Глубокий тюнинг моторов

Porsche,Bmw,Mercedes,

Bentley,Ferrari,Lamboridghini.

ЭТАПЫ ТЮНИНГА ДВИГАТЕЛЕЙ.

ЭТАП - 2

Это следующий, шаг как ценовой так и мощностной, но на этом этапе уже следует действовать, аккуратно и не спеша.
Желательно советоваться с профессионалами как можно больше. Дело в том что всё о чем мы говорили на первом этапе можно сделать своими руками, имея небольшие навыки механика.

Разговор о квалификации мы начали потому, что во второй этап тюнинга мотора входит весь перечень первого этапа, но дополняются новые позиции, которые способны действительно поменять характер мотора в отличии от первого этапа. Эти компоненты:

1.       система (полная от коллекторов до задней банки)

2.       Системы закиси азота (сухие или мокрые)

3.       Тюнинговые распредвалы.

1.выпускная система(полная от коллекторов до задней банки)
К сожалению, авто производители зажаты в строгие рамки по нормам шумности и экономии средств при производстве, ведь по настоящему настроенная система, которая позволяла бы добиться максимальной мощности, с того или иного мотора никогда не окупится в производстве серийного автомобиля .

 В выпускной системе мотора недостаточно поставить прямоточные резонаторы и заднюю банку, важно настроить её под характер мотора. Главная задача выпускной системы это обеспечить максимально эффективную очистку цилиндра от продуктов сгорания, сделать это не так просто.

Поток выпускных газов движется не равномерно, а пульсирует, каждой зоне оборотов соответствует своя частота пульсации. Колебания газов в продольном и обратном направлении означает, что около выпускного клапана, сменяя друг друга, возникает зона давления затем зона разрежения.

На основе этих явлений и основывается настройка системы, главной задачей является настроить систему так чтобы к моменту открытия выпускного клапана создать в выпускном канале максимально возможную зону разрежения. За счет этого очистка цилиндра осуществляется не только из-за высокого давления газов в цилиндре и выталкивающего движения поршня вверх, на такте выпуска, но и за счет эффекта отсоса газов из цилиндра.

Для этого применяют настроенные системы с определённым объёмом первичных и вторичных труб, первичные трубы по сути составляют выпускной коллектор, вторичные трубы это трубы которые идут от коллектора до первого резонатора т.е. до первой зоны расширения газов от выпускного клапана, именно в зоне расширения газов т.е. в резонаторе зарождается волна разрежения которая следует по направлению к цилиндру.

Дальнейшая часть выпускной системы после первого резонатора по сути играет роль глушения звука, но если кардинально поменять конструкцию заднего бачка от не прямоточной к прямоточной это в сильной степени влияет на противодавление выпускной системы. Настройка системы дело кропотливое, так как не существует механизмов изменения объёма первичных и вторичных труб в реальном времени, в идеале её нужно настраивать под собственные предпочтения, так как в зависимости от выбора настройки системы можно добиться максимальной мощности, но неизбежно будет падения крутящего момента, можно добиться хорошего крутящего момента в зоне низких оборотов, но немного потерять в максимальной мощности.

Серийные тюнинговые системы чаще имеют неплохой эффект, в прибавке мощности, но всё равно настроены на некую золотую середину. Среди тюнинговых фирм конечно же существует некоторые предпочтения в настройках по соотношению пропорции мощности и крутящего момента друг к другу и по диапазону оборотов.

2.Системы закиси азота (сухие или мокрые)
Это один, наверно, из самых быстрых и эффективных способов увеличения мощности мотора.

 Принцип состоит в том, что при температуре 350 градусов по Цельсию этот химический состав выделяет азот и кислород (который является прямым окислителем топлива). Процесс горения топлива и есть процесс окисления, для этого необходим кислород, который содержится в окружающем нас воздухе, доля кислорода в воздухе составляет около 20%.  Процесс горения топлива может проистекать в небольшом диапазоне соотношения топлива и воздуха. Oно равно 1кг топлива и 15кг воздуха, этот коофициэнт соответствует ЛЯМБДА 1 это золотая середина, и принято считать что это нормальная смесь. Так вот процесс горения проистекает в пределах от 0.8 до 1.2 коофициэнта по лямбде, где 0.8-это считается богатая смесь, т.е. кол-во топлива более чем 1 кг на 15 кг воздуха, где 1.2-это бедная смесь, т.е. кол-во менее 1 кг на 15 кг воздуха.

И так мы знаем, как горит топливо, в данном случае мы рассматриваем бензин. Дело в том что мощность и крутящий момент мотора зависят от количества сгоревшей топливовоздушной смеси, выше мы рассмотрели что смесь может гореть в достаточно узком диапазоне, и задача любого тюнинга мотора если речь идёт о мощности сводится к тому чтобы подать в мотор как можно больше воздуха, т.е. окислителя так как само топливо мы можем подать принудительно путём увеличения главного топливного жиклёра в карбюраторах и увеличения времени открытия топливной форсунки или повышения давления в топливной рампе в моторах оборудованных системами впрыска. Т.е. всё: распредвалы, выпускные системы, воздушные фильтры низкого сопротивления, увеличение клапанов, доработка ГБЦ, увеличение объёма, установка турбо-наддува или приводных компрессоров, всё это направленно на увеличение объёма воздуха поступающего в мотор.

Вернёмся к закиси азота, при температуре 350 градусов по Цельсию этот химический состав распадается на азот и кислород который и является прямым окислителем топлива, т.е. с помощью этой системы мы решаем вопрос о принудительной подаче окислителя в мотор при этом, не тратя астрономических денег на увеличение объёма и системы наддува воздуха. Азот играет роль антидетонатора т.к. в ресивере газ содержится в сжатом виде под высоким давлением и во время распыления во впускной коллектор происходит резкое падение давления физические свойства азота таковы, что при данных факторах он влечёт резкое падение температуры в области его распыления и последующего проникновения в цилиндр.

Ваша задача после установки закиси точно отрегулировать состав топливной смеси, так как при принудительной подаче окислителя смесь резко пробеднится, т.е. лямбда будет более 1. Выше мы рассмотрели систему закиси сухого типа, которая как правило, распыляется с помощью форсунки во впускной  коллектор.

Мокрая система отличается принципиальной другой подачей в двигатель, состав закиси азота в жидком виде смешивается с бензином далее смесь закиси и бензина впрыскивается во впускной коллектор смешиваясь с воздухом образуя окончательный вид смеси которая попадает в цилиндры. Преимущество мокрой системы в её более мощностных возможностях перед сухой системой, все кто занимаются профессиональным драг-рейсингом за рубежом пользуются только этой системой, но не стоит недооценивать из-за этого сухую систему потому что у неё существует ряд преимуществ: цена, лёгкость и быстрота установки, такую систему легче настраивать, прибавка мощности 50-100л.с.

Минусы этих систем, к сожалению достаточно весомы, чтобы задуматься перед решением об установки.
Выше в статье мы коротко описали, принцип работы этой системы из этого следует, чтобы добиться реальной прибавки мощности, а речь идёт о 70-100 сил нужно подготовить мотор по железу, так как современные моторы имеют достаточно высокую степень сжатия а это от 10 единиц. Из-за этого невозможно достичь достаточно высокой прибавки, так как возникает детонация, которая ведёт к серьёзному повреждению мотора, конечно можно немного корректировать систему зажигания, но в определённых пределах, фактически, если добиваться серьёзной мощности на базе закиси нужно готовить мотор как под системы наддува воздуха.
Второй минус это достаточно большой расход закиси при интенсивном стиле езды придется довольно часто заправлять баллон или сразу заказывать его большего размера, что влечёт за собой денежные расходы.
Третий минус это узкий диапазон использования режима закиси, так как систему при разгоне никто не использует в виду сильной пробуксовки, вторая передача тоже оказывается достаточно короткой, и только начиная с третьей передачи, как правило, можно рационально использовать закись. Что в итоге- вы не получите в условиях города эффект езды, как на многолитровом моторе, использовать закись рационально только в режиме газ в пол и то не на всех передачах. Получается что эта система стоит в среднем бюджетном классе, использовать её можно только для гонок или под настроение, при этом нужно чутко соблюдать порог мощности и ресурс мотора.

Классификация распредвалов.
Все тюнинговые распредвалы можно условно разделить на две группы: низовые и верховые. Исходя из названия, первые увеличивают момент в области низких оборотов двигателя, а вторые - в области высоких. Достигается это изменением высоты подъема и профиля кулачков, а также фазами открытия/закрытия клапанов.

1. Низовые валы.
Низовые валы имеют небольшую высоту подъема клапана и отсутствие зоны перекрытия клапанов, что предотвращает выбрасывание рабочей смеси обратно во впуск на низких оборотах. Уменьшение высоты подъема влечет за собой неизбежную потерю наполнения на высоких оборотах, что приводит к уменьшению максимальной мощности двигателя. Однако это не столь важно, так как основная область их применения - езда по городу. Следует заметить, что сама по себе мощность двигателя влияет только на максимальную скорость автомобиля и не более. Основное достоинство таких валов - повышение крутящего момента на низах, что позволяет заметно быстрее ускоряться со светофора и лишний раз не включать пониженную передачу. На этом все преимущества заканчиваются. В области средних оборотов такие валы ведут себя в лучшем случае, как серийные, а на высоких оборотах у них падает наполнение цилиндра.

2. Верховые валы.
Верховые валы, напротив, имеют широкие фазы, высокие подъемы и довольно большую зону перекрытия клапанов. Это позволяет увеличить наполнение на верхах, как по причине увеличения проходного сечения в зоне клапана, так и за счет использования эффекта инерционного наддува. При этом всегда повышается мощность двигателя, а пик крутящего момента смещается в зону более высоких оборотов. Широкие фазы приводят к обратному выталкиванию смеси во впускной коллектор на низких частотах вращения, что вызывает снижение наполнения и провал на низах. Чем более «верховой» распредвал - тем сильнее этот эффект.

3. Тюнинговые и спортивные распредвалы.
Среди верховых валов можно выделить еще две группы: «тюнинговые» и «спортивные». Распредвалы для тюнинга и спорта отличаются подъемом, фазой и высотой перекрытия. Чем выше подъем – тем выше момент и мощность на высоких оборотах. Спортивные валы мало пригодны для обычной езды по городу, так как имеют ощутимый провал в области низких частот вращения и повышенные (к тому же неустойчивые) обороты холостого хода. Кроме того, такие валы могут иметь максимальную отдачу в области очень высоких частот вращения двигателя (8500 об/мин и выше), что совершенно неприемлемо для обычных гражданских моторов.

 3.Тюнинговые распредвалы.

При помощи фаз газораспределения и увеличенного подъёма клапанов, т.е. формы впускных и выпускных кулачков достигается – снижение потерь на впуске и так называемый резонансный наддув, при котором используется кинетическая энергия объема воздуха во впускных коллекторах, и технически реализуемый с помощью воздушных коллекторов переменной длины и тщательной настройкой фаз газораспределения двигателя. Все остальные виды наддува связаны с увеличением давления поступающего в цилиндры воздуха выше атмосферного, используя для этого различные механические, электромеханические и газодинамические способы.

 Классический привод клапана с плоским толкателем на данный момент является самым распространенным в мире. Однако кинематическая схема такого привода далека от совершенства и накладывает довольно жесткие ограничения на механизм привода клапана. Одним из существенных ограничений является максимальная скорость подъема клапана. Для пары «кулачок - плоский толкатель» аналог скорости равен

смещению линии контакта кулачка с толкателем, причем величина этого смещения ограничена диаметром толкателя. Практически во всех спортивных модификациях распредвалов кулачок по краям выходит за пределы толкателя и при работе в зоне перед вершиной кулачка наблюдаются характерные следы износа.

 Другим ограничением является величина радиуса на вершине кулачка. При попытке выполнить кулачок с большим подъемом и узкой фазой, этот радиус, становится, слишком мал. Это приводит к недопустимым величинам контактных напряжений на вершине кулачка и радиус делают больше, чем хотелось бы. Этих двух факторов уже достаточно для ограничения высоты подъема при заданном диаметре толкателя и требуемых фазах открытия клапана. Проще говоря ,классическая конструкция привода не позволяет сделать одновременно большую высоту подъема и узкую фазу открытия. Все классические, спортивные верховые валы по этой причине имеют чрезмерно широкие фазы и чрезмерную высоту перекрытия, что вызывает неизбежную потерю наполнения в области низких и средних оборотов. Кроме того, большое смещение линии контакта приводит к перекладке толкателей в направляющих гнездах головки. Начало подъема клапана и посадка клапана на седло при плоском толкателе происходят со значительными ударными ускорениями, что вызывает ускоренный износ толкателя и кулачка.

Для устранения всех перечисленных выше ограничений плоскость толкателя дорабатывается и имеет вид заваленной по краям рабочей поверхностью под определённым углом. Толкатель имеет вид специальной формы, допускающий вращение (при этом направляющие ГБЦ не подвергаются доработки). Эта доработка толкателей позволяет существенно увеличить крутящий момент двигателя во всем диапазоне оборотов. Такие двигатели отличаются меньшим шумом и имеют более ровный холостой ход. Выпускаются множество модификаций распредвалов, работающих с такими толкателями.

Что, касается тюнинга моторов иностранного производства, с помощью распредвалов то здесь есть следующие наблюдения. Наибольший эффект достигается в моторах имеющих конструкцию четыре клапана на цилиндр два впускных и два выпускных что обеспечивает само по себе большую площадь сечения.

 В таких моторах при изготовлении распредвалов есть возможность сделать уклон в сторону большего подъёма клапана при этом, сохраняя относительно узкую фазу, благодаря этому мотор с такими валами не имеет никаких потерь и приобретает плюсовую характеристику во всём диапазоне оборотов. По опыту реально яркий эффект тюнинга распредвалами приобретает вместе с доработкой каналов головки блока. Даже если, вы установили только распредвал, без доработки головки вам обязательно необходима настройка блока управления мотором т.к. при помощи тюнингового распредвала вы добавляете подачу воздуха в цилиндр, т.е. тем самым вы пере обедняете смесь, что в лучшем случае оставит показатель мощности на том же уровне.

                                                                                                 DMS-TECH