Nd-avtodrom.ru

НД Автодром
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Общие принципы форсирования двигателей

Форсирование двигателя — основы форсирования ДВС

Форсирование двигателя позволяет значительно повысить мощность мотора и получить разгонную динамику, как у гоночной машины. Но при этом есть несколько но… Стать владельцем настоящего гоночного автомобиля может далеко не каждый – слишком дорого обходится и сам автомобиль, и его содержание, обслуживание и ремонт.

Однако умеренное форсирование двигателя обычного автомобиля (чаще всего двигателя внутреннего сгорания), чтобы выигрывать “светофорные гонки”, вполне реально – этим занимаются многие тюнинговые фирмы. Каковы же основные принципы форсирования двигателя?

1. Увеличение рабочего объема камеры сгорания
Повысить мощность мотора можно простым увеличением рабочего объема камеры сгорания – для гоночной машины данный параметр жестко прописан в техническом регламенте, а вот для обычной – он ограничивается только геометрическими размерами головки блока цилиндров. Но стоит помнить, что мелкосерийное производство коленвалов и поршней обходится довольно дорого, правда от этого уже никуда не денешься.

2. Установка приводного компрессора
Еще один способ форсирования двигателя, очень популярный, например, в США – установка механического нагнетателя (приводного компрессора), приводящегося от коленчатого вала (подробнее читайте в статье об устройстве турбонаддува).

Достоинство первых двух способов форсирования заключается в том, что с их помощью крутящий момент поднимается во всем диапазоне работы двигателя.

3. Сдвиг пика крутящих оборотов
Кроме того, можно применить опыт форсирования спортсменов, увеличивающих мощность мотора, сдвигая пик крутящего момента в направлении высоких оборотов. Здесь главная задача – уменьшение сопротивления при впуске воздуха в цилиндры. Этого добиваются, устраняя неизбежные ступеньки в районе соединения впускного коллектора с головкой блока цилиндров и карбюратором: изнутри полируют впускной коллектор, устанавливают клапаны большего диаметра и высоты подъема, используют многоклапанные головки. Часто обычный карбюратор заменяют сдвоенным с горизонтальным протоком. В результате такого форсирования двигателя увеличивается суммарное сечение диффузоров, смесь равномерно распределяется по всем цилиндрам, потоку топлива не приходится менять направление на выходе из карбюратора.

4. Установка распредвала с “широкими фазами”
Еще для форсирования двигателя довольно часто ставят распредвал с “широкими фазами”, который улучшает наполнение камеры сгорания на высоких оборотах за счет некоторого снижения момента “на низах”. Такой автомобиль в движении вынуждает постоянно работать рычагом коробки переключения передач, чтобы обороты не падали и мотор не “тупел”.

5. Настройка впуска и выпуска
Иногда для увеличения мощности мотора применяют настроенные впуск и выпуск, дающие некоторую прибавку крутящего момента в узком диапазоне оборотов за счет резонансных явлений. При таком форсировании обороты максимальной мощности двигателя вырастают, что требует применения легких кованых поршней для сохранения приемлемых инерционных нагрузок.

6. Увеличение степени сжатия
Довольно часто при форсировании моторов увеличивают степень сжатия. Так как детонация на высоких оборотах возникает достаточно редко, а хозяин, выложивший немалую сумму за такой двигатель, видимо, может позволить себе раскошелиться и на высокооктановый бензин (кстати, интересная статья о том, как уменьшить расход топлива).

Форсирование двигателя на примере автомобиля Mercedes E240

PUNISHER31 › Блог › МЕТОДЫ ФОРСИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ:

Когда имеется в виду мощность двигателя, необходимо не забывать о том, что эта величина является расчетной. Реальная величина механической энергии, выдаваемой двигателем внутреннего сгорания, измеряется в крутящем моменте при определенных оборотах. Произведение крутящего момента и оборотов, при которых он измерен, и называют мощностью.

Не будем вдаваться глубоко в теорию. Рассмотрим практические методы повышения мощности двигателя:

1. Увеличение рабочего объема двигателя.
2. Увеличение степени сжатия.
3. Уменьшение механических потерь.
4. Оптимизация процессов горения смеси.
5. Увеличение наполнения цилиндров.

Рассмотрим каждый из перечисленных методов по отдельности.

• Увеличение рабочего объема двигателя.

Увеличить рабочий объем двигателя можно: заменив колен.вал на другой с большим ходом, увеличив диаметр цилиндра или то и другое одновременно. Не надо забывать, что при изменении объема двигателя, необходимо увеличить объем камеры сгорания — для компенсации увеличения объема цилиндра.

Для ВАЗовских двигателей, используемых на заднеприводных автомобилях существуют колен.валы с ходом 66, 80, 84, 86, 88 мм.
Для ВАЗовских двигателей, используемых на переднеприводных автомобилях существуют колен.валы с ходом 60.6, 71, 74.8, 75.6, 78, 80, 84 мм.
При установке колен.вала с большим ходом необходимо доработать (либо заменить) шатуны или поршни.

К расточке цилиндров блока на значительную величину ( 2мм.) нужно подходить осторожно. Например, при расточке серийного блока ВАЗ 21083 с 82мм. до 84 мм. у двигателя наблюдается повышенный расход масла. Это происходит за счет потери жесткости блока. В этом случае лучше использовать специальную толстостенную отливку блока. Такие блоки ВАЗ выпускает мелкими сериями.

Увеличение объема двигателя приводит к увеличению максимального крутящего момента, но при этом происходит снижение оборотов максимальной мощности. Это происходит из-за уменьшения механического КПД. Если повышение объема происходит за счет увеличения диаметра цилиндров, то возрастает площадь контакта между стенками цилиндра и поршнем с поршневыми кольцами. Как следствие повышается трение. Если повышение объема происходит за счет увеличения хода колен.вала, то возрастает средняя скорость поршня, что приводит к тем же результатам.
В любом случае повышение объема приводит к падению общего КПД двигателя.

• Увеличение степени сжатия.

Термический КПД

Увеличение степени сжатия (степени расширения) является эффективным способом повышения КПД двигателя.

Геометрический объем камеры сгорания складывается из:

— объемы камеры сгорания в головке
— объемы в прокладке
— объемы созданный не доходом поршня до плоскости разьема (если есть)
— объем выборки в поршне

При работе двигателя, особенно на высоких оборотах, геометрический объем камеры сгорания уменьшается. Это происходит из-за: выбирания зазоров, термического расширения поршня, динамического удлинения шатуна. Так, на гоночном безпрокладочном моторе при сборке поршень не доходил до плоскости головки 0.85мм. После эксплуатации двигателя на 9000 об.мин на поршне и плоскости головки присутствовали явные следы контакта.

Степень сжатия зависит от фаз газораспределения (запаздывания закрытия впускного клапана) и угла открытия дроссельной заслонки. Так, на серийных двигателях угол зажигания при частичных нагрузках превышает 40 градусов. Это возможно благодаря низкому наполнению цилиндров и как следствию понижению степени сжатия. Чем выше наполнение, тем выше степень сжатия. Существует понятие — динамическая степень сжатия. У большинства двигателей, дорожных и гоночных, динамическая степень сжатия находится в диапазоне от 7 до 10 и зависит от октанового числа используемого бензина. Очень высокая геометрическая степень сжатия спортивных двигателей в первую очередь объясняется применением распред. валов с широкими фазами. Установка на двигатель модифицированного распред. вала с широкими фазами позволяет несколько увеличить геометрическую степень сжатия. Повышение степени сжатия с переходом на бензин с более высоким октановым числом приводит к увеличению мощности во всем диапазоне оборотов.

• Уменьшение механических потерь.

Механические потери двигателя складываются из:

— Потери на трение.
— Насосные потери.
— Потери на привод вспомогательного оборудования.

Наиболее значительная часть потерь вызвана трением в цилиндре. Потери зависят от площади трущихся деталей, жесткости и количества поршневых колец, толщины масляной пленки и средней скорости поршня.

При превышении средней скорости поршня выше 20 м./сек. резко возрастают потери на трение и нагрузки на детали КШМ. Поэтому на высокофорсированных двигателях для увеличения механического КПД необходимо уменьшать ход поршня.

Для уменьшения потерь на трение в паре поршень — цилиндр, необходимо использовать сборные маслосъемные кольца, также целесообразно несколько увеличить зазор между поршнем и цилиндром. Облегчение шатуна, особенно верхней головки, уменьшает боковое давление на поршень, с этой же целью нужно использовать по возможности более длинный шатун, что благоприятно скажется на уменьшении потерь на трение. Теоретически необходимо подогнать по весу и отбалансировать все детали КШМ.

Нами был произведен эксперимент. Был испытан на стенде серийный двигатель ВАЗ 21083. После чего его разобрали, все детали КШМ тщательно подогнали по весу. Отбалансировали колен. вал и шатуны (шатуны балансируются на специальном приспособлении, позволяющем развесить шатуны так, чтобы центр масс у всех находился в одной точке). После повторных испытаний на стенде мы не заметили прибавки мощности. Можно себя успокаивать тем, что хуже не будет.
Для уменьшения потерь на трение в наши гоночные моторы мы устанавливаем новые поршни со значительно уменьшенной площадью юбки, одним компрессионным кольцом, высотой 1.2мм. и сборным маслосъемным кольцом высотой 2мм. Также используем специально изготовленные шатуны Н-образного сечения, которые длинней серийного 2108 на 12 мм. и намного жестче и легче.

Для уменьшения трения в шейках колен.вала, необходимо хонингованием увеличить на 0.02мм.(от номинального вазовского размера) внутренний диаметр нижней головки шатуна и постелей колен.вала. Падение давления масла при этом не происходит. Также необходимо проконтролировать легкость вращения распред.вала.
При наполнение цилиндров воздухом возникает перепад давлений между цилиндрами двигателя и атмосферой. Двигатель в этой части цикла работает как насос и на его привод расходуется часть мощности. Чем меньше аэродинамическое сопротивление впускной системы, тем меньше потери энергии. Следовательно уменьшение сопротивления в головке приводит не только к увеличению наполнения, но и к уменьшению насосных потерь. Таким же образом благотворно сказывается установка распред.валов с более широкими фазами.
Уровень масла в поддоне серийного двигателе находится в непосредственной близости от вращающегося колен.вала. При боковых и линейных ускорениях автомобиля масло попадает на противовесы и шейки колен.вала и тормозит его вращение. Применение системы «сухой картер», когда масло откачивается из поддона в отдельную емкость, позволяет увеличить мощность двигателя, особенно при высоких оборотах.
Часть энергии двигателя используется на привод вспомогательного оборудования, такого как: привод механизма ГРМ, водяной насос, генератор и т.д. Для форсированных двигателей, используемых на высоких оборотах, целесообразно увеличить передаточное отношение привода водяного насоса и генератора. При установке кондиционера и гидроусилителя руля эффективная мощность двигателя снижается.

• Оптимизация процессов горения смеси.

Характеристики ДВС в конечном счете зависят от процессов происходящих в камере сгорания, где происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу. Перемешивание свежего заряда с остаточными газами, воспламенение смеси, протекание горения и потери теплоты зависят от конструкции камеры сгорания.

Конструкция камеры сгорания должна обеспечить перемешивание свежего заряда — для улучшения процессов сгорания, быть компактной — для уменьшения тепловых потерь и уменьшения вероятности возникновения детонации. Чем больше площадь поверхности камеры сгорания, тем больше тепла отводиться наружу и теряется, следовательно уменьшаться мощность. Чем на большее расстояние перемещается фронт пламени, тем больше вероятностью возникновения детонации потому, что увеличивается время контакта еще не воспламенившейся смеси с горящим зарядом.
Большая часть объема в камере сгорания должна быть сконцентрирована около свечи. Во время движения поршня к ВМТ смесь выдавливается из зазора между головкой поршня и плоскостью головки в сторону свечи зажигания, при этом происходит интенсивное движение (турбулизация) заряда, что способствует лучшему сгоранию. Чем меньше зазор, тем меньше вероятность возникновения детонации, так как уменьшается общее количество смеси отдаленной от свечи зажигания. Правда при этом работа двигателя становится жестче, из-за более высокой скорости нарастания давления.

Не следует распиливать камеру сгорания со стороны свечи до размеров цилиндра, хотя при этом и происходит большая концентрация смеси в оптимальной зоне. Необходимо создать небольшую зону противодавления, препятствующую забрызгиванию свечи зажигания.

Полирование поверхности камеры сгорания и днища поршня, способствует некоторому уменьшению тепловых потерь (повышению относительного КПД), хотя в процессе длительной работы двигателя они покрываются нагаром.

Как дефорсировать двигатель по документам

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое топливные карты и чип-тюнинг ЭБУ. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, преимуществах и недостатках данного решения в качестве доработки ДВС.

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:

  • тюнинг головки блока цилиндров;
  • установку тюнингового распредвала;
  • расточку блока цилиндров для увеличения рабочего объема;
  • повышение степени сжатия;
  • улучшение наполнения цилиндров;
  • снижение потерь на трение и вращение приводов;

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как заварить трещину в блоке цилиндров или в головке блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете об основных способах устранения данной неисправности.

Установка спортивного распредвала

Данное решение представляет собой достаточно эффективный способ увеличения мощности мотора без изменения его рабочего объема. Тюнинговый распредвал предполагает форсировку двигателя путем изменения фаз газораспределения на определенных режимах работы силового агрегата. Такой распредвал позволяет сдвинуть мощностной диапазон применительно к особым условиям, в которых используется транспортное средство. Например, данное решение способно поднять тягу на «низах», при этом в режиме высоких оборотов разгонная динамика закономерно ухудшается.

Например, на двигатель производства ВАЗ с рабочим объемом 1.7, который имеет коленвал с ходом 78 мм и поршень 82.4 мм, тюнеры часто устанавливают распредвал с подъёмами клапанов от 10.93 мм и более. Такая компоновка двигателя считается наиболее удачной, мотор раскручивается до 7500-8000 об/мин, двигатель хорошо тянет практически во всем диапазоне оборотов.

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.

ЧИП-ТЮНИНГ ДВИГАТЕЛЯ

Чип-тюнинг – это изменение характеристик двигателя автомобиля с помощью изменения калибровок программы блока управления двигателем, это самый простой способ сделать машину быстрее и динамичнее без серьезного вмешательства в конструкцию и больших затрат.

Самый распространенный вариант чип-тюнинга — прибавка мощности двигателя, вместе с которой обычно обещают и ряд других улучшений: от увеличения тяги на низких оборотах до уменьшения расхода топлива. Процедура перепрограммирования занимает не больше часа, а все, что нужно сделать с машиной, — подключиться к ее электронной начинке. «Чип-тюнинг позволяет взять то, что изначально присутствует в двигателе, но зажато экологическими требованиями.

В электронный блок управления впрыском и зажиганием заложена программа (алгоритм) его работы. Программа работы микропроцессора хранится в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и представляет собой собственно программу обработки данных (“софт” или ПО) и одно, двух и трехмерные таблицы с данными (калибровки). Калибровки для различных режимов работы двигателя (пуск, экономичный, мощностной, холостой ход, переходной) различны и применяются в зависимости от режима, в котором работает двигатель.

Блок управления, получая сигналы от различных датчиков, управляет работой исполнительных устройств для обеспечения оптимальной (по мнению разработчиков) работы силового агрегата. Необходимые параметры для управления исполнительными устройствами вычисляются в соответствии с полученными данными и коэффициентами коррекции, заложенными в ПЗУ. Изменяя данные ПЗУ (калибровки) можно влиять на работу практически любого исполнительного устройства, работа которого управляется ЭБУ.

Для получения других мощностных характеристик можно изменить установку угла опережения зажигания, величину времени впрыска, отключить или изменить режим работы систем, контролирующих токсичность выхлопных газов. Кроме того, можно изменить обороты холостого хода, максимально разрешённые обороты двигателя и массу других параметров.

Увеличение мощности двигателя присадками

Существует более простой и экономичный вариант мощностного тюнинга двигателя автомобиля — “восстанавливающий мощностной тюнинг”. Суть заключается в обработке двигателя и узлов трансмиссии модификаторами трения “ЭДИАЛ”. Наши препараты позволяют увеличить мощность и приемистость двигателя и узлов трансмиссии. Результат Вы почувствуете обязательно, особенно если авто уже с большим пробегом и «резвость» железного друга заметно понизилась. При этом отпадает необходимость в выполнении многих трудоемких операций, что существенно отражается на цене. Такой мощностной тюнинг доступен любому автовладельцу и его можно осуществить своими силами. Дополнительные десятки лошадей под капотом Вы не получите, но 3-5% увеличения мощности вполне достижимо.

Принцип действия модификатора трения ЭДИАЛ для двигателя хорошо известен: благодаря специальным свойствам состава, изношенные поверхности пар трения восстанавливаются до оптимальных размеров, причем такой точности соответствия поверхностей невозможно добиться механической обработкой. Полученный в результате обработки новый рабочий слой устойчив к коррозии и имеет низкий коэффициент трения.

Применение препарата позволяет устранить износ двигателя, очистить его от нагара. А за счет свойств образовавшегося слоя на поверхностях пар трения существенно повышается мощность двигателя. Это расходовавшаяся ранее мощность на преодоление трения переходит в полезную. Дополнительным преимуществом этого препарата является защита двигателя при работе на повышенных оборотах, что положительным образом сказывается на его долговечности.

Конечно, этого не достаточно для того чтобы стать матёрым уличным гонщиком, но получение удовольствия от возросшей динамики разгона и повышения порога максимальной скорости гарантировано практически для всех пользователей автохимии ЭДИАЛ. К тому же, применение препарата не требует дополнительных вложений в «доводку» подвески и тормозной системы. Для настоящих фанатов уличных гонок применение защитно-восстанавливающих препаратов маловато. Но для любителя безопасной динамичной езды – это то, что надо.

Читать еще:  Как пользоваться динамометрическим ключом – инструкции с примерами

Получение удовольствия от возросшей динамики разгона и повышения порога максимальной скорости гарантировано для всех пользователей модификатора трения ЭДИАЛ. Особенно заметны изменения при обработках малолитражных двигателей, т.к. они работают на пределе своих мощностных возможностей и на них хорошо чувствуются изменение динамики двигателя.

Влияние топлива на мощность двигателя

Немаловажно применять качественное топливо для обеспечения его сгорания в камере. Для этой цели автогонщики применяют спортивные бензины с высоким октановым числом (более 100 единиц). В основном такой бензин получают из обычного с добавлением спиртовых присадок, при сгорании которых камера сгорания довольно быстро “зарастает” нагаром.

Есть довольно хорошая альтернатива – применение АКТИВНОЙ ПРОМЫВКИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ЭДИАЛ для бензинового двигателя. Применение данной присадки обеспечивает дополнительную мощность двигателя (от 3 до 5%). Достигается это за счет увеличенной полноты сгорания бензина и изменения режима горения топливной смеси. Те углеводороды, которые раньше выбрасывались двигателем в атмосферу или дожигались катализатором, сгорают в цилиндрах двигателя, давая ему дополнительную мощность и экономию топлива. Этот процесс сгорания топлива также обеспечивает чистоту камеры сгорания, форсунок, клапанов и всего выпускного тракта.

Форсируем двигатель, чтобы повысить его мощность

Знаете ли вы, уважаемый автомобилист, что значит форсированный двигатель? Такой мотор позволяет значительно повысить мощность, и тем самым автомобиль получает такую разгонную динамику, о которой даже подумать страшно. По сути, становишься обладателем настоящего гоночного болида, приобрести который слишком дорого обходится, и далеко не каждый россиянин может себе позволить его купить. А вот превратить обычный двигатель в форсированный можно даже своими руками. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Форсированный дизельный двигатель

Форсировать двигатель — значит повысить его показатели за счёт уменьшения потерь энергии ДВС, уходящей на трение и работу дополнительного оборудования. Кроме того, повышение производительности двигателя подразумевает раскрытие его скрытых резервов.

Что это такое

Для начала хотелось бы отметить, что форсирование двигателя — это не новость или фантазия, а вполне реальная процедура, которую уже давно и успешно используют многие фирмы по проведению тюнинга. А такое понятие, как тюнинг, означает доработку таких заводских конструкций и параметров, которые полностью не раскрыты. По сути, каждый ДВС имеет резервы, которые нужно знать и уметь раскрывать.

Проводя форсирование двигателя, вы получаете возможность усилить заводские показатели ДВС. И делается это с определённой целью — получить более высокую производительность различных составляющих силового агрегата.

На видео показано, что такое форсированный двигатель:

Другими словами, форсировать двигатель означает увеличить мощность ДВС за счёт чего-то, а в нашем случае за счёт повышения рабочего объёма. И такой подход в деле используют не только так называемые тюнинговые фирмы, но и автоконцерны. К примеру, ДВС ВАЗ 2106 был получен путём форсирования ДВС ВАЗ 2103. И таких примеров множество.

Несколько способов повысить производительность ДВС

Форсирование двигателя имеет основные принципы, и такие работы могут быть проведены по-разному. Самым популярным и распространённым способом повышения производительности мотора является, как и было сказано выше, увеличение рабочего объёма камеры сгорания. Если у гоночного автомобиля такой параметр изменить бывает сложно, так как он жёстко прописан в техрегламенте, то для обычного легкового транспортного средства это возможно. По стандарту всех выпускаемых на сегодня легковых моделей авто ограничивается только геометрический размер ГБЦ.

Первый способ механического форсирования подразумевает замену коленвала на другой — с более увеличенным ходом и диаметром цилиндров.

Для форсирования двигателя можно заменить коленвал

Кроме этого, усилить двигатель внутреннего сгорания можно и другим методом. Это можно сделать путём установки приводного компрессора. Этот метод очень популярен в западных странах, в частности в США. На автомобиль устанавливается приводной компрессор или тот же механический нагнетатель, который проводится от коленвала. Что происходит? Благодаря этому методу (впрочем, то же происходит и при использовании первого способа) крутящий момент увеличивается во всём диапазоне эксплуатации ДВС.

Следующий способ поднять показатели ДВС — это сдвиг пика крутящего момента. Такой способ применяется в основном в спорте. Пик крутящего момента сдвигается в направлении высоких оборотов, и главной целью в таком случае является уменьшить сопротивление при впуске воздуха в цилиндры. Как этого добиться? Очень просто. Нужно устранить определённые ступеньки, которые образуются в области соединения впускного коллектора с ГБЦ и карбюратором. Для этого обычно полируют впускной коллектор, поле чего вставляют клапаны большего размера, используя специальные головки.

Что касается карбюратора, то его часто заменяют, используя для этого сдвоенный вариант с горизонтальным протоком. В итоге такой метод форсирования ДВС даёт увеличение суммарного сечения диффузоров, а смесь распределяется по всем цилиндрам равномерно, ведь потоку топливной смеси не приходится менять направление на выходе из карбюратора.

Установка и настройка распредвала для увеличения мощности двигателя

Следующий способ повышения мощности ДВС — это совершенно иная установка распределительного вала. Другими словами, его нужно поставить с широкими фазами, что значительно улучшает наполнение камеры сгорания на высоких оборотах и происходит это за счёт снижения момента «на низах». Из-за этого автомобиль, наделённый таким распредвалом, при движении вынуждает водителя постоянно задействовать рычаг КПП, чтобы обороты ДВС не падали, а сам силовой агрегат, если можно так выразиться — не тупел.

Настройка впуска и выпуска — это очередной способ повысить мощность двигателя. Что даёт этот способ? Благодаря ему удаётся повысить подачу крутящего момента в узком диапазоне за счёт резонанса. Форсирование ДВС этим методом позволяет увеличить мощность двигателя, и приходится уже ставить не обычные, а лёгкие кованые поршни, чтобы сохранить приемлемость инерционных нагрузок.

Наконец, увеличение степени сжатия даёт возможность увеличить показатели ДВС. Это объясняется тем, что детонация на высоких оборотах возникает довольно редко. Правда, владелец такого двигателя должен суметь обеспечивать свой автомобиль высокооктановым бензином, но, если знать, как уменьшать расход топлива, метод станет лучшим.

Говоря другими словами, этот способ форсирования двигателя подразумевает изменение фаз газораспределения.

Электронное и механическое форсирование ДВС

На видео рассказывается о простом способе форсирования двигателя:

Рассмотрим теперь методы форсирования ДВС с общей точки зрения, не вдаваясь во все тонкости. Самый подходящий и распространённый метод — это чип-тюнинг, который идеален для автомобилей современного типа. Знание этого способа форсирования ДВС является, по сути, методом того, как можно форсировать двигатель, вторгаясь в электронный мозг транспортного средства. Благодаря определённым способам коррекции или «прошивки» удаётся управлять программами, которые автоматически повышают производительность.
В таком случае следует установить дополнительные контроллеры или модули, что и станут, по сути, составляющими, которые увеличат мощность двигателя. Минусом такого способа является то, что проводить его в гараже своими руками просто невозможно, так как нужны особые знания и, самое главное, дорогостоящее оборудование.

Что касается механического форсирования ДВС, то этот метод более прост. Как и говорилось выше, метод подразумевает доработку уже существующих узлов автомобиля или их замену на новые.

Хотя такой вид тюнинга и прост, но начинать его без проведения особых расчётов не стоит.

Минимизируем механические потери

На видео рассказано о плюсах и минусах форсирования двигателя:

Практически все способы форсирования двигателя бывают направлены на одно — уменьшить механические потери ДВС. Куда же уходит немалая часть энергии двигателя? Оказывается, трение, которое происходит в цилиндрах любого ДВС, уменьшает производительность. В этом случае можно устанавливать сборные маслосъёмные кольца, тем самым увеличивая зазоры между цилиндром и поршнем. Этот способ не проводится на ура. Нужно вначале провести тщательную балансировку составляющих и все детали кривошипно-шатунного механизма подобрать по весу.

Трение в цилиндрах — это не единственная причина потери мощности ДВС. Кроме этого, потери объясняются и трением в шейках коленвала. В этом случае, как и было сказано выше, применяют установку распредвала с более широкими фазами и ещё дополнительно ставят систему под названием «сухой картер», которая значительно снижает насосные потери, затрачиваемые коленвалом. Следует помнить, что попадание на коленвал масла значительно тормозит его вращение.

Значительная часть энергии двигателя может уходить и на вспомогательное оборудование. Например, к ним относятся такие детали и приборы, как привод ГРМ, кондиционер, водяной насос, гидроусилитель и многое другое. В этом случае приходится увеличивать передаточное отношение генератора и привода водяного насоса.

Форсировать двухтактный двигатель — это не просто модернизация ДВС, а в наше время необходимость. Если на четырёхтактном двигателе имеется больший ресурс и экономичность, что делает форсирование делом правильным, но не обязательным, то на двухтактных ДВС сделать это уже важно. Кроме того, как утверждают эксперты, проводить форсирование на двухтактных двигателях легче.

Что такое форсированный 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.

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.

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:

  • тюнинг головки блока цилиндров;
  • установку тюнингового распредвала;
  • расточку блока цилиндров для увеличения рабочего объема;
  • повышение степени сжатия;
  • улучшение наполнения цилиндров;
  • снижение потерь на трение и вращение приводов;

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.

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.

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.

Что дает впрыск воды в двигатель, принцип работы, основные преимущества и недостатки. Как самостоятельно сделать впрыск воды в мотор, доступные способы.

Стоит ли делать чип-тюнинг двигателя серийного автомобиля: преимущества и недостатки таких доработок. Ресурс и обслуживание двигателя после чиповки, советы.

Какой срок службы двигателя является нормой для современных моторов. Почему не осталось двигателей «миллионников». Как увеличить ресурс современного ДВС.

Чем отличается атмосферный мотор от турбодвигателя. Конструктивные особенности, мощность, особенности эксплуатации. Главные плюсы и минусы атмосферников.

Как самому правильно сделать шумоизоляцию двигателя и моторного щита автомобиля. Материалы для обработки, устранение шумов и вибраций. Советы, рекомендации.

Тюнинг топливной системы атмосферного и турбо двигателя. Производительность и энергопотребление бензонасоса, выбор топливных форсунок, регуляторы давления.

Методы форсирования двигателя: в каких случаях применяются и как

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

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
  • 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

Читать еще:  Четыре самых надежных двигателя BMW: Статьи: BMW 5 серия E28: RU BMW

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 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

«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».

Форсированный двигатель что это такое

Опытные автомобилисты, конечно же, уже знают о том, что форсированный автомобильный двигатель – прямой путь к повышению мощности и разгонной динамики. Другими словами, повышается производительность двигателя за счет снижения уровня потери энергии, расходуемой на трение и работу дополнительного оборудования. Превратить обычный мотор в форсированный вполне возможно и самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Форсирование – это реальная «тюнинговая» процедура, позволяющая доработать заводские параметры транспортного средства таким образом, чтобы повысить показатели всех составляющих автомобильного двигателя. Усиление показателей происходит за счет повышения рабочего объема.

Основные пути выполнения процедуры форсирования

Существует несколько основных способов, на основе которых можно форсировать двигатель:

·Установка коленвала, обладающего большим диаметром цилиндров, а также увеличенным ходом;

·Снижение степени сопротивления в момент поступления воздуха конечно же в цилиндры. Этого можно достигнуть с помощью сдвига пика непосредственно крутящего момента. Он осуществляется при помощи устранения отдельных ступенек, образующихся в месте соединения коллектора впуска с головкой блока цилиндров и карбюратором;

·Изменение установки непосредственно распределительного вала в автомобиле, а именно – его постановка с достаточно широкими фазами, что существенно улучшит наполнение камеры сгорания, естественно на более высоких оборотах;

·Повышение степени сжатия, то есть изменение фаз газораспределения.

·Установка приводного компрессора, благодаря чему увеличивается крутящий момент, причем происходит это во всем диапазоне эксплуатации.

Прокачка двигателя ВАЗ

Форсирование двигателя на ВАЗ зависит от того, какие процессы происходят внутри камеры сгорания топлива, где тепловая энергия превращается в механическую. В зависимости от конструкции камеры сгорания, различаются соединение остаточных газов со свежим зарядом, процесс воспламенения полученной смеси, качество горения и удельная потеря теплоты.
Повысить КПД камер внутреннего сгорания можно путём полировки её внутренней поверхности. Также можно увеличить сечение проходного клапана, увеличить впускной и выпускной клапан, совместить коллектор и канал головки.

Одним из популярных способов также можно считать замену распределительного вала. Это один из наиболее результативных способов увеличения мощности двигателя, в ходе которого не требуется изменять объём.

Можно сказать, что данный способ изменяет «характер» автомобиля. Установка нового распределительного вала изменяет основной рабочий диапазон мощности двигателя и таким образом приводит его к большему соответствию тем условиям, в которых автомобиль эксплуатируется.

Форсирование двигателя на ВАЗ можно произвести и путем увеличения его объёма. Для этого можно попросту заменить один коленвал на другой, ход у которого будет больше. Можно увеличить диаметр цилиндра коленвала. Учтите то, что увеличивая объём двигателя, вам необходимо увеличить и объём камеры сгорания для того, чтобы скомпенсировать увеличение объёма цилиндрического.

Основные методы выполнения процедуры

Есть два основных метода, но основе которых, возможно выполнение процедуры форсирования двигателя – электронный и механический. Что касается первого, то он является идеальным вариантом для совершенствования автомобилей современного типа и предполагает вмешательство в электронную систему. При помощи особых способов управления программами удается автоматически повысить мощность двигателя. Помимо этого, происходит внедрение дополнительных модулей, обеспечивающих увеличение мощности.

Механический метод повышения выработки двигателя гораздо проще. Он основан на доработке имеющихся в автомобиле узлов либо на их полной замене. В отличие от метода электронного вмешательства, данный вид форсирования можно выполнить самостоятельно.

Форсаж двигателя — плюсы и минусы

Многих интересует, как форсировать двигатель таким образом, чтобы при увеличении мощности избежать различных неприятностей. Рассмотрим подробно положительные и отрицательные моменты. Что касается положительных сторон, то для такой марки, как ВАЗ, форсаж двигателя дает целый ряд плюсов: это, прежде всего, существенное обогащение топливной смеси, что повышает не только мощность, но и стабильность работы и долговечность двигателя, что для многих гораздо более важно. Также обеспечивается более стабильная работа двигателя на холостом ходу и очень существенно улучшается разгонная динамика. При правильном форсаже можно даже сначала удивиться, насколько быстрее машина стала набирать ход.

Что касается минусов этой процедуры, то они напрямую зависят от места проведения форсажа. Качественный тюнинг двигателя безвреден для автомобиля — это надо помнить, однако, нужно учитывать еще и то, что хороший форсаж вам никто не сделает дешево, разве что лучший друг — умелец. Если же вам предлагают тюнинговать двигатель ВАЗ менее, чем за 200 у.е., то нужно задуматься и проверить репутацию данного техцентра. Дело в том, что за такую сумму произвести форсаж, конечно, можно, и мощность двигателя действительно увеличится процентов на 25. Однако при этом не будут учитываться, например, возросшие нагрузки на трансмиссию, которую также нужно дорабатывать. Помните, что любой узел, так или иначе связанный с двигателем, тоже нуждается в доработке после тюнинга самого двигателя. Поэтому производите форсаж двигателя в хорошем сервисном центре и не экономьте на этой процедуре, чтобы потом не жаловаться на поломки и не тратить еще больше денег на их устранение.

Суть механического метода

Перед тем, как приступить к процедуре совершенствования механизма, нужно уяснить, что основной причиной уменьшения производительности является трение, происходящее в цилиндрах любого двигателя внутреннего сгорания. Чтобы устранить этот фактор, можно установить маслосъемные кольца. Это позволит увеличить зазоры между поршнем и цилиндром. Однако перед осуществлением этого шага обязательно нужно произвести тщательную балансировку деталей.

Еще одна причина потери производительности двигателя – трение, происходящее в шейках коленвала. Для устранения этой проблемы производят установку распределительного вала с более широкими фазами. Кроме этого, устанавливают систему, снижающую насосные потери, которые затрачиваются коленвалом.

Существенное количество вырабатываемой энергии двигателя может уходить на оборудование вспомогательного характера (кондиционер, гидроусилитель, привод ГРМ). Выходом из подобной ситуации является увеличение передаточного отношения генератора и привода водяного насоса.

Двигатель двухтактный, в отличие от четырехтактного, нуждается в стимуле, повышающем производительность. Проводить эту процедуру на двигателях первого указанного вида гораздо легче, чем на двигателях второго. Совершенствование механизма – не просто модернизация. Это – процедура, пользу которой вы сразу же ощутите и почувствуете разницу.

Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания

Форсирование двигателя внутреннего сгорания турбонаддувом

ВЫПОЛНИЛ: БОРКОВ ВИКТОР

Ученик 11 класса

РУКОВОДИТЕЛЬ: ШАТРОВ МИХАИЛ

ГЕОРГИЕВИЧ

г. Красногорск 2008 год.

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1. Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания . 3

2. Наддув двигателей внутреннего сгорания. . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1. Виды наддува. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Динамический наддув . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Наддув приводным нагнетателем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Газотурбинный наддув. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2. Основные изменения ДВС при применении турбонаддува. . 17

2.3. Охлаждение наддувочного воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.4. Комбинированный наддув. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.5. Достоинства и недостатки применения турбонаддува. . . . . . 22

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Список используемой литературы

За последние 20 лет двигатели внутреннего сгорания сделали значительный шаг вперёд. Для дальнейшего развития двигатель нуждается в принципиально новых технологиях.

В современном мире к двигателям предъявляется очень много важных требований, одно из них – это повышение мощности. Именно форсирование позволяет повышать литровую мощность двигателя. Наиболее радикальным средством улучшения мощностных показателей является наддув двигателя. Наддув позволяет подавать в камеру сгорания двигателя воздух под давлением (выше атмосферного), что способствует повышению литровой мощности. Наддув двигателя сочетает в себе много достоинств, которые способствуют усиленному развитию. Двигатель, оснащённый системой наддува, имеет преимущество в существенном уменьшении габаритов и массы, перед двигателем той же мощности, но не оснащённым системой наддува.

В наше время существует большое количество агрегатов наддува, которые используются в различных целях и на разных двигателях, но наиболее технологичными из них являются турбокомпрессоры и именно поэтому они рассмотрены более детально. Турбокомпрессоры чаще других устанавливаются на легковые автомобили, грузовики и на специальную рабочую технику.

Создавать двигатели с наддувом начали ещё очень давно, но и сегодня этот способ форсирования является наиболее перспективным.

ДВС – двигатель внутреннего сгорания.

КПД – коэффициент полезного действия.

ПН – приводной нагнетатель.

ОГ – отработавшие газы.

Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания

Двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в работу. В процессе работы двигателя при сжигании топлива выделяется энергия, которая создаёт полезную работу. В результате постоянного совершенствования двигателя происходит совершенствование рабочих процессов и повышается значение КПД. Одним из наиболее важных требований к двигателю является повышение мощности (Вт) и крутящего момента (Н×м). Повысить мощность двигателя – значит его форсировать.

Форсирование двигателя – совокупность технических изменений, способствующих повышению литровой мощности.

Литровая мощность – номинальная эффективная мощность, снимаемая с единицы рабочего объёма двигателя:

Nл=рen/30t,

где pe – среднее эффективное давление, n – частота вращения коленчатого вала, t — 2-х тактный/4-х тактный рабочий цикл.

Двигатели, имеющие повышенное значение , называют форсированными. Степень форсированности оценивается по значению литровой мощности ДВС. Чем выше литровая мощность, тем меньшие габариты и массу имеет двигатель при одинаковой номинальной мощности. Форсирование актуально в тех случаях, когда нет возможности прибегнуть к использованию более новой модели двигателя или двигателя большего размера.

Основные способы повышения литровой мощности двигателя:

g увеличение посредством повышения частоты вращения n. Наиболее часто этот способ используется на двигателях с искровым зажиганием. Частота вращения современных моделей достигает 7000 мин-1. Для данных двигателей форсирование по частоте вращения является основным способом повышения литровой мощности. Частота вращения дизельных двигателей меньше и достигает 6000 мин-1. Проблемами форсирования по частоте вращения является уменьшение КПД, снижение экономичности и уменьшение ресурса двигателя. Происходит это из-за высоких нагрузок и сил трения.

g переходя с четырёхтактного на двухтактный рабочий цикл, теоретически литровая мощность должна вырасти в два раза. Это можно предположить, учитывая формулу находящуюся выше. Но на практике литровая мощность возрастает в 1,5…1,8 раза. Основными проблемами являются снижение качества очистки и наполнения цилиндров и использование части хода поршня на организацию процессов газообмена.

g наиболее эффективным путём форсирования является повышение литровой мощности по среднему эффективному давлению pe. Существенное увеличение pe достигается вводом в рабочий цикл большого количества теплоты, т.е. необходимо большее количество топливовоздушной смеси. Для получения большого количества теплоты необходимо подавать большее количество топлива, что в свою очередь требует для его полного сгорания большего количества окислителя. Это происходит за счёт увеличения количества свежего заряда, нагнетаемого в цилиндр двигателя под давлением. При этом среднее эффективное давление возрастает практически пропорционально увеличению плотности свежего заряда. Данный способ называется – наддув двигателя. В дальнейшем этот способ будет описываться более подробно.

Форсирование двигателя: для чего? + ВИДЕО

Итак, прежде, чем рассматривать способы и методы форсирования двигателя, два слова о том, что означает форсирование в своём прямом значении.

Какие бывают методы форсирования двигателя

Форсирование в переводах: с нем. яз. – усиливать; с франц. яз. – сила – ускорение или усиление какой-либо деятельности. Есть ещё такое значение слова «форсировать» — преодолевать.

Применительно к автомобилям, форсирование двигателя относится к такой категории работ, как тюнинг двигателя. А именно – доработка заводских конструкций и деталей для увеличения мощности.

Производя форсирование двигателя, вы усиливаете или преодолеваете заводские параметры с целью получения на выходе более высокой производительности узлов и механизмов.

В тот момент, когда у вас в голове созреет и утвердится мысль о том, что вам необходимо провести форсирование двигателя, задайте себе пару вопросов.

Для чего вам необходимо форсирование двигателя? Готовы ли вы понести немалые финансовые затраты, производя форсирование двигателя? Если ответы готовы, то вам помогут материалы, в которых описывается подробно форсирование двигателя, видео материалы, в которых вы увидите результаты и процесс форсирования двигателя.

Первый, более подходящий для современных автомобилей, это чип-тюнинг. Чип-тюнинг по сути является вторжением в электронный мозг автомобиля для коррекции firmware (управляющих программ).

Как правило, это коррекция блока управления двигателем или установка дополнительных контроллеров — модулей с целью увеличения мощности двигателя. Без специальных знаний и оборудования самостоятельно не рекомендуется проводить чип-тюнинг.

Второй метод – механическое форсирование двигателя. Сюда входит масса мероприятий, как по доработке уже существующих узлов, так и по замене их на новые, более производительные и эффективные. И, хотя вы умеете держать в руках молоток и зубило, это ещё не повод сразу приступать к форсированию двигателя.

Не забывайте, что любой вид тюнинга, будь-то форсирование двигателя, усиление подвески или стайлинг, начинается с расчетов изменения поведения автомобиля. Это важно.

Итак, какие наиболее распространённые методы форсирования двигателя.

Увеличение рабочего объёма двигателя

Производится за счёт: замены коленвала на коленвал с большим ходом, увеличения диаметра цилиндров. При этом вам понадобится такая услуга, как расточка блока цилиндров, гильзование и всё, что с этим связано. Изменение объёма двигателя неизменно сопровождается увеличением объёма камеры сгорания.

Если вы и в состоянии провести эту работу самостоятельно, то не забудьте о техническом осмотре, и всеми нюансами, связанными с изменением объёма двигателя.

Увеличение степени сжатия в камере сгорания

Этот метод форсирования двигателя достигается путем изменения фаз газораспределения (закрытия впускного клапана). Кроме того, установка модифицированного распредвала с широкими фазами увеличивает степень сжатия. Плюс ко всему переход на высокооктановый бензин увеличит мощность двигателя во всем диапазоне оборотов.

Уменьшение механических потерь

К механическим потерям двигателя относятся: на приводы вспомогательного оборудования, на трение, на насосные потери.

  • Трение в цилиндрах блока. Их уменьшение производится за счёт: использования сборных маслосъёмных колец, увеличения зазора между поршнем и цилиндром, облегчение шатуна. В теории рекомендуется проведение тщательной балансировки и подбор по весу всех деталей кривошипно-шатунного механизма.

  • Насосные потери. Это более всего трение в шейках коленвала. К снижению насосных потерь ведет и установка распредвала с более широкими фазами. Плюс ко всему необходимо применить систему «сухой картер», что снизит насосные потери, затрачиваемые коленвалом. Ведь попадание на него масла тормозит вращение.

  • Вспомогательное оборудование. Привод ГРМ, кондиционер, гидроусилитель, генератор и водяной насос. Это все ведет к снижению эффективности двигателя. Рекомендуется на авто с форсированным двигателем увеличение передаточного отношения привода водяного насоса и генератора.

Оптимизация процесса сгорания смеси

Не вдаваясь в теорию процесса сгорания воздушно-топливной смеси в камере, рекомендация. Камера сгорания должна быть компактной, чтобы уменьшить тепловые потери и вероятность детонации, и обеспечивать эффективное перемешивание воздуха и топлива.

Увеличение наполнения цилиндров

Для этого необходимо снижение аэродинамического сопротивления в выпускной и впускной системах, а также в каналах головки двигателя. Большое значение для форсирования двигателя имеют: установка многодроссельной системы с выпускной трубой на каждый цилиндр, конструкция и местоположения резонатора.

Вот такое оно нелегкое дело – форсирование двигателя. Не забывайте, что повышение мощности автомобиля повлечет за собой изменение или доработку многих его систем, как то: тормозная система, изменение подвески и так далее.

Ведь вы форсируете (преодолеваете) расчетные параметры, которые заложены на функции всего автомобиля, как единого механизма, и усиление одной из его систем приведет к изменению других.

И, если вы ещё не передумали, то удачи вам в проведении форсирования двигателя.

Методы форсирования двигателя внутреннего сгорания

Сущecтвуeт нecкoлькo мeтoдoв увeличeния мoщнocти двигaтeля. Рaccкaжeм o нeкoтopых из них…

Дopaбoткa ГБЦ, oптимизaция пpoцeccoв гopeния cмecи.

Хapaктepиcтики ДВС зaвиcят oт пpoцeccoв пpoиcхoдящих в кaмepe cгopaния, гдe тeплoвaя энepгия пpeoбpaзуeтcя в мeхaничecкую paбoту. Пepeмeшивaниe cвeжeгo зapядa c ocтaтoчными гaзaми, вocплaмeнeниe cмecи, пpoтeкaниe гopeния и пoтepи тeплoты зaвиcят oт кoнcтpукции кaмepы cгopaния. Измeнeниe кoнcтpукции кaмepы cгopaния и пoлиpoвaниe eё пoвepхнocти cпocoбcтвуют пoвышeнию КПД. К этим paбoтaм oтнocятcя: увeличeниe пpoхoднoгo ceчeния ГБЦ, увeличeниe впуcкных и выпуcкных кaнaлoв, coвмeщeниe кoллeктopoв c кaнaлaми гoлoвки, oбpaбoткa клaпaнoв и кaмepы cгopaния.

Одним из нaибoлee эффeктивных cпocoбoв увeличeния мoщнocти двигaтeля, нe измeняя eгo paбoчий oбъeм, являeтcя уcтaнoвкa cпeциaльнoгo pacпpeдвaлa. Фopcиpoвaть двигaтeль мeтoдoм зaмeны pacпpeдвaлa – знaчит мeнять «хapaктep» aвтoмoбиля. Уcтaнaвливaeмый pacпpeдвaл пoзвoляeт измeнить ocнoвнoй paбoчий диaпaзoн мoщнocти двигaтeля для бoльшeгo cooтвeтcтвия уcлoвиям, в кoтopых чaщe вceгo экcплуaтиpуeтcя aвтмoбиль.

Читать еще:  Реле регулятор для мотоцикла, принцип работы, схема, что делать если неисправен

Увeличeниe paбoчeгo oбъeмa двигaтeля.

Увeличить paбoчий oбъeм двигaтeля мoжнo зaмeнив кoлeнвaл нa дpугoй c бoльшим хoдoм, увeличив диaмeтp цилиндpa или тo и дpугoe oднoвpeмeннo. Нe нaдo зaбывaть, чтo пpи измeнeнии oбъeмa двигaтeля, нeoбхoдимo увeличить oбъeм кaмepы cгopaния — для кoмпeнcaции увeличeния oбъeмa цилиндpa.

Увeличeниe cтeпeни cжaтия.

Увeличeниe cтeпeни cжaтия (cтeпeни pacшиpeния) являeтcя эффeктивным cпocoбoм пoвышeния КПД двигaтeля. Стeпeнь cжaтия зaвиcит oт фaз гaзopacпpeдeлeния (зaпaздывaния зaкpытия впуcкнoгo клaпaнa) и углa oткpытия дpocceльнoй зacлoнки. Уcтaнoвкa нa двигaтeль мoдифициpoвaннoгo pacпpeдвaлa c шиpoкими фaзaми пoзвoляeт нecкoлькo увeличить гeoмeтpичecкую cтeпeнь cжaтия. Пoвышeниe cтeпeни cжaтия c пepeхoдoм нa бeнзин c бoлee выcoким oктaнoвым чиcлoм пpивoдит к увeличeнию мoщнocти вo вceм диaпaзoнe oбopoтoв.

Увeличeниe нaпoлнeния цилиндpoв.

Увeличeниe кoэффициeнтa нaпoлнeния цилиндpoв являeтcя oчeнь эффeктивным cпocoбoм пoвышeния мoщнocти двигaтeля. Мaкcимaльный кoэффициeнт нaпoлнeния cepийнoгo двигaтeля ВАЗ 21083 пpимepнo paвeн 0,75. Пpи пpaвильнoй нacтpoйкe двигaтeля c низким coпpoтивлeниeм впуcкнoй cиcтeмы, мoжнo дoбитьcя пoкaзaтeлeй кoэффициeнтa нaпoлнeния вышe 1 (eдиницы). Для увeличeния кoэффициeнтa нaпoлнeния нeoбхoдимo cнизить aэpoдинaмичecкoe coпpoтивлeниe вo впуcкнoй и выпуcкнoй cиcтeмaх и кaнaлaх гoлoвки двигaтeля. Для дocтижeния этoй цeли уcтaнaвливaютcя и нacтpaивaютcя нoвыe впуcкнaя и выпуcкнaя cиcтeмы.

Умeньшeниe мeхaничecких пoтepь.

Мeхaничecкиe пoтepи двигaтeля cклaдывaютcя из пoтepь нa тpeниe, нacocных пoтepь и пoтepь нa пpивoд вcпoмoгaтeльнoгo oбopудoвaния. Нaибoлee знaчитeльнaя чacть пoтepь вызвaнa тpeниeм в цилиндpe. Для увeличeния мeхaничecкoгo КПД нeoбхoдимo умeньшить хoд пopшня, пoдoгнaть пo вecу и oтбaлaнcиpoвaть вce дeтaли КШМ, a тaкжe уcтaнoвить нoвыe пopшни co знaчитeльнo умeньшeннoй плoщaдью юбки. Пpи нaпoлнeнии цилиндpoв вoздухoм двигaтeль paбoтaeт кaк нacoc, и нa eгo пpивoд pacхoдуeтcя чacть мoщнocти. Чeм мeньшe aэpoдинaмичecкoe coпpoтивлeниe впуcкнoй cиcтeмы, тeм мeньшe пoтepи энepгии. Пpи бoкoвых и линeйных уcкopeниях aвтoмoбиля мacлo в пoддoнe двигaтeля пoпaдaeт нa пpoтивoвecы и шeйки кoлeнвaлa и тopмoзит eгo вpaщeниe. Пpимeнeниe cиcтeмы «cухoй кapтep», кoгдa мacлo oткaчивaeтcя из пoддoнa в oтдeльную eмкocть, пoзвoляeт увeличить мoщнocть двигaтeля. Чacть энepгии двигaтeля иcпoльзуeтcя нa пpивoд вcпoмoгaтeльнoгo oбopудoвaния, тaкoгo кaк пpивoд ГРМ, вoдянoй нacoc, гeнepaтop и т.д. Для фopcиpoвaнных двигaтeлeй, иcпoльзуeмых нa выcoких oбopoтaх, цeлecooбpaзнo увeличить пepeдaтoчнoe oтнoшeниe пpивoдa вoдянoгo нacoca и гeнepaтopa.

Общие принципы форсирования двигателей

Рекомендуем



Теория форсирования двигателя

Как бы не развивались события, а ближайшие пять лет большинство автомобильного парка страны будут составлять все-таки ВАЗы и «Москвичи».

Купленные своими хозяевами во времена «великого и могучего» они, отслужив не один десяток лет, и по сей день остаются основным средством передвижения на дачу и к огородам. Они дают возможность «подграчнуть» на кусок нелегкого хлеба в городе и приехать на рынок из деревни.

Но сегодня, особенно в городском транспортном потоке, они уже не удовлетворяют современным требованиям ни по разгонной динамике, ни по эластичности двигателя. Автомобили, выпускавшиеся в ныне несуществующей стране, сходили с конвейера не одно десятилетие практически без изменений. Автозаводы занимались не производством автомобилей, а выполнением плана по их выпуску. Конструкторам было недосуг исправлять мелочные огрехи и «детские» ошибки в конструкции, в результате чего автомобили, зачастую еще до своего рождения, потеряли возможность конкурировать со своими европейскими и заокеанскими собратьями.

Первыми, кто осознал это и стал искать пути улучшения конструкции двигателя, были спортсмены. Некоторые из методов, найденных ими и опробованных во множестве соревнований, хотелось бы осветить в этой статье, целью которой автор ставит дать практические рекомендации по усовершенствованию двигателей автомобилей семейства М-412 для повышения их мощности и разгонной динамики.


Но прежде, необходимо вкратце рассмотреть теоретические аспекты работы двигателя внутреннего сгорания, что впоследствии поможет лучше понять логику вмешательства в работу двигателя.

В общем случае эффективная мощность четырехтактного двигателя определяется по формуле:

Ne=0,000475 hm hg hf hv Vh Hg n (л.с.)

где:
hm -механический КПД (определяет потери на трение и насосные потери);
hg -относительный КПД (определяет потери тепла в системе охлаждения);
ht — термический КПД (определяет потери вследствие неполноты расширения продуктов сгорания в идеальном цикле при нетеплопроводном цилиндре);
hv — коэффициент наполнения — отношение действительной массы свежего заряда к теоретической массе заряда при давлении и температуре атмосферы (определяет совершенство наполнения цилиндра рабочей смесью);
Vh -рабочий объем двигателя, л;
Hg -теплотворная способность 1 м3 рабочей смеси при нормальном давлении и температуре и при коэффициенте избытка воздуха ?=1 для всех видов жидкого топлива почти одинакова, среднее значение Hg=825 кал/м3;
n -число оборотов коленчатого вала в минуту.

Рабочий объем двигателя определяется по формуле:

Vh=0,785 D2 Si (см3)

где:
D -диаметр цилиндра, см;
S -ход поршня, см;
i -число цилиндров.

Повышение мощности двигателя путем повышения рабочего объема является наиболее простым и результативным способом создания форсированых модификаций. Этот способ наиболее часто используется при выпуске переходных моделей серийных двигателей — одним из примеров такого подхода есть создание двигателя ВАЗ 2106 на базе двигателя 2103.

Поскольку увеличение количества цилиндров является невыполнимой, в отличных от заводских условиях, задачей, единственным выходом является увеличение диаметра цилиндра и хода поршня. Поскольку увеличение хода поршня требует замены коленчатого вала, наиболее простым с технической точки зрения, является увеличение диаметра цилиндра, которое проще всего произвести применив поршневую группу ремонтного размера. Дальнейшее увеличение рабочего объема двигателя можно осуществить применяя поршневую группу от другой модели. При этом потребуется расточка посадочных мест под гильзы, обработка уплотнительных поверхностей прокладки головки блока, обеспечить необходимую степень сжатия.

Изменение хода поршня, требующее более точных и дорогих технологических операций, как то: изготовление нового коленчатого вала, более коротких шатунов (если не имеется возможности подобрать поршни с другим расположением поршневого пальца), в этой статье рассматриваться не будет.

Одним из наиболее простых, с технологической точки зрения, способом повышения мощности двигателя является повышение степени сжатия. В настоящее время у современных двигателей этот показатель находится на уровне значений, характерных для спортивных модификаций.

От величины степени сжатия зависит термический КПД двигателя, который с увеличением степени сжатия e до значений e=12

13 растет достаточно быстро, а после превышения значения 13 — медленнее. Увеличение степени сжатия ограничивается проявлением детонации вследствии роста температуры рабочей смеси в конце такта сжатия.

Как-то мне пришлось столкнуться с возмущенным клиентом, который на следующий день, после того, как получил долгожданный автомобиль с форсированным двигателем, приехал жаловаться на невозможность заглушить горячий двигатель, который продолжал работать даже при выключенном зажигании.

После непродолжительного разговора выяснилось, что в бак был залит 76-й бензин.

Увеличить коэффициент наполнения можно благодаря применению нескольких карбюраторов, лучше всего, по одному на каждый цилиндр (для повышения коэффициента наполнения в инжекторном двигателе применяются иные, отличные от данного методы, но о них мы поговорим позже). Многие высокофорсированные двигатели оснащались прямоточными карбюраторами. Но поскольку такое изменение в системе питания двигателя ведет к повышенному расходу топлива, в условиях реальной каждодневной эксплуатации этот метод повышения мощности двигателя является неприемлемым.

Другим способом повышения коэффициента наполнения является применение головки блока с 4 клапанами на цилиндр, а также снижение потерь скорости движения горючей смеси в приборах питания, впускных трубах и клапанной щели, а также от степени очистки цилиндров от отработанных газов. Поскольку величины этих потерь пропорциональны квадрату скорости движения смеси, то у впускного тракта форсированного двигателя увеличивают проходные сечения. Производится также установка клапанов большего диаметра, увеличивают подъем клапанов и расширение фаз газораспределения, для чего необходим новый распределительный вал (для двигателя М-412 такой вал выпускается со средины 70-х годов).

Впускные трубопроводы должны иметь плавные изгибы, увеличенные проходные сечения, высокую чистоту внутренней поверхности. Совершенно недопустимы несовпадения каналов в местах соединения труб, поскольку турбулентность способствует снижению скорости потока. Улучшение очистки цилиндров от отработавших газов достигается такой же доработкой выпускного тракта двигателя.

Форсирование по числу оборотов оказало наибольшее влияние на изменение конструкции механизма газораспределения.

Относительный КПД двигателя зависит от тепловых потерь в процессе горения, которому наиболее соответствует камеры сгорания полусферической, сегментно-сферической и шатровой формы. Снижению тепловых потерь способствует, также, увеличение степени сжатия, так как при этом можно уменьшить поверхность камеры сгорания и увеличить количество оборотов, благодаря чему сократится время соприкосновения газов со стенками камеры сгорания.

Увеличение механического КПД происходит за счет снижения потерь на трение.

Трение поршней, в основном, вызывается боковой нагрузкой на поршень, которая определяется силами инерции поступательно движущихся частей. Снизить массу поршня можно механической обработкой, а поршневого пальца и шатуна — путем изготовления их из более прочных титановых сплавов. В общем балансе механических потерь потери на трение в подшипниках коленчатого вала составляют около 16% при использовании подшипников скольжения.

Эта величина может быть снижена путем применения подшипников качения, но для этого потребуется изменение конструкции коленчатого вала, который выполняется сборным из отдельных деталей, соединенных запрессовкой.

Главным направлением в форсировке двигателя М-412 было увеличение его рабочего объема с использованием поршней большего диаметра при неизменности хода поршня. Выбор пал на поршень диаметром 92 мм. Это было обусловлено несколькими причинами.

Во-первых, увеличивался рабочий объем двигателя на 26%, что при прочих равных условиях давало возможность получить такое же увеличение мощности по сравнению со стандартными двигателями М-412.

Во-вторых, увеличивалась относительная короткоходность двигателя, что повышало срок службы деталей поршневой группы благодаря уменьшению средних скоростей движения поршня при тех же оборотах двигателя, способствовало росту коэффициента наполнения цилиндров ввиду меньших скоростей впуска, пропорциональных скоростям движения поршня. Кроме того, у более короткоходного двигателя меньше тепловые потери.

В-третьих, поршень диаметром 92 мм широко применяется на двигателях семейства ГАЗ. Значит, можно было использовать готовые поршневые кольца, двигатель оказывался годным для ремонта. После определенной переделки были использованы гильзы от двигателя автомобиля ГАЗ-24 или ГАЗ-21.

Много внимания было уделено вопросу повышения степени сжатия. Увеличение степени сжатия сверх пределов, ограниченных октановым числом применяемого бензина, связано с возникновением детонации, в результате чего двигатель перегревается, наполнение ухудшается, мощность снижается, износ основных деталей может возрасти в 2-3 раза. Сильная детонация нередко приводит к прогоранию днища поршня.

Кроме опасных для надежности двигателя детонационных явлений с увеличением степени сжатия резко возрастают нагрузки на поршневую группу и вкладыши, которые в двигателе М-412 не имеют достаточного запаса по работоспособности и прочности (возможно, в связи с малыми размерами).

Есть еще одно немаловажное обстоятельство, ограничивающее выбор степени сжатия по верхнему пределу. Заметный рост мощностных показателей двигателя с повышением степени сжатия наблюдается до значения е=10-11, затем прибавка мощности с увеличением степени сжатия не столь существенна, а надежность и долговечность двигателя резко ухудшаются.

Исходя из всего сказанного наиболее рациональным является тюнинг автомобилей посредством форсировка двигателя по степени сжатия до 9,8-10, что подтверждалось опытом участия в соревнованиях ведущих гонщиков СССР.

На собранном и обкатанном двигателе истинная величина степени сжатия проверяется компрессометром на прогретом двигателе с вывернутыми свечами при 200-250 об/мин, т. е. при оборотах, даваемых стартером при полностью заряженном аккумуляторе. Замеренное компрессометром значение давления конца такта сжатия в каждом цилиндре легко пересчитывается в степень сжатия по эмпирической формуле:

где:
е — степень сжатия;
Рс — давление, замеренное компрессометром, кгс/с.м2.

Замеренная по давлению Рс степень сжатия должна соответствовать расчетной, и разница в замерах в каждом цилиндре не должна превышать 0,5-1 кгс/см2.

Это залог успешной работы двигателя. В противном случае надо обязательно выяснить причину отклонений и устранить ее, даже если это связано с разборкой двигателя.

Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания

Форсирование двигателя внутреннего сгорания турбонаддувом

ВЫПОЛНИЛ: БОРКОВ ВИКТОР

Ученик 11 класса

РУКОВОДИТЕЛЬ: ШАТРОВ МИХАИЛ

ГЕОРГИЕВИЧ

г. Красногорск 2008 год.

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1. Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания . 3

2. Наддув двигателей внутреннего сгорания. . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1. Виды наддува. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Динамический наддув . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Наддув приводным нагнетателем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Газотурбинный наддув. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2. Основные изменения ДВС при применении турбонаддува. . 17

2.3. Охлаждение наддувочного воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.4. Комбинированный наддув. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.5. Достоинства и недостатки применения турбонаддува. . . . . . 22

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Список используемой литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

За последние 20 лет двигатели внутреннего сгорания сделали значительный шаг вперёд. Для дальнейшего развития двигатель нуждается в принципиально новых технологиях.

В современном мире к двигателям предъявляется очень много важных требований, одно из них – это повышение мощности. Именно форсирование позволяет повышать литровую мощность двигателя. Наиболее радикальным средством улучшения мощностных показателей является наддув двигателя. Наддув позволяет подавать в камеру сгорания двигателя воздух под давлением (выше атмосферного), что способствует повышению литровой мощности. Наддув двигателя сочетает в себе много достоинств, которые способствуют усиленному развитию. Двигатель, оснащённый системой наддува, имеет преимущество в существенном уменьшении габаритов и массы, перед двигателем той же мощности, но не оснащённым системой наддува.

В наше время существует большое количество агрегатов наддува, которые используются в различных целях и на разных двигателях, но наиболее технологичными из них являются турбокомпрессоры и именно поэтому они рассмотрены более детально. Турбокомпрессоры чаще других устанавливаются на легковые автомобили, грузовики и на специальную рабочую технику.

Создавать двигатели с наддувом начали ещё очень давно, но и сегодня этот способ форсирования является наиболее перспективным.

ДВС – двигатель внутреннего сгорания.

КПД – коэффициент полезного действия.

ПН – приводной нагнетатель.

ОГ – отработавшие газы.

Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания

Двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в работу. В процессе работы двигателя при сжигании топлива выделяется энергия, которая создаёт полезную работу. В результате постоянного совершенствования двигателя происходит совершенствование рабочих процессов и повышается значение КПД. Одним из наиболее важных требований к двигателю является повышение мощности (Вт) и крутящего момента (Н×м). Повысить мощность двигателя – значит его форсировать.

Форсирование двигателя – совокупность технических изменений, способствующих повышению литровой мощности.

Литровая мощность – номинальная эффективная мощность, снимаемая с единицы рабочего объёма двигателя:

где pe – среднее эффективное давление, n – частота вращения коленчатого вала, t — 2-х тактный/4-х тактный рабочий цикл.

Двигатели, имеющие повышенное значение Nл, называют форсированными. Степень форсированности оценивается по значению литровой мощности ДВС. Чем выше литровая мощность, тем меньшие габариты и массу имеет двигатель при одинаковой номинальной мощности. Форсирование актуально в тех случаях, когда нет возможности прибегнуть к использованию более новой модели двигателя или двигателя большего размера.

Основные способы повышения литровой мощности двигателя:

g увеличение Nл посредством повышения частоты вращения n. Наиболее часто этот способ используется на двигателях с искровым зажиганием. Частота вращения современных моделей достигает 7000 мин -1 . Для данных двигателей форсирование по частоте вращения является основным способом повышения литровой мощности. Частота вращения дизельных двигателей меньше и достигает 6000 мин -1 . Проблемами форсирования по частоте вращения является уменьшение КПД, снижение экономичности и уменьшение ресурса двигателя. Происходит это из-за высоких нагрузок и сил трения.

g переходя с четырёхтактного на двухтактный рабочий цикл, теоретически литровая мощность должна вырасти в два раза. Это можно предположить, учитывая формулу находящуюся выше. Но на практике литровая мощность возрастает в 1,5…1,8 раза. Основными проблемами являются снижение качества очистки и наполнения цилиндров и использование части хода поршня на организацию процессов газообмена.

g наиболее эффективным путём форсирования является повышение литровой мощности по среднему эффективному давлению pe. Существенное увеличение pe достигается вводом в рабочий цикл большого количества теплоты, т.е. необходимо большее количество топливовоздушной смеси. Для получения большого количества теплоты необходимо подавать большее количество топлива, что в свою очередь требует для его полного сгорания большего количества окислителя. Это происходит за счёт увеличения количества свежего заряда, нагнетаемого в цилиндр двигателя под давлением. При этом среднее эффективное давление возрастает практически пропорционально увеличению плотности свежего заряда. Данный способ называется – наддув двигателя. В дальнейшем этот способ будет описываться более подробно.

Теория форсировки автомобильного двигателя.

Cегодня, в городском транспортном потоке, автомобили ВАЗ , ЗАЗ особенно ранних годов выпуска, уже не удовлетворяют современным требованиям ни по разгонной динамике, ни по эластичности двигателя.

Автомобили, выпускавшиеся в ныне несуществующей стране, сходили с конвейера не одно десятилетие без больших изменений. Автозаводы занимались не совершенствованием производства автомобилей, а в основном выполнением плана по их выпуску. Конструкторам было некогда исправлять мелочные огрехи и «детские» ошибки в конструкции, в результате чего автомобили, зачастую еще до своего рождения, потеряли возможность конкурировать со своими европейскими и заокеанскими собратьями.

Первыми, кто осознал это и стали искать пути улучшения конструкции двигателя, были спортсмены. Некоторые из методов, найденных ими и опробованных во множестве соревнований, хотелось бы осветить в этой статье . Но прежде, вкратце рассмотрим теоретические аспекты работы двигателя внутреннего сгорания, что впоследствии поможет лучше понять логику вмешательства в работу двигателя.

Эффективная мощность четырехтактного двигателя определяется по формуле :

Ne=0,000475 hm hg hf hv Vh Hg n (л.с.)

hm -механический КПД (определяет потери на трение и насосные потери);

hg -относительный КПД (определяет потери тепла в системе охлаждения);

ht — термический КПД (определяет потери вследствие неполноты расширения продуктов сгорания в идеальном цикле при нетеплопроводном цилиндре); hv — коэффициент наполнения — отношение действительной массы свежего заряда к теоретической массе заряда при давлении и температуре атмосферы (определяет совершенство наполнения цилиндра рабочей смесью);

Vh -рабочий объем двигателя, л;

Hg -теплотворная способность 1 м3 рабочей смеси при нормальном давлении и температуре и при коэффициенте избытка воздуха ?=1 для всех видов жидкого топлива почти одинакова, среднее значение Hg=825 кал/м3;

n -число оборотов коленчатого вала в минуту.

Рабочий объем двигателя определяется по формуле:

Vh=0,785 D2 Si (см3)

D -диаметр цилиндра, см;

S -ход поршня, см;

i -число цилиндров.

Повышение мощности путем повышения рабочего объема является наиболее простым и результативным способом создания форсированных модификаций. Этот способ наиболее часто используется при выпуске переходных моделей серийных двигателей — одним из примеров такого подхода есть создание двигателя ВАЗ 2106 на базе двигателя 2103, ЗАЗ 1102 сначала 1,1, потом 1,2, 1,3 и 1,4 , ВАЗ 2108 1,1-1,3-1,5-1,6.

Увеличение хода поршня S требует замены коленчатого вала, наиболее простым с технической точки зрения, является увеличение диаметра цилиндра D , которое проще всего произвести применив поршневую группу ремонтного размера, а в дальнейшем и поршневую группу от другой модели. Увеличить коэффициент наполнения можно благодаря применению нескольких карбюраторов, лучше всего, по одному на каждый цилиндр. В инжекторном двигателе многодроссельного впрыска (для повышения коэффициента наполнения в инжекторном двигателе применяются иные, отличные от данного методы, но о них мы поговорим позже).

Другим способом повышения коэффициента наполнения hv является применение головки блока с 3,4,5 клапанами на цилиндр, а также снижение потерь скорости движения горючей смеси в приборах питания, впускных трубах (коллекторах) и клапанной щели, а также от степени очистки цилиндров от отработанных газов. Поскольку величины этих потерь пропорциональны квадрату скорости движения смеси, то у впускного коллектора форсированного двигателя увеличивают проходные сечения. Производится также установка клапанов большего диаметра, увеличивают подъем клапанов и расширение фаз газораспределения, для чего необходим новый (тюнинговый) распределительный вал. Впускные каналы должны иметь плавные изгибы, увеличенные проходные сечения, высокую чистоту внутренней поверхности . Совершенно недопустимы несовпадения каналов в местах соединения коллекторов (ресиверов), поскольку турбулентность способствует снижению скорости потока. Улучшение очистки цилиндров от отработавших газов достигается такой же доработкой выпускного коллектора двигателя. Относительный КПД hg двигателя зависит от тепловых потерь в процессе горения, которому наиболее соответствует камеры сгорания полусферической, сегментно-сферической и шатровой формы.

Снижению тепловых потерь ht способствует, также, увеличение степени сжатия, так как при этом можно уменьшить поверхность камеры сгорания и увеличить количество оборотов, благодаря чему сократится время соприкосновения газов со стенками камеры сгорания .

Увеличить механический КПД можно за счет снижения потерь на трение. Трение поршней, в основном, вызывается боковой нагрузкой на юбку поршня, которая определяется силами инерции поступательно движущихся частей. Снизить массу поршня можно механической обработкой, спец покрытиями, а поршневого пальца и шатуна — путем облегчения и изготовления их из более прочных титановых сплавов. В общем балансе механических потерь, потери на трение в подшипниках коленчатого вала составляют около 16% при использовании подшипников скольжения.

Наиболее рациональным является форсировка двигателя по степени сжатия до 9,8-10, что подтверждалось опытом участия в соревнованиях ведущих гонщиков, при большей возможно возникновение детонации.

На собранном и обкатанном двигателе истинная величина степени сжатия проверяется компресометром, на прогретом двигателе с вывернутыми свечами при 200-250 об/мин, т. е. при оборотах, даваемых стартером при полностью заряженном аккумуляторе . Замеренное компресометром значение давления конца такта сжатия в каждом цилиндре пересчитывается в степень сжатия по эмпирической формуле:

e=(Pc + 3,9)/1.55 Пример: e=(12 + 3,9)/1.55=10,25

е — степень сжатия;

Рс — давление, замеренное компресометром, кгс/с.м2.

Замеренная по давлению Рс степень сжатия должна соответствовать расчетной, и разница в замерах в каждом цилиндре не должна превышать 0,5-1 кгс/см2, это залог успешной работы двигателя, в противном случае надо обязательно выяснить причину отклонений и устранить ее, даже если это связано с разборкой и повторным ремонтом двигателя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector