1 ≫
-
Увеличить мощность двигателя можно несколькими способами, среди которых чип-тюнинг, замена двигателя, увеличение объема цилиндров и другие. Какой способ выбрать, на что обратить внимание, и как увеличить мощность двигателя на 7% за 15 минут - об этом речь в статье.
На мощность двигателя влияют многие факторы, среди которых и топливо, и вязкость масла, и целостность деталей. Давайте рассмотрим каждый фактор отдельно.
Прежде чем приступить к усовершенствованию двигателя, надо разобраться, работает ли двигатель на полную мощность. Доверьтесь собственным ощущениям, чтобы понять, “тянет” ли машина при разгоне или чего-то не хватает. Конечно, от автоматической коробки передач прыти ждать не приходится уже по той причине, что автомат переключает передачи сглаживая их. Установите, нет ли внутренних проблем с двигателем. Для этого достаточно посмотреть на дым из выхлопной трубы. Выхлоп ярко-голубого или темно-синего цвета сигнализирует о попадании масла в камеру сгорания. Масло просачивается в камеру при неправильной установке оборудования (если производился ремонт двигателя) или при проблемах с кольцами на поршнях.
Если машина ведет себя адекватно, резво набирает скорость, но вы хотите большего, то увеличить мощность двигателя можно следующими способами:
1. Используя бензин с более высоким октановым числом. Чем выше октановое число, тем выше способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии. Следствием будет большая мощность от взрыва газа. Это обусловлено законами физики: чем выше степень сжатия газа, тем выше скорость его сгорания. Однако важно помнить, что увеличение мощности сокращает срок службы детали, которая подвергается большему износу во время работы.
2. Заменив стандартный воздушный фильтр на фильтр “нулевого” сопротивления, вы снабдите двигатель кислородно-воздушной смесью. Увеличенный объем повышает степень сжатия смеси в цилиндре. Это увеличивает силу взрыва и, как следствие, мощность двигателя.
3. Установка “прямотока” - изменение выхлопной системы автомобиля - позволит добавить несколько процентов к мощности мотора. Мощность, теряемая при выбросе выхлопных газов, останется. Но мало установить прямоточный глушитель. Множество видов, низкое качество материала, кустарное производство не всегда дают положительный эффект.
4. Турбирование двигателя - если в вашей машине его нет - приведет к увеличению количества кислорода в топливной смеси. Больший объем газа - большая сила сжатия и сила взрыва, что ударит по поршням и превратится в механическую энергию. А именно эта энергия крутит колеса вашего автомобиля и напрямую зависит от мощности мотора.
5. Чип-тюнинг - увеличивает количество подаваемого топлива в цилиндры. Мощность в таком случае увеличится на 5-25%, а крутящий момент на 10-15%. Чип-тюнинг будет полезен только для двигателей без турбины. Это обусловлено тем, что турбина и так снабжает цилиндры большим количеством топливной смеси. Но скорректировать работу всех систем автомобиля чип-тюнингом никогда не будет лишним.
6. Замена частей двигателя и смежных частей - растачивание цилиндров и замена поршней дадут ощутимый эффект, использование облегченных деталей коленвала, которые работают с большей отдачей, поднимут уровень мощности. Автолюбителям, выбравшим этот путь, советуем заменять сразу целый двигатель на мотор большего объема. Как показывает практика, такой вид увеличения мощности двигателя обойдется вам дешевле, чем все манипуляции с деталями мотора.
7. Увеличить мощность двигателя можно также путем уменьшения силы трения. Мы говорим о трении между поршнем и стенками цилиндра. Обычно с этим справляется моторное масло, но снизить силу трения можно и используя реметаллизант Resurs. Действие Resurs заключается в создании защитной пленки, восстановлении поверхности стенок поршня и, конечно, увеличении мощности двигателя за счет снижения силы трения. При таком подходе мощность двигателя увеличивается на 7-7,6%, что совсем неплохо, если учитывать стоимость реметаллизанта и скорость его воздействия.
Как видите, способов для увеличения мощности двигателя много и есть из чего выбрать. Другое дело, что любое изменение не может быть локальным, а затронет все агрегаты автомобиля. Например, увеличенная мощность потребует усиления тормозной системы. Доверять подобные работы следует специалистам, а используемые детали и материалы должны иметь соответствующие возможности и характеристики.
Вход на сайт
Синтетическая жидкость гидроусилителя руля. Для оптимальной работы автомобиля в условиях низких температур, важно, чтобы жидкость легко прокачивалась в системе ГУР.
100% силикон в новой удобной упаковке
Контакты
198095 , Россия, г. Санкт-Петербург ,
ул. Промышленная, д.40а
WhatsApp, Telegram, Viber.
Книга Кузьмина В.Н.
Компания «ВМПАВТО» прошла сертификацию по международному стандарту ISO 9001 на предмет функционирования системы менеджмента качества.
Источники: http://smazka.ru/article/instruktsii/kak-uvelichit-moshchnost-dvigatelya-na-7-za-15-minut/
2 ≫
-
Тюнинг двигателя заключается в его доработке, настройке, регулировке для увеличения мощности и крутящего момента с целью улучшения скоростных и тяговых свойств автомобиля, применительно к требованиям владельца. Для профессионалов автосервиса это развивающийся бизнес, для автомехаников любителей — своеобразное хобби, для изобретателей — необъятное поле деятельности. Достижения в этой сфере ограничены, с одной стороны, существующими техническими возможностями, а с другой — действующим законодательством, стандартами и правилами.
Серийный легковой автомобиль универсален и приспособлен для эксплуатации в различных условиях: в городах с интенсивным движением, на загородных дорогах с различным качеством покрытия, на равнине, в горной местности и т.д. Он должен иметь хорошие тяговые и скоростные свойства и в то же время быть экономичным, безопасным и долговечным при приемлемой для покупателя цене.
Резервы повышения мощности заложены в конструкции любого двигателя. Разнообразные, часто противоречивые, требования заставляют автозаводы прибегать к различным компромиссам, жертвуя одними свойствами ради достижения других. Применительно к двигателю это мощность, крутящий момент, топливная экономичность, токсичность выхлопных газов, уровень шума, надежность и долговечность.
Двигатель это сбалансированный агрегат, и не исключено, что добившись улучшения одних параметров, можно получить недопустимое ухудшение других. Тонкую регулировку, настройку и глубокую доработку способны выполнить мастера, обладающие высокой квалификацией и опытом работы в условиях хорошо оснащенной мастерской.
Тюнинг требует комплексного подхода, так как увеличение мощности приводит к возрастанию нагрузок на детали двигателя, что требует их замены на более прочные, улучшения условий смазки и охлаждения.
Под более мощный двигатель необходимо адаптировать другие агрегаты, узлы и детали автомобиля. Например, для передачи возросших нагрузок следует заменить сцепление на усиленное и т.д.
Мощность — работа, совершаемая двигателем в единицу времени, увеличивается с ростом крутящего момента и оборотов коленчатого вала, измеряется в кВт — киловаттах (ранее измерялась в лошадиных силах,1 л.с. — приблизительно 0,74 кВт).
Крутящий момент — усилие, создаваемое на коленчатом валу двигателя в результате давления газов на поршень при их сгорании и передаваемое трансмиссией на ведущие колеса автомобиля, измеряется в Нм — ньютоны на метр (может измеряться в кгс.м).
Максимальное значение крутящего момента приходится на средние обороты двигателя (примерно 2500—3500 оборотов в минуту) 1 . Чем больше крутящий момент, тем лучше динамика разгона автомобиля.
Обороты двигателя — частота вращения коленчатого вала, измеряется в оборотах в минуту.
Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. С ее увеличением возрастают давление и температура в цилиндрах двигателя, и как следствие, вероятность детонации. Это требует применения топлива с бОльшим октановым числом. Детонация — “взрывное” воспламенение горючей смеси и ее сгорание со скоростью, значительно превышающей нормальную. Сопровождается характерным металлическим стуком и перегревом двигателя. Может привести к повреждению поршня, поршневых колец, зеркала цилиндра, клапанов и свечей зажигания.
Горючая смесь — создается системой питания из топлива и воздуха, поступающих в цилиндр двигателя (при избытке топлива смесь называется “богатой”, при недостатке — “бедной”). Оптимальный состав смеси называется стехиометрическим (на 1кг топлива — 14,7 кг воздуха).
Коэффициент наполнения — отношение фактического количества горючей смеси, поступившего в цилиндр, к количеству смеси, которое могло бы при идеальных условиях поместиться в цилиндре.
Инерционный напор — эффект, возникающий при движении потока газов. В частности, он проявляется в том, что при задержке закрытия впускного клапана горючая смесь, двигаясь во впускном трубопроводе по инерции, продолжает наполнять цилиндр, несмотря на то, что поршень уже начал двигаться вверх в такте сжатия.
Фазы газораспределения — моменты открытия и закрытия клапанов, измеряются в углах поворота коленчатого вала.
Мощность поршневого бензинового двигателя зависит от его литрового объема, степени сжатия и количества горючей смеси, поступившей в цилиндр. Существенное влияние оказывает состав смеси, определяемый соотношением топлива, воздуха и продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре от предыдущего рабочего цикла.
“Настройка” фаз газораспределения, отличная от заводской, позволяет эффективнее использовать инерционный напор газов при впуске и выпуске для повышения наполнения цилиндров и улучшения их очистки от отработавших газов. В силу особенностей клапанных газораспределительных механизмов обеспечить оптимальные фазы можно в относительно узком диапазоне оборотов двигателя. Их корректировку, как правило, осуществляют путем установки другого распределительного вала.
- Распределительные валы, в обиходе называемые “верховыми” и “низовыми”, смещают максимум крутящего момента соответственно в область повышенных и пониженных оборотов.
- Быстроходной (верховой) называется установка более ранних фаз газораспределения для смещения максимума крутящего момента в сторону бОльших оборотов.
- Тихоходной (низовой) называется установка более поздних фаз газораспределения, сдвигающих максимум крутящего момента в сторону меньших оборотов.
- Двигатель с “быстроходной” регулировкой при прочих равных условиях повышает скоростные и снижает тяговые свойства автомобиля, а с “тихоходной” — улучшает разгон и ухудшает скоростные свойства.
- Разрезные шестерни 2 , зубчатые венцы которых можно поворачивать относительно ступицы, применяют с различными конструкциями распределительных валов с целью обеспечения возможности максимально точной регулировки момента открытия клапанов (для “выставления” фаз газораспределения).
- Корректировка скорости открытия впускных клапанов. Устанавливают распределительный вал с кулачками такого профиля, который сначала замедляет, а затем ускоряет открытие клапанов. В результате на первой стадии в цилиндре образуется повышенное разряжение, что после резкого открытия клапана приводит к росту скорости горючей смеси на впуске, увеличению наполнения и соответствующему повышению мощности двигателя.
Уменьшение сопротивления движению горючей смеси на впуске и использование инерционного напора для улучшения наполнения обеспечивают путем проведения следующих мероприятий 3 :
- устанавливают фильтр пониженного (“нулевого”) сопротивления;
- увеличивают проходные сечения впускного трубопровода и каналов головки цилиндров;
- сглаживают неровности, оставшиеся после отливки, и иногда полируют внутренние поверхности трубопроводов;
- расширяют проходные сечения каналов и по возможности их спрямляют;
устанавливают клапаны с тарелкой большего диаметра 4 ;
а — с увеличенной тарелкой и уменьшенным диаметром части стержня;
- срезают выступающую во впускной канал часть направляющей втулки клапана и уменьшают диаметр части стержня клапана, расположенной в канале 5 ;
- устанавливают более короткие впускные патрубки для повышения максимальной мощности на высоких оборотах 6 ;
- в двигателях с впрыском увеличивают проходное сечение дроссельного узла 7 ;
для увеличения оборотности двигателя заслонку ставят не во впускном канале, а в патрубке каждого цилиндра. В четырехцилиндровых двигателях устанавливают так называемый “четырехдроссельный впрыск”;
- устанавливают резонаторы на впуске для увеличения эффекта от инерционного напора газов.
Применение принудительного наддува с использованием нагнетателя воздуха существенно повышает весовое наполнение цилиндра и увеличивает мощность. В большинстве случаев на двигатель устанавливают специальные комплекты — как правило, компрессор и детали его привода. При этом необходимо понизить степень сжатия примерно на 30%. Недостатком является появление “турбоямы” — снижения крутящего момента на низких оборотах. Нагрузка на детали двигателя при наддуве существенно возрастает, что требует обязательного применения усиленной шатунно-поршневой группы 8 .
“Настройка” системы выпуска улучшает очистку цилиндров от отработавших газов и повышает коэффициент наполнения в определенном диапазоне оборотов двигателя 9 . Этого добиваются подбором длины выпускных трубопроводов. Считается наиболее эффективным применение выпускных трубопроводов (“пауков”) с патрубками одинаковой длины. Иногда четыре трубопровода от цилиндров сразу сводят в общую трубу. В другом случае сначала соединяют попарно выпускные патрубки первого и четвертого, затем второго и третьего цилиндров и уже потом их всех объединяют.
Прямоточный глушитель 10 применяют для снижения сопротивления выходу отработавших газов на средних и высоких оборотах. По эффективности глушения звука в большинстве случаев такой глушитель уступает штатному.
Перепрограммирование системы управления двигателем (чип-тюнинг) является вспомогательным методом и дает реальный результат когда используется для оптимальной настройки систем топливоподачи и зажигания при изменении фаз газораспределения, литража, степени сжатия и некоторых других параметров двигателя. Особенно эффективен чип-тюнинг при установке принудительного наддува.
Прямой эффект этого метода незначителен, так как основан на корректировке заводских программ электронных систем управления подачей топлива 11 и углами опережения зажигания. В электронный блок управления (контроллер) устанавливают микросхему с иной программой, а иногда перепрограммируют (“перепрошивают”) штатный чип. При этом увеличивается содержание несгоревших углеводородов в отработавших газах 12 . В случае использования бензина с тем же октановым числом возрастает вероятность детонации из-за установки более ранних углов опережения зажигания.
Увеличение рабочего объема цилиндра весьма эффективно, но требует серьезной переделки двигателя.
Литраж увеличивают тремя основными способами 13 :
- применением коленчатого вала с увеличенным радиусом кривошипа;
Увеличение степени сжатия положительно влияет на мощность двигателя, но это повышает требования к октановому числу топлива. С учетом фактических свойств применяемого топлива степень сжатия подбирают при доработке двигателя, иногда ее даже приходится уменьшать относительно заводской 14 .
Уменьшение механических потерь в основном направлено на снижение трения в паре “поршень с кольцами — гильза цилиндра” 15 . С этой целью осуществляют комплекс мероприятий, в частности применяют:
а – облегченный, Н-образного сечения;
- поршни с укороченной юбкой
а – облегченный, с укороченной юбкой;
- кольца заменяют на более узкие.
а – узкие для облегченных поршней;
- До начала работ необходимо решить, что, зачем и какой ценой желательно получить в результате тюнинга. Следует избегать переделок, которые не соответствуют принятому стилю и условиям вождения. Спортивный высокофорсированный двигатель будет провоцировать “дерганую”, нервную езду, что в условиях обычной эксплуатации нежелательно, а в некоторых случаях опасно.
Критерии выбора тюнинговой фирмы
- Положительные рекомендации компетентных специалистов и лиц, достойных доверия.
Полнота и открытость информации, предоставляемой исполнителем о способах доработки двигателя, а также о положительных и отрицательных последствиях проведения тех или иных мероприятий 16 .
- Наличие договора в письменной форме, где оговорены предусмотренный объем работ, конкретные результаты, методы их оценки, обязательства сторон и т.д.
1 С дальнейшим ростом оборотов крутящий момент снижается относительно максимальной величины из-за ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью.
2 В случае цепного привода распределительного вала разрезными выполняют приводные звездочки.
3 Наиболее эффективным является замена карбюратора системой впрыска и штатной головки блока цилиндров на шестнадцатиклапанную.
4 При такой доработке важно сохранить необходимый запас прочности стенок рубашки охлаждения и перемычки между седлами клапанов — самой теплонагруженной части камеры сгорания.
5 Недостаток таких изменений — больший износ втулок и возрастающая вероятность обрыва клапанов.
6 На низких оборотах при коротких патрубках наполнение уменьшается из-за снижения инерционного напора газов. Проблема решается установкой в трубопроводе заслонок с автоматическим приводом, направляющих воздух на низких оборотах по длинному пути, а на высоких — по короткому.
7 Увеличивают диаметр впускного канала и дроссельной заслонки.
8 Усиление шатунно-поршневой группы необходимо и при установке системы впрыска закиси азота, применяемого для кратковременного увеличения мощности двигателя.
9 Наиболее эффективна совместная настройка впуска и выпуска, но она требует высокой квалификации исполнителя и специального оборудования.
10 Прямоточным называется глушитель с низким сопротивлением (противодавлением) движению выхлопных газов. Входная труба одновременно является выходной, имеет постоянное проходное сечение и сообщается своей перфорированной частью с камерой глушителя, заполненной звукопоглощающим материалом.
11 Особенность бензинового двигателя заключается в том, что максимальная топливная экономичность получается на несколько обедненной смеси. Для обеспечения топливной экономичности на основных эксплуатационных режимах штатная система питания топливом обеспечивает смесь именно такого состава. И только когда педаль газа практически полностью нажата, смесь автоматически обогащается и двигатель развивает максимальную мощность. Если систему питания перестроить на создание обогащенной смеси на всех режимах, мощность двигателя возрастет, но и увеличится расход топлива.
12 Нейтрализатор отработавших газов, если он есть, может быть поврежден, так как рассчитан на работу при стехиометрическом составе смеси.
13 Если меняют литраж, прирост мощности пропорционален увеличению рабочего объема. Например, для двигателей ВАЗ с ростом объема на каждую 1/10 литра мощность возрастает на 2—3 кВт.
14 Например, при установке принудительного наддува или с увеличением литража двигателя.
15 Хороший эффект дает применение энергосберегающих масел.
16 Практикуемая в некоторых случаях установка защиты новой программы блока электронного управления при чип-тюнинге впоследствии может привести к исключению возможности определения и устранения неисправностей обычными методами.
Мощность и крутящий момент мотора в гаражных условиях измерить нереально. Максимальную скорость, даже паспортную, развивать на дорогах общего пользования запрещено, да и опасно. Но некоторые проверки, действуя с помощником, используя секундомер и мерную канистру, соблюдая разумную осторожность, можно осуществить на подходящем для этого участке дороги.
Разгон с места до 100 км/ч. Осуществив ускорение в привычной манере, определяют затраченное время.
Ускорение на высшей передаче с 80 до 110 км/ч и на предыдущей — с 60 до 80 км/ч (проверка “эластичности”). При равномерном движении с начальной скоростью нужно резко и полностью нажать на педаль газа и определить время до достижения необходимой величины.
Расход топлива за пробег автомобиля не менее 100 км по городу или загородному шоссе — там, где преимущественно эксплуатируется автомобиль. Перед поездкой бензобак заполняется “под пробку”, затем расход определяется по количеству долитого топлива.
Повторные испытания после доработки двигателя следует проводить на тех же участках дорог, при такой же загрузке автомобиля, погоде и состоянии покрытия.
Источники: http://wiki.zr.ru/%D0%94%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BA%D0%B0_%D0%B1%D0%B5%D0%BD%D0%B7%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8F
3 ≫
-
Увеличение рабочего объема — наиболее радикальный способ увеличения мощностных показателей двигателя.
Рабочий объем определяется количеством цилиндров, их диаметром и величиной перемещения (ходом) поршня. Поскольку количество цилиндров — величина неизменная, варьировать можно только два последних параметра.
Диаметр цилиндра определяется конструкцией двигателя. Для его увеличения в двигателях с чугунными блоками цилиндров (F3Rи ВАЗ) применяется расточка блока цилиндров для установки поршней большего диаметра с последующим хонингованием (нанесениеммикронеровностей) для задержки масляной пленки на рабочей поверхности стенки цилиндра. Наиболее просто изменение рабочего объема осуществляется в двигателях с алюминиевым блоком цилиндров и вставными мокрыми гильзами (двигатель УЗАМ). В этом случае для изменения диаметра цилиндра используют соответствующие новые гильзы, имеющиеся в ассортименте. Следует иметь в виду, что посадочный диаметр гильз для двигателя УЗАМ имеет различные типоразмеры — для двигателей УЗАМ-412 и УЗАМ-331.10 рабочим объемом 1.5 л применялись гильзы внутреннего диаметра 82 мм с посадочным диаметром 89 мм, а для двигателей УЗАМ большего рабочего объема — гильзы с посадочным диаметром 92 мм. Для установки гильз внутренним диаметром 85 мм в стандартный блок 1.5 л можно проточить наружный диаметр посадочной части гильзы до 89 мм; в продаже также встречаются уже проточенные гильзы внутренним диаметром 85 мм под блок цилиндров 1.5. Установить в такой блок без его доработки гильзы внутренним диаметром 88 мм невозможно, т.к. толщина стенки получается всего 0,5 мм. Однако можно расточить блок цилиндров 1.5 л под установку гильз с посадочным диаметром 92 мм, но это требует применения сложного специального оборудования. Блоки же цилиндров рабочим объемом более 1.5 л имеют посадочные места под гильзы диаметром 92 мм, поэтому в них можно установить гильзы как с внутренним диаметром 85 мм, так и с внутренним диаметром 88 мм.
Необходимо иметь в виду, что до 1992 г. блоки цилиндров УЗАМ для двигателей с рабочим объемом 1.5 л выпускались для установки гильз с посадочным диаметром 89 мм и уплотнительной медной прокладкой между гильзой и головкой блока цилиндров. Позже эти прокладки были исключены во избежание коррозии в этом месте вследствие образования гальванической пары на участке силумин-медь-чугун, а блок цилиндров стал выполняться с более высокой посадкой под гильзы на величину толщины этих прокладок. Поэтому при установке проточенных гильз в блоки цилиндров УЗАМ, выпущенных до 1992 г., необходимо также установить медные прокладки. В любом случае необходимо проконтролировать выступание гильз из блока на соответствие заданным параметерам.
Для увеличения хода поршня в цилиндре применяют измененный коленчатый вал с увеличенным радиусом кривошипа. Существует большой выбор коленчатых валов для двигателей ВАЗ и УЗАМ, как стандартных, так и изготавливаемых тюнинговыми фирмами. Для двигателей УЗАМ выпускаются стандартные стальные коленчатые валы с радиусами кривошипа 35, 37.5 и 40 мм, обеспечивающие ход поршня соответственно 70, 75 и 80 мм. Фирма «Автотехнология» изготавливает коленчатые валы из высокопрочного чугуна ВЧ-70 с радиусом кривошипа 42.5 мм для двигателей УЗАМ, обеспечивающий ход поршня 85 мм. Эта величина хода поршня для данного двигателя является предельной, т.к. при больших его значениях нагрузки при перекладке поршня превышают допустимые.
При значительном форсировании двигателей УЗАМ применяют гильзы и поршни от автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-3110, предварительно расточив посадочное отверстие в блоке цилиндров под гильзу. При использовании гильз такого большого диаметра необходимо выполнить доработку ГБЦ, заключающуюся в упрочнении каналов в местах сопряжения гильзы с ГБЦ посредством их частичной заварки.
Ниже показаны примеры комбинаций диаметра цилиндра камеры сгорания и хода поршня для различных двигателей УЗАМ и их рабочий объем. В скобках показаны индексы названия двигателей, если двигатели в такой комбинации выпускались.
ВАРИАНТЫ КОМПОНОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ УЗАМ
Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм
82 1479(УЗАМ-412,331.10) 1584(УЗАМ-0102) 1649 1861
85 1589 1702(УЗАМ-3317) 1816(УЗАМ-3313,3318) 1929
88 1703(УЗАМ-327) 1825 1946 (УЗАМ-248, 3320) 2068
92* 1861 1994 2127 2260
НЕ МОГУ ВЫРОВНИТЬ КОМУ НАДО ТОТ ПОЙМЕТ!
применение поршней диаметром 92 мм требует серьезной доработки конструкции головки блока цилиндров
Двигатели ВАЗ выпускаются рабочим объемом 1.3, 1.5, 1.6, 1.7 и 1.8. Серийно на автомобилях «Москвич» применялись двигатели ВАЗ с рабочим объемом 1.6 (2106) и 1.8 (2130).
ВАРИАНТЫ КОМПОНОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВАЗ
Модель двигателя 2106 21213 2130 21203
рабочий объем 1568 1689 1774 1985
диаметр цилиндра 79 82 82 82
ход поршня 80 80 84 94
Увеличение рабочего объема двигателей ВАЗ за счет увеличения диаметра цилиндра трудно реализуемо в связи с близостью каналов системы охлаждения к стенкам чугунного блока цилиндров.
При выборе конфигрурации двигателя в процессе увеличения его рабочего объема выбирают между «длинноходным» и«короткоходным» вариантами, определяющими, какой из параметров — ход поршня ( «длинноходный» вариант) или диаметр цилиндра («короткоходный» вариант) преимущественно будет увеличиваться. При этом не следует забывать, что рабочий объем двигателя влияет не только на величину максимальной мощности, но и на то, при каких оборотах будут получены максимальные значения мощности и крутящего момента. В общем случае, при увеличении хода поршня максимальные значения мощности и крутящего момента достигаются при меньших значениях оборотов двигателя. К тому же, более «длинноходный» двигатель обеспечивает меньшее значение максимальной мощности, но большее значение крутящего момента по сравнению с«короткоходным». «Короткоходные» двигатели при этом достигают максимальной мощности при более высоких оборотах и при том же рабочем объеме развивают большую мощность, но почти всегда это сопровождается меньшими значениями крутящего момента на низких оборотах [19].
В разное время преобладали различные тенденции при увеличении рабочего объема двигателей. Так, в 70-х годах был разработан и прошел полный цикл испытаний «короткоходный» двигатель УЗАМ-327 рабочим объемом 1.7 л. По ряду причин этот двигатель не был запущен в производство, а позже появился более «длинноходный» вариант двигателя с рабочим объемом 1.7 с индексом 3317, выпускавшийся с двумя вариантами поршней — первоначально с поршнями, имеющими клиновидную поверхность без проточек и уникальной головкой блока цилиндров, а позже — с поршнями с поверхностью в форме усеченных конусов с проточками под клапана, рассчитанный на унифицированную головку блока цилиндров. Конструкция поршней в этих разновидностях двигателя невзаимозаменяема и поршни старой конструкции могут использоваться только с уникальной головкой блока цилиндров и не могут использоваться с унифицированной головкой.
Выбор поршней при форсировании двигателя
В случае увеличения рабочего объема двигателя с получением«стандартных» вариантов (например, при переходе на следующий уровень двигателей УЗАМ) есть возможность использования стандартных поршней. Разновес поршней в одном двигателе не должен превышать 3 г, стандартные поршни подразделяются на 4 весовых группы, номер которой выбит на днище поршня. Для поршней, поставляемых в з/ч, вместо номера группы указывается непосредственно масса поршня в граммах.
Однако для реализации нестандартных вариантов встает вопрос изготовления нестандартных поршней. Обычно такие поршни изготавливают специализированные фирмы (например, фирма«Автотехнология») методом ковки или изотермической штамповки. При этом выбирают между стандартными (литыми) и штампованными поршнями. Бытует мнение о неоспоримых преимуществах кованых поршней, однако это не совсем так.
В стандартных и умеренно-форсированных двигателях литые поршни обеспечивают большую мощность, чем кованые [19]. Происходит это по следующим причинам:
— литые поршни имеют имеют меньший износ канавок для поршневых колец и очень малую теплопроводность, оставляя больше тепла в камере сгорания, что улучшает термический КПД двигателя;
— литые поршни обеспечивают меньший зазор в цилиндре и обеспечивают более стабильное положение поршневых колец;
— литые поршни в большинстве случаев легче кованых;
— литые поршни имеют существенно меньшую стоимость.
Для двигателей повседневного применения литые поршни более предпочтительны. Лишь при работе двигателя постоянно при высоких нагрузках и повышенной температуре предпочтительнее использование кованых поршней [19]. Если удельная мощность и другие особенности конструкции двигателя, например, уникальный размер, форма или положение относительно поршневого пальца, требуют применения кованого поршня, необходимо обеспечить требуемый рабочий зазор между поршнем и стенкой цилиндра, что для кованых поршней является технически непростой задачей в связи с тем, что зачастую кованые поршни изготавливаются из сплавов с высоким коэффициентом термического расширения. Такие поршни будут обладать стабильными характеристиками при высоких температурах и больших оборотах, но в обычном режиме движения их показатели невысоки — поршни, имеющие большие зазары между поршнем и стенками цилиндра в холодном двигателе, отрицательно влияют на топливную экономичность и увеличивают расход масла и токсичность выхлопных газов [19].
При выборе поршня необходимо обеспечить возможно меньший зазор у его юбки при всех, а не только «щадящих» условиях эксплуатации. Чем больше термическая стабильность сплава материала поршня, тем меньше поршень будет расширяться при нагревании и тем меньше будет минимально гарантированный зазор между поршнем и стенкой цилиндра.
Для продления срока службы поршней иногда применяют их покрытие специальными материалами — твердыми молекулярными покрытиями или керамикой. Получение твердого молекулярного покрытия подобно процессу металлизации. Такие покрытия имеют очень жесткую поверхность, которая хорошо отражает тепло. Керамика же поглощает тепло, но только в слоях, близких к поверхности. Эти слои в конечном счете действуют как очень эффективные изоляторы, удерживая тепло и предотвращая его проникновение в материал поршня. Нанесение керамического покрытия на верхнюю часть поршня предотвращает поглощение тепла головкой поршня. Непоглощенное тепло удерживается в камере сгорания и увеличивает давление газов, повышая термический КПД двигателя. Покрытие днища поршня способствует увеличению мощности двигателя на 4-8% [19]. Кроме того, головка поршня с покрытием намного меньше чуствительна к тепловыделению, вызванному детонацией.
Немаловажное значение имеет также форма поршня. Поршни с плоским днищем обеспечивают лучший фронт пламени в камере сгорания, чем поршни с выпуклым или вогнутым днищем.
Подбор поршневых колец
Особое внимание следует уделить подбору поршневых колец для форсируемого двигателя. Общим направлением в конструкциях высококачественных поршней является использование узких поршневых колец. Считается, что тонкое кольцо предотвращает вибрацию колец на высоких оборотах и уменьшает трение в цилиндре. Однако при этом тонкие кольца вследствие меньшей поверхности соприкосновения со стенкой цилиндра оказывают на стенки большее давление, такие кольца вызывают ускоренный износ цилиндров и самих колец. Поэтому если двигатель не используется преимущественно при оборотах более 6000 1/мин, предпочтительнее использовать широкие кольца. Практически улучшение характеристик двигателя при использовании тонких колец столь невелико, что может быть обнаружено только на испытательном стенде или при большом количестве испытательных заездов [19].
При изготовлении поршней важно также положение поршневых колец в поршне, особенно положение верхнего кольца. Если верхнее кольцо расположено высоко на поршне около его верхней части, характеристики двигателя будут лучшими вследствие того, что меньший объем недоступных газов будет захвачен в перемычке между кольцами. Однако если кольцо расположено слишком близко к верхней части поршня, то тонкая перемычка над канавкой кольца может перегреться и разрушиться, так как верхнее поршневое кольцо и перемычка над ним работают в очень жестких условиях. Верхнее кольцо не только должно обеспечивать качественное уплотнение у рабочих поверхностей при очень высоких температурах, но и работает в окружении высокотемпературных газов, сохраняя свою упругость и хорошее уплотнение, что определяет технологию производства и металлургические особенности колец [19].
Материал кольца должен иметь низкий коэффициент трения, хорошие характеристики против заедания и низкий коэффициент износа. Одним из первых эффективных материалов, используемых для поршневых колец, был ковкий чугун. Он хорошо сочетается с характеристиками чугуна, используемого в блоке цилиндров, а его пористая структура хорошо удерживает масло, уменьшая износ. Широко также применяется его разновидность — пластичный чугун, обладающий большинством качеств чугуна и кроме того может гнуться, что упрощает установку колец.
В форсированных двигателях применяются более сложные по конструкции кольца. Первоначально на чугунные кольца наносился слой хрома, помогающий противостоять истиранию и заеданию даже при очень высоких температурах и больших давлениях, к тому же обеспечивающий очень высокую износоустойчивость. Недостатком хромированных колец является их очень высокая твердость — необходимо очень точно выдержать размеры цилиндра для нормальной работы таких колец. Позже стали применять кольца из нержавеющей стали — в этот материал входит большое количество хрома, поэтому кольца из нержавеющей стали обладают большинством свойств хромированных чугунных колец [19]. Нержавеющая сталь противостоит высокой температуре лучше, чм хромированный чугун.
Для увеличения срока службы колец и обеспечения их быстрой приработки появились молибденовые кольца — кольцо с основой из чугуна с молибденовым покрытием. Молибден обладает противоизносными слоями хрома и зачастую превосходит их, эти кольца долговечнее, легко прирабатываются, более надежны. В настоящее время молибденовые кольца наиболее широко применяются в форсированных двигателях.
Существуют также керамические поршневые кольца из твердого и износостойкого неметаллического материала, однако их применение в двигателях пока сталкивается с трудностями сопряжения таких колец со стенками цилиндра, эта технология в настоящий момент находится в стадии развития.
Кроме материала поршневого кольца важное значение имеет его конструкция. Например, кольцо может иметь преднамеренное небольшое перекручивание, т.е. верхняя и нижняя поверхности кольца не лежат плоско в канавке, а слегка наклонены, и только верхний или нижний край рабочей поверхности кольца контактирует с отверстием цилиндра. Кольца сконструированы таким образом, чтобы ускорить приработку поверхностей поршневых колец и стенок цилиндров и помогать уплотнению кольца в верхней и нижней частях канавки. Величина перекручивания кольца очень незначительна и обычно получается путем стачивания фаски на внутреннем крае кольца. Фаска уменьшает небольшие напряжения вдоль внутреннего края и позволяет кольцу неравномерно ослабиться, приводя к его незначительной деформации, вызывающей требуемое перекручивание [19].
Для улучшения уплотнения цилиндров от повышенного давления газов также применяют сверление в верхней части поршня ряда очень мелких отверстий, доходящих до внутренней части канавки верхнего компрессионного кольца. Когда в цилиндре появляется давление, газы проходят через эти каналы и прижимают верхнее компрессионное кольцо к стенке цилиндра, обеспечивая очень хорошее уплотнение, но увеличивая износ цилиндра в его верхней части. Однако при этом весьма значительно увеличивается трение колец о стенки цилиндра, что приводит к дополнительным потерям.
Второе компрессионное кольцо обеспечивает дополнительное уплотнение для газов, прошедших через верхнее кольцо, поэтому их рабочие давление и температура существенно меньше, и, как следствие, требования к материалам их изготовления существенно ниже. Однако второе кольцо имеет важную дополнительную функцию — помогает маслосъемному кольцу, действуя как «скребок», предотвращая попадание масла в камеру сгорания и возникновение детонации. Иногда эти кольца спесиально делают скошенными, так, чтобы скос был меньше у верхнего края кольца, что помогает работе маслосъемного кольца — такое кольцо будет двигаться поверх масла при движении поршня вверх и будет удалять его при движении вниз.
Нередко применяют вторые компрессионные кольца без зазора, точнее — с очень маленьким зазором — при их использовании двигатель быстрее прирабатывается и выдает несколько большую мощность, так как предотвращает потери мощности за счет уменьшения прорыва картерных газов [19].
Важное значение также имеет конструкция маслосъемного кольца. Моторное масло, остающееся в камере сгорания, уменьшает октановое число топлива, что может приводить к детонации, а также приводит к образованию нагара в камере сгорания и на днище поршня, что вызывает снижение мощности двигателя. Хорошее маслосъемное кольцо поддерживает свои верхнюю и нижнюю кромки центральным разделителем. В дешевых кольцах используются волнообразные разделители верхней и нижней кромок, однако это не обеспечивает правильного положения кромок — при увеличении оборотов двигателя силы инерции стремятся распрямить волнообразный разделитель и кольцо вкручивается внутрь канавки, а масло проходит поверх кромок.
Обычно при форсировании двигателя используют стандартные для данной модели двигателя шатуны. Однако необходимо оценить их состояние. Разновес шатунов в одном двигателе не должен превышать 4 г, излишки металла следует удалить. Для этого на шатуне имеются большие балансировочные подушки на обеих концах шатуна. Желательно добиться минимально возможной массы всех шатунов, удаляя металл с этих подушек и постоянно при этом производя его взвешивание.
Изогнутые и даже незначительно деформированные шатуны будут уменьшать мощность двигателя, т.к. они держат поршень под углом, увеличивая трение. Разумеется, обязательно должно быть проверено совмещение шатунов перед сборкой двигателя, а также размер большого отверстия шатуна — если шатун подвергался повышенным нагрузкам или детонации, отверстие в головке шатуна может быть деформировано или увеличено. Также следует проверить шатуны на наличие трещин.
Если двигатель предполагается эксплуатировать на высоких оборотах, то лучше подобрать шатуны с отверстием большого конца таким, чтобы оно укладывалось в нижний предел допуска, что увеличивает сжатие шатунного подшипника.
Необходимо также обратить внимание на болты шатунов — если эти болты растянулись под нагрузкой, то это ослабит зажим и может привести к проворачиванию вкладышей. Если при разборке двигателя обнаружено, что вкладыши проворачивались, не следует повторно использовать этот шатун.
Comments 6
А теперь ребята объясните ка мне пожалуйста если это возможно где эта блин фирма автотехнология, и где мне найти этот чудо вал с кривошипом 42,5 мм на уфу? ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ нужен.
интернет в помощь
Если бы всё было так просто
просто берешь и гуглишь
Идеальное толкование!(для начинающих Grasias senior
вообще то я для себя добавил чтобы потом не искать
Источники: http://www.drive2.com/b/652405/