композиции присадок этого масла кроме присадки ВНИИ НП-360 входит сульфонат кальция ( ПМС А), диалкилдитиофосфат цинка ( ДФ-11) и аитипен-ная присадка ПМС-200А. Это масло по своим эксплуатационным свойствам превосходит масло АС-8 ( табл. 63) и имеет более длительный срок службы до замены. Выпускаемое с 1976 г. масло M — 8Bi имеет еще более высокие показатели и по своим эксплуатационным свойствам в основном удовлетворяет требованиям современных среднефорсированных двигателей.
 

Более сложен процесс регенерации отработанных моторных масел. Здесь дополнительно необходим отгон горючего, кроме того, после обработки на фильтропрессах в масла вводят необходимые композиции присадок. Как правило, после регенерации не удается получить моторные масла, отвечающие требованиям эксплуатации современных форсированных двигателей. Использовать их можно в карбюраторных двигателях автомобилей старых марок и как трансмиссионные.
 

Более сложен процесс регенерации отработанных моторных масел. Здесь дополнительно необходим отгон горючего, кроме того, после обработки на фильтр-прессах в масла вводят необходимые композиции присадок. Как правило, после регенерации не удается получить моторные масла, отвечающие требованиям эксплуатации современных форсированных двигателей. Использовать их можно в карбюраторных двигателях старых автомобилей и как трансмиссионные.
 

В результате проведенных испытаний было установлено, что угар масла в этих двигателях должен быть не ниже 0 4 % к расходу топлива. Оптимальный угар масла достигается в этом двигателе путем профилирования маслосъемных колец, обеспечивающего повышение давления на стенки цилиндров с 0 35 до 0 7 МПа. Благодаря такому мероприятию угар моторного масла на всех режимах работы двигателя снижается в два раза. Свойства масла непосредственно влияют на его расход. При повышении вязкости проникновение масла в камеры сгорания затрудняется. Высоковязкие масла характеризуются относительно низкой испаряемостью, что также способствует снижению расхода масла. Разделить эти влияния по их значимости трудно. Показано , что в пределах 85 — 110 С расход масла на испарение не более 20 % от общего расхода. С повышением температуры масла, что типично для современных форсированных двигателей, влияние испаряемости масла возрастает. Как правило, указанными обстоятельствами выбор типа масла для двигателя не определяется. Оптимизация расхода масла на угар должна быть обеспечена конструктивными путями. Тип масла, его состав, композицию присадок выбирают в соответствии с требованиями, сформулированными в гл. Выполнение этих требований обеспечивает высокую эффективность системы смазки.
 

Присутствие жидкой пленки во впускном трубопроводе препятствует распределению топлива по цилиндрам двигателя. В одни цилиндры жидкая пленка поступает в большом количестве, и тогда рабочая смесь в них оказывается переобогащенной, в другие — в меньшем, и рабочая смесь в них оказывается обедненной. То и другое приводит к плохому сгоранию смеси, уменьшению мощности и экономичности двигателя. Температура рабочей смеси в конце такта сжатия в двигателях без наддува составляет 670 — 770 К, а давление — 1 — 1 6 МПа. За 15 — 20 до верхней мертвой точки смесь поджигается от искры. В этом месте начинается первая фаза — период задержки воспламенения. Фаза завершается образованием крупного очага горения. Давление в цилиндре двигателя в первой фазе повышается практически так же, как и при сжатии без горения. После первой фазы в точке 2 ( см. рис. 5.8) начинается процесс горения, сопровождающийся плавным повышением давления. Скорость распространения фронта пламени составляет 20 — 30 м / с, а температура газов в цилиндре двигателя — 2770 — 3100 К. Давление достигает максимума 4 — 5 МПа для автомобильных и 8 — 9 МПа для авиационных двигателей. Время сгорания ( II фаза) составляет 0 002 — 0 01 с. При средней скорости сгорания 15 — 40 м / с скорость нарастания давления в современных форсированных двигателях составляет 0 2 — 0 3 МПа на градус поворота коленчатого вала.
 

Мощностной тюнинг преимущества и недостатки

Стоит начать с того, что практически любой бензиновый или дизельный двигатель можно форсировать. Так называемый «железный» тюнинг без установки турбины обеспечивает прирост мощности около 10-20%. Доработка мотора посредством установки турбонаддува обеспечивает до 40% увеличения мощности.

Что касается моторесурса, форсирование может как значительно сократить, так и увеличить срок службы силового агрегата. Также ресурс будет напрямую зависеть от целевого назначения и индивидуальных условий, в которых эксплуатируется конкретный двигатель.

В качестве примера можно провести сравнение тюнингового агрегата и заводского. Если новый форсированный мотор собирается специалистами в техническом центре, то при одинаковых условиях эксплуатации именно тюнинговый ДВС прослужит в полтора или два раза дольше. Дело в том, что в процессе массового изготовления на заводе обычный двигатель не проходит индивидуальной настройки и подгонки во время сборки. Главной задачей сборки на конвейере выступает не максимальная точность и последующая надежность агрегата, а сборка в соответствии с рядом стандартов и допусков. Что касается индивидуально собранного двигателя, то в процессе его создания учитываются даже десятые доли граммов и миллиметров (развесовка, балансировка и т.п.) для достижения лучших показателей, а также устанавливаются усиленные детали и узлы, изначально рассчитанные на более серьезные нагрузки.

К минусам значительного поднятия мощности ДВС стоит отнести серьезные финансовые затраты, а также необходимость доработки других узлов автомобиля: подвески, КПП, тормозной системы и т.д.

Такой прирост мощности зачастую достигается в комплексе с установкой турбонагнетателя или механического компрессора. По этой причине многие автовладельцы останавливают свой выбор на доработке мотора без монтажа турбины.

Форсирование двигателя

Форсирование двигателя (от франц. forcer — усиливать) — вывод двигателя на такой режим, при котором его тяга превышает максимальную тягу, установленную для двигателя данного образца. Наибольшее распространение получили следующие 3 способа форсирования авиационных ГТД.

1. Ф. д. путём подачи дополнительного количества топлива в камеру сгорания, в результате чего увеличиваются частота вращения роторов, температура газа перед турбиной, степень повышения давления и расход воздуха с соответствующим возрастанием тяги. Поскольку на таком режиме механические и тепловые нагрузки на некоторые узлы и детали двигателя превышают их максимальные нормированные значения, режим получил название чрезвычайного. Двигатели старой конструкции, не имевшие запаса по температуре и частоте вращения, после работы на чрезвычайном режиме, как правило, подлежали капитальному ремонту (с заменой ряда деталей новыми). Современные двигатели рассчитаны на режимы работы, превышающие максимальные эксплуатационные, и для них, если это не оговаривается специально, ремонт после работы на чрезвычайном режиме не обязателен.

2. Ф. д. впрыском жидкости (как правило, воды) на входе в компрессор или в камеру сгорания. В данном случае рост тяги двигателя обеспечивается увеличением массы рабочего тела, а при впрыске на входе в компрессор — и снижением потребной мощности компрессора из-за уменьшения температуры воздуха на его входе. Этот способ Ф. д. существенно уступает предыдущему по экономичности, его применение ограничивается некоторыми ТРД и ТРДД ранних поколений.

3. Ф. д. подачей топлива в специальную форсажную камеру сгорания, расположенную перед реактивным соплом. Такое Ф. д. применяется практически на всех самолётах, имеющих сверхзвуковую скорость полёта. Форсажная камера сгорания несколько утяжеляет и заметно удлиняет двигатель. В некоторых случаях она определяет миделевое сечение. В то же время на старте этот способ позволяет увеличивать тягу двигателя на 40—60%, чего нельзя достигнуть другими способами. С увеличением скорости полёта относительное приращение тяги возрастает. Экономичность при максимальном Ф. д. таким способом ухудшается в 2 раза и более, но с ростом скорости полёта это ухудшение становится меньше, и на скоростях, соответствующих 2,5—3 скоростям звука, форсажный двигатель становится даже более экономичным, чем бесфорсажный. Первые два способа Ф. д. применяются кратковременно, а на самолётах пассажирской и транспортной авиации — в экстремальных случаях (например, взлёт с короткой ВПП, отказ одного из двигателей, неблагоприятное сочетание атмосферных условий — высокая температура и понижение атмосферного давление).

• « Назад
• Вперёд »

Основные методы форсирования силовой установки

Улучшение показателей мотора за счёт форсирования набирает все большую популярность. Существует целый ряд фирм, проводящих доводку и модернизацию агрегатов сразу, после их выхода с конвейера завода. Форсирование ДВС, как правило, происходит за счёт каких-то изменений в его конструкции, к ним можно отнести:

Изменения в головке блока цилиндров

Доработка головки блока цилиндров играет одну из важнейших ролей в модернизации. Правильно проведённая работа способна добавить 20% мощности установке. Форсированный двигатель не только демонстрирует улучшенные характеристики, а так же имеет повышенный ресурс за счёт большего наполнения цилиндров смесью, правильного и полноценного сгорания топлива, и отвода продуктов сгорания.

Поскольку камера сгорания является местом, в котором протекают основные рабочие процессы силовой установки, именно на её улучшение направлена основная работа. От камеры сгорания напрямую зависят такие процессы, как смесеобразование, продувка, воспламенение, горение. Что бы улучшить их, камеру полируют, увеличивают впускные и выпускные каналы, проходные сечения головки блока цилиндров, улучшают клапана, коллекторы и др.

Замена распределительного вала

Положительным моментом в применении такой модернизации является отсутствие необходимости изменять рабочий объём установки. Такое конструктивное решение позволяет сдвинуть диапазон мощности относительно условий эксплуатации агрегата. Таким образом, на определённых режимах работы мотора, будут изменены фазы газораспределения, и двигатель получит прирост мощности.

Увеличение объёма силовой установки

Данный метод форсирования является самым простым и популярным. Для его осуществления можно прибегнуть к нескольким действиям: увеличить диаметр цилиндров, или установить коленчатый вал, имеющий больший ход.

Увеличение степени сжатия

Метод позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия силовой установки. Степень сжатия напрямую зависит от задержки закрытия впускного клапана, а так же от угла открытия дроссельной заслонки. Процесс достигается при помощи установки специального распределительного вала, который позволяет повлиять на фазы газораспределения, расширив их.

Способ обеспечивает прирост мощности агрегата во всем диапазоне оборотов. Кроме того, требует применения другого сорта топлива, с увеличенным показателем октанового числа.

Увеличение наполнения цилиндров

Принцип метода: снизить аэродинамическое сопротивление во впускной и выпускной системе, в каналах головки блока цилиндров. Для увеличения коэффициента наполнения цилиндров выполняются работы по полной замене впуска и выпуска или их модификации.

Кроме того, параллельно устанавливается раздельный выпускной коллектор, прямоточная выхлопная система и воздушный фильтр нулевого сопротивления. Как пример, ВАЗ 2108 с коэффициентом 0,75 после доработки имеет коэффициент 1,0 и выше.

Недостатком метода является его значительная стоимость по отношению к прибавке мощности, полученной на выходе.

Уменьшение механических потерь

К механическим потерям при работе силовой установки можно отнести: потери на трение, насосные потери, потери на привод механизмов мотора.

Самое сильное трение происходит в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Для уменьшения силы одними из способов является установка поршней с меньшей площадью юбки. Кроме того, уменьшают ход поршня, подгоняют поршни и детали кривошипно-шатунного механизма по весу, производят балансировку. К насосным потерям относят потери мощности на всасывание двигателем воздуха.

Приводы газораспределительного механизма, генератора, помпы и др. так же требуют энергии. В идеале при форсировании силовой установки все их необходимо уравновесить, с целью уменьшения и равномерного распределения мощности. Иногда для этого достаточно воспользоваться изменением передаточного отношения.

Установка сухого картера так же положительно сказывается на экономии мощности. При движении транспортного средства, в обычном картере происходит колебание излишков масла, которые, попадая на коленчатый вал и другие механизмы, вызывают их дисбаланс. Как следствие, потери мощности на противостояние ему. Сухой картер минимизирует эти потери.

https://youtube.com/watch?v=K_lDfewbfjs

Силовые трансформаторы. Назначение и классификация трансформаторов.

Силовой трансформатор — это статическое
устройство для преобразования одного
напряжения в другое. По числу преобразуемых
фаз трансформаторы делятся: трехфазные
и однофазные. Трехфазные применяются
повсеместно, однофазные в тех случаях,
когда ограничена мощность трехфазных
и вместо одного трехфазного устанавливаются
три однофазных по одному на фазу.

По числу обмоток трансформаторы делятся:
двухобмоточные, двухобмоточные с
расщеплением обмоток низкого напряжения,
трехобмоточные, автотрансформаторы.

По материалу диэлектрика трансформаторы
бывают масляные, сухие, заполненные
негорючим диэлектриком, а также
трансформаторы с литой изоляцией.

Двухобмоточные трансформаторы имеют
два номинальных напряжения высшееU_ВН
инизшее U_НН.
Они применяются как повышающие, так
и как понижающие. Соответственно
подстанции, на которых они устанавливаются,
называют понизительные (понижающие)
или повысительные (повышающие).

В двухобмоточных трансформаторах с
расщеплением обмоток низкого напряжения,
обмотка низкого напряжения разделена
на две параллельные изолированные от
земли. Применяются такие трансформаторы
на станциях для подключения двух
генераторов к одному трансформатору,
на подстанциях собственных нужд, на
подстанциях предприятий. На станциях
их применение дает возможность создания
крупных энергоблоков 200-1200 МВт, и упростить
схему распределительных устройств на
напряжениях 330-500 кВ.

На подстанциях предприятий их применяют
для ограничения токов короткого
замыкания, для раздельного питания
резко переменной и спокойной нагрузки.

Трехобмоточные трансформаторы имеют
три номинальных напряжения высшее U_ВН,
среднее U_СН
инизшее U_НН.
Обмотки могут быть выполнены как на
одну мощность, так и на разные мощности.

Автотрансформаторы также имеют три
номинальных напряжения, но отличаются
от трансформаторов наличием электрической
и электромагнитной связей между
обмотками, в отличие от трансформаторов,
в которых присутствует только
электромагнитная связь.

Силовые трансформаторы больших мощностей
устанавливают на открытом воздухе и
вместе с основным электрооборудованием
образуют открытое распределительное
устройство (ОРУ). При таком способе
установке применяется принудительное
охлаждение трансформаторов и высокий
класс изоляции. Трансформаторы меньших
мощностей применяются на предприятиях,
устанавливают в помещениях, что позволяет
значительно повысить их загрузку,
использовать естественную вентиляцию,
но условия охлаждения хуже, чем при
установке на открытом воздухе.

Маркировка силовых трансформаторов
буквенно-цифровая:

— вид электротехнического устройства
А — автотрансформатор, без обозначения
— трансформатор;

— число фаз, О — однофазный, Т — трехфазный;

— расщепленная обмотка низкого напряжения,
Р;

— основные системы охлаждения описаны
в п. 2.2.3;

— число обмоток, без обозначения — означает
двухобмоточный, Т — трехобмоточный;

— наличие устройства регулирования
напряжения — Н;

— исполнение бывает З. — защищенное, Г —
грозоупорное, У — усовершенствованное,
Л — с литой изоляцией;

— специфическая область применения, С
— для систем собственных нужд электростанций,
Ж — для электрификации железных дорог;

— цифрами после буквенной маркировки
обозначается номинальная мощность в
кВА;

— класс напряжения обмотки высокого
напряжения, кВ;

— климатическое исполнение;

— категория размещения.

Например, двухобмоточный трансформатор
с маркировкой ТМН-4000/35-расшифровывается:

Т — трансформатор трехфазный,

М — с естественной циркуляций воздуха
и масла;

Н — с устройством регулирования напряжения
(РПН)

7gear.ru

Тюнинг двигателя — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Тюнинг.

Тюнинг двигателя (англ. tune — настраивать) или форсирование двигателя (фр. forcer или англ. force — стимулировать) — проведение комплекса технических мероприятий по доводке и модернизации двигателя, с целью повышения величины его крутящего момента и максимальных оборотов, т.е. повышения эффективной мощности двигателя.

В широком просторечном понимании Тюнинг двигателя — это доработка двигателя или его замена более мощным (свап, своп, от англ. swap — менять), как правило, с целью увеличения его мощности и эффективности. Для тюнинга двигателя меняют детали заводского производства на улучшенные (поршни, шатуны, клапаны), дорабатывают и облегчают заводские детали двигателя для уменьшения потерь, устанавливают на двигатель систему турбонаддува или механический нагнетатель (компрессор), улучшают выхлопную систему, устанавливают воздушные фильтры пониженного сопротивления («нулевик»), применяют иные доработки с одной целью — получить максимальную мощность двигателя. Также есть другой способ — чип-тюнинг. В этом случае корректируется программа блока управления двигателем. Мощность двигателя без наддува увеличивается примерно на 10 %. При этом у двигателя с турбонаддувом мощность увеличивается на 30—40 %.

Для повышения эффективности и экономичности двигателя, как правило, позиционируют различные «экономайзеры». Такие устройства (озонаторы воздуха для ДВС, плазменно-форкамерные свечи зажигания, вихревые устройства приготовления топливно-воздушной смеси, устройства подачи воды в мотор) катализируют процесс воспламенения, увеличивают полноту сгорания топливной смеси. В качестве подобных устройств могут продвигаться бесполезные конструкции, например «активаторы топлива», в лучшем случае лишь безвредные^[1]. Благодаря этому якобы должен сокращаться расход топлива и увеличивается мощность двигателя.

«Наиболее радикальным способом форсирования или тюнинга двигателя считается замена штатного (установленного производителем для такого автомобиля или иного транспортного средства) мотора на иной более мощный двигатель. Естественной и трудно разрешимой проблемой такого подхода является то условие, что более мощные моторы занимают значительно большее место в моторном отсеке, чем менее мощные штатные двигатели. Возможным выходом из такой ситуации оказывается замена штатного поршневого двигателя на двигатель иных типов, которые имеют лучшие показатели по удельной мощности, поэтому при повышенной мощности оказываются меньших габаритов. Пример — замена поршневого двигателя на газовую турбину, роторный двигатель Ванкеля или роторные двигатели иных типов.»

ru.wikipedia.org

Что такое форсирование двигателя и для чего его делают

Что такое форсирование двигателя и для чего его делают

У этого поста — 3 комментария.

Форсирование двигателя – это его тюнинг, который является одной из важных составляющих в общем тюнинге автомобиля. Ведь именно форсировка двигателя дает возможность определить максимальную мощность двигателя, а значит улучшить его основные динамические характеристики. Чем больше у мотора мощность, тем меньше тратится времени на разгон автомобиля, а значит, увеличивается его максимальная скорость.

Автолюбителей можно разделить на два своеобразных лагеря. Одним требуется только на немного увеличить мощность своего двигателя, так как в большинстве их не устраивает то, как автомобиль набирает скорость и другие динамические характеристики. Данная категория автолюбителей предпочитает делать тюнинг двигателя своими силами. Этот выбор основан на том, что перечень работ, которые будет необходимо осуществить для форсирования двигателя, минимален.

Из чего состоит форсировка двигателя.

Она состоит из нескольких элементов:

• • Осуществляется перепрошивка основного блока управления двигателем;
• • Происходит замена отдельных деталей двигателя на более мощные, а вернее будет сказать, на спортивные.

Как итог: мощность двигателя увеличивается в среднем не более чем на 10 — 15 процентов.

Другая категория автолюбителей подходит к процессу форсирования двигателя более основательно и методично. Они не просто производят на своем автомобиле замену всех основных деталей двигателя на спортивный вариант. Кроме этого, на автомобиль устанавливается турбина и происходит расточка самого двигателя. И вот здесь будущая мощность автомобиля будет зависеть не только от имеющегося потенциала двигателя, но и от такой прозаической вещи, как платежеспособность автовладельца. Может получиться так, что мощность двигателя после его форсирования увеличится как на 100 «лошадей», так и до 1000 «лошадок». Тут все будет зависеть от тех конкретных задач, для которых и будет производиться форсирование двигателя.

Одним из вариантов форсирования двигателя является установка спортивного распределительного вала. Во первых, стоит сказать, что распределительный вал является механическим «мозгом» мотора. Он определяет скорость подъема и общую продолжительность по времени для открытия клапанов, что сильно влияет или только формирует будущий характер мотора. Причина, по которой происходит подобная замена, такая же, как и для других элементов двигателя. Штатная модель уж слишком средняя, так как разрабатывалась в соответствии с основными запросами большего числа владельцев автомобилей.

Основная характеристика автомобильного двигателя – это мощность, хотя основное влияние оказывает не только его максимальная мощность, но и так называемый крутящий момент. Стоит отметить, что самая максимальная мощность, а автомобиле со стандартной комплектацией возможна лишь на определенных оборотах, которые становятся близки к максимальным. «Горячий» водитель выберет приемистый двигатель, который стоит только тронуть педаль газа, с места идет в разгон, как будто на поводке следуя за нажатием педали.

Вот поэтому замена распределительно вала на спортивный и является первым этапом в форсировании двигателя. Только он способен обеспечить путем увеличения основной высоты подъема клапанов подачу полноценной смеси в цилиндр.
А что именно делать и каким образом, решает каждый для себя. Ведь для большинства из нас автомобиль не только средство передвижения, но и эталон благостостояния и престижа.

Другие похожие статьи:

autonovice.ru

Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор

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.

На фото: двигатель M274, мощность: 245 л.с., крутящий момент: 370 Н*м при 1 300-4 000 об/мин

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.

Опрос

Вы когда-нибудь пробовали форсировать атмосферный мотор?

Всего голосов:

www.kolesa.ru

в каких случаях применяются и как

04.11.2019

(Голосов: 1, Рейтинг: 5)

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Что дают различные методы форсирования двигателя
• Какими методами можно выполнить форсирование двигателя
• Что о различных методах форсирования двигателя думают пользователи Интернета

 

На многих автомобилях стоят усовершенствованные моторы с увеличенной мощностью. В переводе с английского, force означает «усилить», «стимулировать», а tune — «настраивать». Это значит, что двигатель внутреннего сгорания, установленный на заводе, был доработан. Например, увеличен крутящий момент, а также максимальные обороты. Читайте далее нашу статью, чтобы узнать, какие методы форсирования двигателя являются наиболее эффективными.

Когда актуально применять различные методы форсирования двигателя

Методы форсирования двигателя позволяют доработать заводскую конфигурацию мотора. Обычно увеличиваются такие показатели, как крутящий момент, а также максимальные обороты. В результате ДВС становится мощнее, если сравнить его с таким же штатным мотором.

С помощью каких методов форсирования двигателя можно достичь увеличения мощности? Прежде всего, устанавливаются прошедшие тюнинг элементы двигателя вместо стандартных. Также производится перепрошивка электронного блока управления. Эта процедура носит название chip-tuning. Также усовершенствуется и другое штатное навесное оборудование. Кроме того, для форсирования двигателя используют такой метод, как установка турбины, компрессора. Система подачи топлива, впуска и выпуска также дорабатывается.

Необходимо отметить, что с помощью правильно подобранного метода форсирования двигателя можно усовершенствовать каждый мотор, работающий на бензине либо дизельном топливе. Если тюнинг не включает в себя установку турбины, мощность силового агрегата увеличивается на 10–20 %. Если же используется система турбонаддува, мотор будет мощнее на 40 %.

Рекомендуем

«Почему пенится масло в двигателе и что с этим делать» Подробнее

Как влияет форсирование двигателя на срок его службы? Период службы мотора может как сократиться, так и увеличиться. Это зависит от того, в каких условиях используется ДВС, и с какой целью увеличивается его мощность.

Для наглядности сравним форсированный двигатель со штатным. Когда сборка нового усиленного силового агрегата происходит в техническом центре, где эту процедуру выполняют профессионалы, то срок службы такого мотора будет больше в 1,5–2 раза, чем у стандартного. Объясняется это тем, что, когда собираются штатные ДВС на заводе, не производится индивидуальная настройка и точная подгонка элементов двигателя.

При конвейерной сборке моторы собирают так, чтобы они соответствовали всем требованиям. При этом не делается акцент на точности и надежности работы силовой установки.

Напротив, когда мотор собирается индивидуально, специалисты производят развесовку, балансировку и другие настройки с максимальной точностью. Такой подход в тюнинге позволяет достигнуть наилучших показателей. Кроме того, на силовой агрегат монтируются усиленные детали и узлы, которые могут выдержать повышенные нагрузки.

У любого метода форсирования двигателя есть недостатки. Например, на эту процедуру придется потратить крупную сумму, а также усовершенствовать множество узлов авто, например подвеску, коробку передач и тормоза.

Нередко автотюнинг с максимальным увеличением мощности включает в себя установку турбины либо компрессора. Однако большинство автовладельцев предпочитает прибегать к методам форсирования двигателя, не требующим установки турбонаддува.

Какие основные методы форсирования двигателя применяются на практике

Наиболее популярными среди автолюбителей являются следующие методы форсирования двигателя:

• установка усовершенствованной ГБЦ;
• тюнинг распределительного вала;
• растачивание блока цилиндров, чтобы увеличить объем мотора;
• увеличение степени сжатия;
• повышение наполняемости цилиндров;
• минимизация потерь из-за трения.

Будет ли метод форсирования двигателя эффективным, зависит прежде всего от того, правильно ли подготовлена ГБЦ. Если автотюнинг будет выполнен правильно, то мотор станет мощнее на 20 %. Наполнение цилиндров топливной смесью станет лучше, она будет полностью сгорать, а выхлопная система будет работать более эффективно.

Тюнинг головки блока цилиндров необходим, чтобы топливная смесь лучше сгорала в рабочей камере. Ведь из нее энергия газов идет на поршень, приводя его в движение.

На процесс образования топливной смеси, вентиляцию и воспламенение, а также сгорание топлива влияет то, как сделана камера сгорания. Поэтому выбранный метод форсирования двигателя должен быть таким, чтобы было возможно усовершенствование этого элемента. Например, камеру сгорания можно отполировать, расширить проходное сечение ГБЦ, увеличить впускные и выпускные каналы, тюнинговать клапаны, совместить коллекторы и каналы головки.

Рекомендуем

«Чистка дроссельной заслонки: все нюансы процесса» Подробнее

• Установка спортивного распредвала

  Если вы не хотите увеличивать объем мотора, то данный метод форсирования двигателя — то, что нужно. Когда установлен спортивный распредвал, фазы газораспределения будут меняться в зависимости от режима работы ДВС.

  Тюнинговый распределительный вал помогает повысить мощность мотора в специфических условиях езды. К примеру, этот метод форсирования двигателя повысит тягу на низких оборотах. Но на высоких оборотах разгон автомобиля станет хуже. 

  На силовой агрегат Lada-2108 объемом 1,7 литра, с ходом коленвала 7,8 см и поршнем 82,4 мм, зачастую устанавливают распределительный вал с подъемами клапанов более 10,93 мм. Это позволяет усовершенствовать ДВС так, что он раскручивается до 7500–8000 оборотов в минуту, при этом мощность мотора сохраняется и на «низах».

• Увеличенный объем

  Следующий метод форсирования двигателя — установка коленвала с большим ходом и увеличение диаметра цилиндра с целью сделать объем мотора больше. Однако в этом случае с повышением объема ДВС должна увеличиться и камера сгорания. Только так можно сделать силовой агрегат форсированным.

• Более высокая степень сжатия

  Чтобы мотор работал с высоким КПД, используется такой метод форсирования двигателя, как увеличение степени сжатия. Данный показатель определяется фазами газораспределения, то есть задержкой, которая присутствует, когда закрывается впускной клапан. Также на степень сжатия влияет угол открытия дроссельной заслонки.

  Как можно увеличить степень сжатия, чтобы сделать двигатель форсированным? Для этого устанавливают спортивный распредвал. Он делает фазы шире, а значит, геометрическая степень сжатия увеличивается. Рекомендуется также использовать топливо с высоким октановым числом. Данный метод форсирования двигателя позволяет сделать мотор мощнее как на низких, так и на высоких оборотах.

• Улучшенное наполнение цилиндров

  Следующий метод форсирования двигателя позволяет увеличить коэффициент наполнения цилиндров. В результате тюнинга усовершенствуется заводская система впуска и выпуска либо устанавливается новая. 

  К примеру, на Lada-2108 с завода идет силовой агрегат с коэффициентом наполнения 0,75.

  Данный метод форсирования двигателя позволяет снизить сопротивление за счет тюнинга системы впуска. В результате коэффициент наполнения будет 1,0 либо больше. Достичь этого можно за счет уменьшения аэродинамического сопротивления в системе впуска и выпуска, а также в каналах головки блока цилиндров.

  Также используется фильтр-нулевик, устанавливается раздельный выпускной коллектор. Другое его название «паук 4-2-1», его необходимо использовать в комплекте с прямоточной выхлопной системой.

  Обратите внимание на то, что любой метод форсирования двигателя требует серьезных вложений. Следует помнить также о том, что даже после усовершенствования впускной и выпускной систем, которое приведет к уменьшению потерь, мощность мотора увеличится совсем немного.

  Рекомендуем

  «Что такое контрактный двигатель: подробная информация» Подробнее
• Минимизация потерь на трение

  Что представляют собой механические потери ДВС? Прежде всего, это трение, потери насоса, потери на вращение приводов и прочих элементов. Однако максимальная потеря мощности возникает из-за того, что детали в цилиндрах трутся друг о друга. Один из методов форсирования двигателей заключается в том, что устанавливаются специальные поршни с небольшой площадью юбки. А также ход поршня делается меньше. После всех проведенных процедур эти детали должны пройти развесовку. В результате все элементы КШМ будут идеально сбалансированы. 

  Когда цилиндры наполняются воздухом, силовая установка работает как насос. Часть энергии уходит на приведение механизма в движение. Чтобы потери уменьшились, необходимо снизить аэродинамическое сопротивление на впуске.

  Если машина едет на большой скорости, особенно при боковом либо линейном ускорении, смазка в картере мотора попадает на щеки и шейки коленвала, не давая ему вращаться.

  Данный метод форсирования двигателя позволяет снизить подобные потери за счет установки системы сухого картера. Суть его действия заключается в том, что масло из поддона выкачивается, при этом мощность мотора увеличивается.

  Энергия также теряется, когда движутся приводы таких узлов, как газораспределительный механизм, генератор и помпа. Чтобы форсировать двигатель для езды на высоких оборотах, следует выбирать метод, позволяющий повысить передаточное отношение приводов. 

Лучшие методы форсирования двигателя из опыта автолюбителей

• Фильтруем с умом

  «Автошноркель повысит сопротивление потоку, поэтому выбирать этот элемент необходимо с учетом проходного сечения и длины. Не нужно устанавливать на него фильтр с малой пропускной способностью.

  Сегодня в продаже можно найти фильтры с минимальным сопротивлением потоку. Наиболее популярный K&N, который проходит 1 000 000 миль. Однако у него есть минусы: необходимо постоянно очищать от загрязнений, высушивать и наносить пропитку. Еще один метод автотюнинга — установить фильтр увеличенного размера от грузовой машины, к примеру».

• Работаем с турбиной

  «Автотурбина — это насос прямого вытеснения. Главный минус данного метода форсирования двигателя — узкий диапазон работы с высоким КПД. Производители автомобилей устраняют этот недостаток разными способами. К примеру, Ford использует турбину, на которой можно менять угол лопаток. Однако в большинстве случаев на заводах устанавливаются автотурбины со стандартными параметрами, поэтому на многих ДВС наблюдается турбояма.

  Что делать? Можно использовать механический нагнетатель, который в редких случаях устанавливается на заводские двигатели (даже дизельные). Механический нагнетатель достаточно часто используется в автотюнинге. Например, с его помощью можно выровнять параметры наддува. Однако будьте готовы к серьезным финансовым расходам. Если вам нужно тюнинговать двигатель, чтобы он тянул на низких оборотах, то лучше приобрести турбину, работающую «на низах». К сожалению, на высоких оборотах мотор будет терять в мощности. В некоторых ситуациях при необходимости наддув можно вывести вверх».

  Рекомендуем

  «Можно ли доливать в двигатель масло другой марки и состава» Подробнее
• Осторожнее с наддувом

  «Эффективный метод форсирования двигателя — повысить давление наддува. Однако в этом случае мотор, как бензиновый, так и дизельный, может детонировать. Кроме того, постоянно повышать давление невозможно.

  Необходимо соблюдать границы степени сжатия, которые рассчитаны для конкретного ДВС. В противном случае поршни и форкамеры могут прогореть. Поэтому данный метод форсирования двигателя следует использовать с осторожностью. Если увеличить диаметр клапанов, продувка камер станет лучше. На спортивных авто подгоняют коллекторы, а также спиливают выступающую в канал часть втулки клапана. Это также способствует лучшей продувке. Кстати, ресурс мотора после такого тюнинга останется неизменным».

• Настроенный выхлоп – настроенный мотор

  «Проверенный метод форсирования двигателя — настройка выхлопной системы. Такой тюнинг подойдет как для моторов с наддувом, так и для атмосферных ДВС. Выхлоп создает сопротивление потоку. Чтобы сделать сопротивление меньше, следует укоротить длину либо проходное сечение. В результате мотор станет мощнее. В продаже можно найти специальные устройства, к примеру, позволяющие дистанционно открывать клапан на открытие выхлопа наружу сразу после двигателя. Необходимо также правильно настроить мотор. Чтобы положение распределительного вала на машине было точным, используются разрезные шестерни».

• Топливная система и впрыск – идем на взлет

  «Заводские ДВС имеют такую настройку, чтобы экономить топливо и не загрязнять окружающую среду. Однако когда вы хотите сделать мотор мощнее, следует усовершенствовать топливную систему. Дизельный автомобиль должен чуть-чуть коптить. Только так будет наилучшее соотношение топливной смеси и воздуха.

  Системы опережения впрыска также должны работать правильно. Могут быть переходные режимы, однако сегодня за это отвечает электронный блок управления. Провести корректировку можно не на каждом блоке. Поможет перепрошивка ЭБУ».

rad-star.ru

No related posts.