top of page

Механический наддув

 

Механические нагнетатели (по англ. supercharger) позволяют довольно простым способом существенно поднять мощность мотора. Имея привод непосредственно от коленчатого вала двигателя, компрессор способен закачивать воздух в цилиндры при минимальных оборотах и без задержки увеличивать давление наддува строго пропорционально оборотам мотора. Но у них есть и недостатки. Они снижают КПД ДВС, так как на их привод расходуется часть мощности, вырабатываемой силовым агрегатом. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Системы механического наддува занимают больше места, требуют специального привода (зубчатый ремень или шестеренчатый привод) и издают повышенный шум.Существует два вида механических нагнетателей: объемные и центробежные. Типичными представителемя объемных нагнетателей являются нагнетатель Roots и компрессор Lysholm.Конструкция Roots напоминает масляный шестеренчатый насос. Два ротора вращаются в противоположные стороны внутри овального корпуса. Оси роторов связаны между собой шестернями. Особенность такой конструкции в том, что воздух сжимается не в нагнетателе, а снаружи – в трубопроводе, попадая в пространство между корпусом и роторами. Основной недостаток – в ограниченном значении наддува. Как бы безупречно ни были подогнаны детали нагнетателя, при достижении определенного давления воздух начинает просачиваться назад, снижая КПД системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способов борьбы немного: увеличить скорость вращения роторов либо сделать нагнетатель двух- и даже трехступенчатым. Таким образом можно повысить итоговые значения до приемлемого уровня, однако многоступенчатые конструкции лишены своего главного достоинства – компактности. Еще одним минусом является неравномерное нагнетание на выходе, ведь воздух подается порциями. В современных конструкциях применяются трехзубчатые роторы спиральной формы, а впускное и выпускное окна имеют треугольную форму. Благодаря этим ухищрениям нагнетатели объемного типа практически избавились от пульсирующего эффекта. Невысокие скорости вращения роторов, а следовательно, долговечность конструкции вкупе с низким шумом привели к тому, что ими щедро оснащают свою продукцию такие именитые бренды, как DaimlerChrysler, Ford и General Motors. Объемные нагнетатели поднимают кривые мощности и крутящего момента, не изменяя их формы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Они эффективны уже на малых и средних оборотах, а это наилучшим образом сказывается на динамике разгона. Проблема лишь в том, что подобные системы очень прихотливы в изготовлении и установке, а значит, довольно дороги.

Еще один способ нагнетать во впускной коллектор воздух под избыточным давлением в свое время предложил инженер Лисхольм (Lysholm). Его детище окрестили винтовым нагнетателем, или «double screw» (двойной винт). Конструкция наддува Лисхольма чем-то напоминает обычную мясорубку. Внутри корпуса установлены два взаимодополняющих винтовых насоса (шнека). Вращаясь в разные стороны, они захватывают порцию воздуха, сжимают и загоняют ее в цилиндры. Характерна такая система внутренним сжатием и минимальными потерями, благодаря точно выверенным зазорам. Кроме того, винтовые наддувы эффективны практически во всем диапазоне оборотов двигателя, бесшумны, очень компактны, но чрезвычайно дороги из-за сложности в изготовлении. Однако ими не брезгуют такие именитые тюнинг-ателье, как AMG или Kleemann.Центробежные нагнетатели по конструкции напоминают турбонаддув. Избыточное давление во впускном коллекторе также создает компрессорное колесо (крыльчатка). Его радиальные лопасти захватывают и отбрасывают воздух в окружной тоннель при помощи центробежной силы. Отличие от турбонаддува лишь в приводе. Центробежные нагнетатели страдают аналогичным, хотя и менее заметным инерционным пороком, но есть и еще одна важная особенность. 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фактически величина производимого давления пропорциональна квадрату скорости компрессорного колеса. Проще говоря, вращаться оно должно очень быстро, чтобы надуть в цилиндры необходимый воздушный заряд, порой в десятки раз превышая обороты двигателя. Эффективен центробежный нагнетатель на высоких оборотах. Механические «центробежники» не так капризны в обслуживании и долговечнее газодинамических собратьев, поскольку работают при менее экстремальных температурах. Неприхотливость, а следовательно, и дешевизна конструкции снискали им популярность в сфере любительского тюнинга.Схема управления механическим нагнетателем довольно проста. При полной нагрузке заслонка перепускного трубопровода закрыта, а дроссельная открыта — весь поток воздуха поступает в двигатель. При работе с частичной нагрузкой дроссельная заслонка закрывается, а заслонка трубопровода открывается — избыток воздуха возвращается на вход нагнетателя. Входящий в схему охладитель наддувочного воздуха (Intercooler) является почти непременной составной частью не только механических, но и газотурбинных систем наддува. При сжатии в компрессоре (либо в нагнетателе) воздух нагревается, в результате чего его плотность уменьшается. Это приводит к тому, что в рабочем объеме цилиндра воздуха, а, следовательно, и кислорода, по массе помещается меньше, чем могло бы поместиться при отсутствии нагревания.Поэтому сжатый воздух перед подачей его в цилиндры двигателя предварительно охлаждается в интеркулере. По своей конструкции это обычный радиатор, который охлаждается либо потоком набегающего воздуха, либо охлаждающей жидкостью. Понижение температуры наддувочного воздуха на 10 градусов позволяет увеличить его плотность примерно на 3%. Это, в свою очередь, позволяет увеличить мощность двигателя примерно на такой же процент. 

Турбирование на понятном языке


1. Во-первых нужен новый выпускной коллектор, на который можно будет установить турбокомпрессор. Если ваша модель машины распространенная, то скорее всего можно купить готовый коллектор под турбину. Также его можно изготовить самостоятельно при наличии навыков работы со сваркой, трубами и так далее. Ещё можно подобрать похожий и подогнать или же изготовить из стандартного. Отличие выпускного коллектора к турбине от обычного в том, что он направляет выхлопные газы не в приёмную трубу глушителя, а в турбину, чтобы привести её в движение, а только потом из турбины выхлопные газы попадут в выпускную систему. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Так как воздуха машина с турбиной должна вдыхать больше нужно подобрать новый воздушный фильтр больших размеров(подобрать его несложно) после чего либо переделать стандартную коробку воздушного фильтра чтобы новый в неё влез, либо изготовить новую, или подобрать готовую коробку с фильтром от более крупнолитражной тачки. Другой вариант-нулевик конечно же. А необходима замена фильтра по нескольким причинам: во-первых при увеличении расхода воздуха стандартный воздушный фильтр будет загрязняться намного быстрее, во-вторых пропускной способности малообъёмного фильтра будет нехватать, что не дасть полностью раскрыть турбопотенциал, да и нагрузка на турбину будет больше, оть и ненамного. Кроме фильтра и корпуса фильтра желательно заменить впускной воздуховод к фильтру на более крупный по диаметру. 

3. В зависимости от модели выбранной турбины помимо четырех больших отверстий для впуска/выпука воздуха и впуска/выпуска выхлопных газов вы обнаружите на ней два или четыре(четыре встречается реже) места для крепления патрубков. Если у вас их два — это впускное отверстие для масла(верхнее) и сливное(соответственно нижнее). Масло выполняет одновременно и смазывающую и охлаждающую функцию, в приёмное отверстие нужно подключить патрубок( на входное можно поставить армированный) от двигателя подсоеденив его туда где маслянный насос двигателя создаёт давление. Узнать где это такие места и есть ли свободные (обычно закрыты болтами-заглушками) поможет раздел "система смазки" руководства по эксплуатации автомобиля или в интернете, но они есть обычно на двигателях, у которых есть турбо- или турбо-дизельные аналоги на том же блоке. Если свободных нет, то можно найти уже занятые и воспользоваться тройником или установить вместо маслянного фильтра проставку с фланцами под трубки, на которую потом прикручивается сам фильтр, это универсальный вариант, активно используется, продается в интернете, любой размер. Сливное отверстие нужно патрубком соеденить с соответствующим отверстием двигателя. если такого опять же нет, можно сделать новое, главное не перестараться). Масло турбине нужно в больших количествах потому как в ней нет обычных подшипников, их заменяет подшипник сколжения, представляющий из себя что-то наподобие металлической втулки, и выходит что вал турбины вращается на масляной подушке. сальников в турбине тоже нет, потому как если уплотнительные кольца турбины в хорошем состоянии масло не прорывается ни в сторону турбины ни в сторону копрессора из-за того что там давление выше чем в масляной системе. После подключения масляной системы нужно долить в двигатель масло. Потом завести двигатель, прогреть. Но только на холостах оборотах чтобы турбина не работала на сухую и насос двигателя прогнал по ней масло. Если же отверстия четыре, то другие два из них нужны под охлаждающую жидкость, откуда её подвести я думаю любой найдет без проблем. 

4. Переходим к воздушной системе. Подсоединить нужно ко впускному отвертию копрессора патрубок от воздушного фильтра(предварительно конечно смонтировав фильтр) и пустить трубу ко впускному коллектору. Лучший вариант-цельнометаллическая аллюминиевая труба, так как при сжатии воздух нагревается, а аллюминий будет хорошо отдавать тепло окружающей среде. можно использовать прямые аллюминиевые фрагменты, а изгибы из толстых прочных (например силиконовых) шлангов. А можно и полностью из шлангов сделать воздуховод. Важно сделать воздуховод с наименьшим количеством поворотов и минимальным количеством изменений диаметра фрагментов, потому как это затрудняет прохождение воздуха. Для этого нужно заранее продумать где будет располагаться каждый элемент турбосистемы. Можно подсоединить воздуховод копрессора напрямую к воздухоприёмнику инжектора, но значительно больший прирост мощности можно получить если между компрессором и впуском в разрез воздуховода установить интеркулер, но с турбиной (не механическим наддувом) интеркулер вообще необходим обязательно. Кроме прироста мощности это еще и понизит температурный режим двигателя и снизит его износ. Интеркулер-воздушный радиатор, проходя через который воздух охлаждается, благодаря чему объём воздуха уменьшается и в циллиндры его можно затолкать больше, что даст более полное сгорание топлива и тем самым повысит мощность двигателя. Кроме того более низкая температура воздуха понизит вероятность детонации, что даст более ровную работу движка и и бережёт его. кулер можно заказать в тюнинговых магазинах в интернете, можно подобрать в магазине от турбированных моделей, найти на разборке. 

5. Следующий этап блоу-офф(Blow-off). Это клапан сброса избыточного давления. Когда вы отпускаете педаль газа обороты двигателя падают, расход воздуха падает, но вал турбины из-за инерции совсем не сразу снижает свою скорость. Из-за того давление в воздуховоде возрастает, так как мотор не справляется с объёмом поподающего в него воздуха. Это даёт большую нагрузку на двигатель(детонация, температура), воздуховоды, крыльчатку турбины и ухудшает сгорание топлива. Блоу-офф это клапан, который открывается при возрастании давления в воздушной системе издавая при этом характерный свистящий "пшик" например при сбросе газа при переключении передач или просто когда вы отпускаете акселлератор. Есть множество вариантов блоу-оффов в магазинах, можно сделать самодельный либо с пружиной либо связав его с дроссельной заслонкой так, чтобы он открывался когда акселлератор отпускается в положение холостого хода или чуть большего газа. Ставится клапан в разрез между компрессором и интеркулером. Есть и другой вариант-байпасс(Bypass) клапан. он выпускает лишний воздух не в атмосферу а во впускной канал компрессора по трубке. Также проблемой лишнего давления занимается встроенный в горячую часть турбины механизм(если есть). при превышении давления в холодной улитке он перемещает пециальную заслонку внутри турбины, которая отправляет выхлопные газы в обход лопаток турбины в глушитель( или же изменяет геометрию наклона лопаток), тем самым сбрасывая обороты вала компрессора, сопротивление выпускной системы и понижая давление на впуске. 

6. Для эффекта от использования турбины нужно понизить степень сжатия в циллиндрах двигателя. Для этого можно использовать иные поршни, можно расточить камеры сгорания, в общем нужно каким-либо способом увеличить объем камеры сгорания всвязи с увеличением колличества смеси из-за большего количества воздуха. Можно даже использовать толстую стальную "прокладку" под ГБЦ, что немного её приподимет, главное учтите длину и тепловое расширение болтов крепления головы, соответственный момент затяжки и прочность — таковы требования . 

7. Отрегулировать ХХ, количество подаваемого топлива, воздуха, зажигание, обеспечив наиболее ровную работу двигателя без детонации и с максимально близким к желаемому харатеру работы. Здесь куча всего — может понадобиться и пригодиться — регуляторы давления топлива, прошивки или тюнинговые ЭБУ, форсунки, заслонки, в общем конструкция двигателя и тесты подскажут чего не хватает. 

8.Далее могут быть установлены буст-контроллер, датчики и прочие девайсы для контроля и снятия максимума мощности с системы. Но в основной набор это уже не входит) Так же из пожеланий неплохо бы потавить прямоточный выпуск увеличенного диаметра, чтобы легче "толкать газы", и довести всю остальную техчасть машины на новый уровень нагрузок. 

Маслокулер или как правильно охлаждать.

Что такое комплект маслокулера, для чего он нужен, из чего состоит и как его можно собрать подешевле. 

  • При эксплуатации автомобиля в овощных условиях «по городу» температура масла находится в пределах нормы. Поэтому если твои перемещения ограничиваются поездкой до работы, вечером с работы, а по выходных до Ашана со скоростью 60 км/ч, можешь не переживать, инженеры все хорошо просчитали, и, пожалуй, эта тема твоему авто никчему, и можешь прочитать в порядке общего развития.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Масло в двигателе начинает перегреваться, например, при активной езде, с выкручиванием двигателя до максимальных оборотов в продолжительный промежуток времени, либо просто при активной езде по городу, когда он не успевает «остыть», тем кто «тюнингует» свой мотор, также стоит обратить внимание на температуру масла, ибо повышенные нагрузки, на которые не расчитан мотор могут приводить к повышенному тепловыделению Стоит отметить, что не у всех авто есть склонность к перегреву, все зависит от конкретной модели.

 

  • Нормальной температурой масла считается примерно до 100 градусов по цельсию. И у всех авто перегрев выражается по разному, например субаристы на злых импрезах начинают переживать уже при 110 градусах, а тойотовский 4A-GE в toyota levin на кольцевом треке за 10 минут может нагреть масло до 150 градусов!!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Последствия перегрева масла весьма печальны. Во-первых масло становится жидким, теряет свои свойства, начинает «гореть», следует его по возможности сразу же заменить. Во-вторых это реакция самого двигателя на это безобразие, повышеный износ, залегание колец, со временем езда на таком масле приведет к сизому дыму из выхлопной трубы и диким расходом масла.

 

  • Датчики температуры и давления масла. Если в твоем авто с завода не предусмотрен датчик температуры масла, и тебе интересно как себя чувствует двигатель, необходимо установить дополнительный датчик. Я считаю лабораторной точности не требуется, поэтому можно купить как дешевый китайский вариант, вроде «авто гаги», «pro sport», так и более дорогие «Srti», или высший класс, с погрешностью в 1% это Defi, HKS, Apexi… их на самом деле много. Причем в комплекте с датчиком температуры масла посоветую еще поставить датчик давления, он более дорогой чем температурный, но не менее важен. При нагревании масла теряется его вязкость, соответственно и давление в системе сразу понижается. Да и мало ли чего может случиться, не дожидаясь загорания аварийной лампочки давления ты сразу увидишь что есть непорядок и успеешь заглушить двигатель.

 

  • Итак, ты установил датчик и видишь что температура масла тебя не устраивает, она слишком высока, значит тебе необходим комплект для охлаждения масла — маслокулер. Ни в коем случае нельзя устанавливать маслокулер без датчиков, если не мониторить температуру, можно заморозить двигатель, и тогда ему будет только хуже. Комплект кулера передставляет собой проставку под масляный фильтр, в которую вкручиваются датчики, и к которой фитингами подключаются два шланга, идущие к масляному радиатору. Сам радиатор крепится в передней части авто, месторасположение его не принципиально, главное чтобы он был под обдувом проходящего воздуха, и чем короче шланги до него — тем лучше. Самый качественный вариант — это купить готовый брендовый комплект, к примеру фирмы GREX. Но увы, не каждый готов отдать по 15 тысяч и более за радиатор со шлангами. Поэтому посоветую как можно собрать самому комплект несколько дешевле.

 

  • Проставка под масляннй фильтр. Бывают простые и с термостатом, соответственно цена дешевых китайских вариантов без термостата находится в районе 50-100$. С термостатом цены начинаются от 150$. Термостат нужен для того, чтобы не гонять холодное масло в радиатор, и зимой полезно. Проставку без термостата в холодное время года желательно снимать.

 

  • Шланги и фиттинги. На шлангах и фиттингах бывалые гуру ни в коем случае не советуют экономить и советуют брать только бренд, к примеру Summit Racing.

 

  • Радиатор. В зависимости от степени неообходимого охлаждения каждый сам себе выбирает размер и количество рядов кулера. Здесь можно брать и китай, но не самый дешевый треш, от которого проседает давление, а проверенного производителя.

 

  • Стоимость собранного комплекта на китайских проставке без термостата и радиаторе, с брендовыми шлангами и фитингами Summit Racing будет в районе 9-12 тысяч рублей.

Стоит ли турбировать карбюраторный двигатель?


Сначала ответим на последний вопрос. Система турбонаддува повышает мощность мотора за счет подачи в цилиндры большего количества как воздуха, так и топлива. При сгорании большего объема топливо-воздушной смеси выделяется больше энергии, поэтому в цилиндрах выше давление газа, и он сильнее давит на поршень. Вот и весь секрет. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Турбонаддув прочно прижился в двигателях с впрыском топлива, как бензиновых, так и дизельных. Прочного союза турбонаддува с карбюраторным мотором не получилось по причине проблем с организацией воздухопотоков, которые обеспечивают поступление топлива из жиклеров во впускной коллектор. Теоретически турбонаддув можно установить и на двигатель с карбюраторной системой питания, но на практике возникает очень много трудностей. 

Во-первых, чтобы избежать переобеднения топливо-воздушной смеси, придется установить новые топливные жиклеры повышенной производительности (с отверстием увеличенного диаметра). Не так просто подобрать жиклеры разных систем карбюратора, чтобы двигатель нормально работал на всех режимах. 

Во-вторых, давление наддува на разных оборотах должно быть разным, иначе из-за переизбытка воздуха во впускном коллекторе существенно замедлится поток воздуха, проходящего через диффузоры, что может привести к уменьшению или даже прекращению подачи топлива. 

В заводских турбированных карбюраторных двигателях, которые выпускались в малом количестве и очень давно, карбюратор изначально рассчитан на работу с турбиной. Обычные карбюраторы для безнаддувных моторов не подготовлены к работе в паре с турбиной. 

В-третьих, степень сжатия турбированных двигателей меньше, чем у атмосферных, – например, не 10-11, а 8,8-9,5. Благодаря этому уменьшено до безопасных величин давление в цилиндрах на такте сжатия и снижена вероятность детонационного сгорания топлива. Поэтому при данной реконструкции желательно уменьшить и степень сжатия – увеличить объем камеры сгорания, установив под головку блока дополнительную прокладку. 

Существует и ряд других минусов, из-за которых эксплуатация карбюраторного двигателя с «неродной» турбиной будет доставлять массу проблем. Да и ресурс мотора может заметно снизиться. 

Турбо кит


Самый радикальный способ увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания является установка на них турбонаддува. Возможно двоекратное –троекратное увеличение мощности, в зависимости от величины устанавливаемых турбин и настройки двигателя. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 


С точки зрения классификации все турбокиты можно разделить на две категории: Upgrade-системы и Null-системы. Первые предназначены для дальнейшего увеличения мощности автомобилей уже изначально оснащенных турбиной или компрессором. Вторые – устанавливаются на атмосферные моторы. 

Монтаж турбокита выглядит так: взамен выпускного коллектора устанавливается другой, с фланцем для турбины (и внешнего клапана сброса избыточного давления, если требуется достижение большой мощности), затем на него „вешают” турбину. Вход „горячей улитки” соединяют с выпускной системой (измененной штатной либо полностью новой). Вход нагнетающей (компрессорной) „улитки” присоединяют к воздушному фильтру, а выход, через который воздух под давлением нагнетается в мотор, – к интеркулеру. Именно из него охлажденный поток воздуха поступает к дроссельной заслонке. При небольшой производительности турбины (прибавка в мощности и моменте около 30–40%) форсунки и топливный насос в большинстве случаев остаются стандартными, но если их производительности не хватает, то эти детали заменяются другими. Также меняют свечи на такие, у которых низкое калильное число. Модернизации подвергаются системы смазки и охлаждения, ведь на ось турбины необходимо подавать масло и охлаждающую жидкость. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Если планируется существенно повысить мощность при установке турбины с большим давлением наддува, уменьшают степень сжатия мотора путем установки многослойных прокладок под головку блока и/или другой шатунно-поршневой группы (зачастую кованой). 

Процесс монтажа компрессора во многом схож с вышеприведенным, но есть и отличия: выпускная система может оставаться вообще нетронутой, ведь компрессор приводится в действие шкивом от коленчатого вала двигателя; в V-образных моторах компрессор зачастую устанавливается в развал между цилиндрами вместо штатного впускного коллектора. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следует отметить, что монтаж турбины занимает больше времени, нежели компрессора. Нередко установка турбокита требует около недели, в то время как компрессора 1–2 дня. Причина? Зачастую компрессорные киты разрабатываются под конкретный мотор, и в комплекте имеется все необходимое, вплоть до наименьших хомутов. К тому же мотор с компрессором впоследствии быстрее и легче настраивать, нежели турбированный, так как в комплекте обычно уже идет программное обеспечение для блока управления. Остается лишь скорректировать некоторые параметры. 

А вот для турбины работа с управляющей электроникой является самой главной. Блок управления двигателем перепрограммируется либо заменяется (обычно с турбокитом уже поставляется программа со всеми нужными параметрами). Но его настройка требует много времени и сил, ведь надо согласовать множество параметров работы мотора в каждом диапазоне оборотов. И это могут выполнить лишь высококвалифицированные специалисты. 

Что такое Буст контроллер и в чем заключается его работа?



Буст контроллер (от англ. boost - повышение) - прибор для управления наддувом на турбированном автомобиле. Основное достоинство, что можно установить требуемое давление наддува, и с такой же вернутся к штатному ! Он управляет байпасным (защитным) клапаном во впускном коллекторе и служит для кратковременного повышения давления нагнетаемого воздуха. Буст контроллер "зажимает" байпасный клапан и не дает ему стравить излишки воздуха из впускного коллектора. Это позволяет увеличить мощность и крутящий момент при высоких оборотах двигателя. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Буст контроллеры бывают двух типов: механические и электронные. 

В основном современные бустконтроллеры являются электронными, причём в них нередко реализованы весьма сложные алгоритмы управления, учитывающие частоту вращения вала и нагрузку ДВС (двигателя внутреннего сгорания), а также привычки конкретного водителя, благодаря чему такие бустконтроллеры способны заставить турбокомпрессор создавать максимальное давление в кратчайшие сроки. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Мощность увеличивается ненамного, а нагрузка на детали двигателя возрастает очень сильно. Поэтому установка буст контроллера имеет смысл только если участвовать в соревнованиях. Именно поэтому ставить буст контроллер на стоковый движок не целесообразно, т.к. двигатель не выдержит. Нужна существенная его доработка + замена всех прокладок. 

При повседневной эксплуатации буст контроллер практически бездействует, т.к. давление воздуха, выдаваемое турбиной, ниже порога срабатывания стандартного клапана. 

Интеркулер

 

Во время сжатия воздуха в турбине он нагревается. Попадание горячего во входной коллектор — это не есть хорошо. Во-первых, теплый воздух имеет меньшую плотность, чем холодный, а значит и весит он меньше. Важно помнить, что масса (а не объем), воздуха вдохнутого двигателем определяет мощность. Так что если двигатель кормится теплым воздухом, то максимальная мощность падает. Вторая проблема, при поступлении теплого воздуха, — это увеличение детонации. Детонация — это нестабильный процесс сгорания, когда огонь не движется прогрессивно по камере сгорания, а вместо этого смесь воздуха и топлива взрывается. Когда это происходит, поврежлаются поршни, кольца и даже возможно головки блока. 

 
 

 

 

 

 

 

Если удасться снизить температуру воздуха, на выходе из турбины, двигатель потенциально сможет выдать большую мощность. Интеркулеры используются как раз для этой цели. 

●Повышение температуры Есть целый ряд факторов, который способствует повышению температуры. Во-первых, чем выше давление, тем больше будет температура. В качестве правила, если вы повышаете давление больше чем на 0.5 bar (~ 7 psi), интеркулер — становится хорошим предметом для инвестиций. Во-вторых, чем ниже эффективность компрессора, тем выше температура. Однако, очень трудно предсказать эффективность компрессора при конкретной установки, даже если есть данные произвожителя на компрессор. Другими словам, это комбинация из многих факторов потока воздуха, давления, работает ли компрессор на пределе или еще есть запас. Оптимальнее всего иметь небольшой запас. В-третьих, турбовый двигатель не работает в постоянных условиях. Типичная дорожная машина, находится "под давлением" примерно 5% от общего времени, и даже при повышении наддува это обычно длится не более 20 секунд. Почти любая турбовая машина при полном наддуве продолжительностью 20 секунд наберет более 160 км/ч с места, что означает что более продолжительный наддув требуется только при подъеме в горы, буксировке прицепа или управлении на максимальной скорости. В то время подразумевается, что все машины должны быть заточены для максимальной нагрузки, в раельность таких машин очень мало. Это означает, что теплоотводящие факторы должны приниматься во внимание. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если температура воздуха во входном коллекторе при спокойной езде на 20 градучов выше окружающей, то при температуре воздуха в 25 градусов, на вход двигателя будет поступать 45-ти градусный воздух. Через приблизительно 30 минут такой езды, все окружающие компоненты тоже будут иметь такую температуру. Если такая машина, неожиданн выйдет на уровень полного наддува, то температура поступающего воздуха резко повысится, от него начнут греться другие компоненты (турбо-компрессор, входной коллектор), тем самым охлаждая воздух и ограничивая влияние интеркулера на такой вид наддува. 

Как результат, на неругулярный короткий наддув, что типично для обычных авто, интеркулер не оказывает такого сильного влияения, как кажется по-началу. (это не означает что интеркулер неэффективен). 

 

●Эффективность интеркулера. Интеркулер делает две вещи — он снижает температуру поступающего воздуха и в тоже время немного уменьшает давление наддува. Последнее происходит из-за сопротивления потока оказываемого интеркулером. Некоторые ограничения являются неустранимами, потому что воздушные потоки в интеркулере должны быть турбулентны, чтобы поддерживать эффективность интеркулера на должном уровне, за счет контакта большего количества воздуха с его поверхностью. Однако если давление падает слишком сильно, то это отразиться на мощности. Уровень падения в 1-2 psi — можно считать приемлимым для хорошего интеркулера. 

Эффективность интеркулера измеряется снижением температуры поступающего воздуха. Если интеркулер уменьшает температуру воздуха в сравнении с окружающей, значит такой интеркулер эффективен на 100%. Это было бы предметом восхищения, потому что в реальности ни один интеркулер не может достичь этого. Обычные цифры для хорошего интеркулера — это 70%. 

●Виды интеркулеров. Большинство интеркулеров делиться на две категориии воздух/воздух и воздух/вода. Есть так же специальные виды интеркулеров, которые охлаждают воздух ниже окружающей температуры за счет использования льда или закиси озота (нитроса), но они здесь рассматриваться не будут. 

●Интеркулеры воздух/воздух Это наиболее распространенный вид интеркулеров, из предлагаемых в качестве заводских и в качестве тюнинговых. Технически они очень просты, грубы и надежны. Такого вида интеркулер состоит из трубы и пластинчатого радиатора. Воздух проходит через тонкие трубчатые пластины радиатора, соединенные в верхней части друг с другом. Часто внутри тонких трубок располагают небольшие перегородки, чтобы создавать турбулентность и таким образом повышать теплообмен. Между трубками находятся другие перегородки обычно уложенные зиг-загом. Практически все интеркулеры изготовлены из аллюминия. Поступающий при движении вперед поток воздуха способствует охлаждению.

Турбояма

 

Колёса автомобиля вращаются с помощью сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания. Большинство автомобилистов желает увеличить мощность двигателя с экономией дорогостоящего бензина. Увеличить мощность двигателя можно без повышения объема цилиндров, не увеличивая их количества, для этого нужно использовать турбонаддув – система, которая использует энергию выхлопного газа. Такая система нагнетает в цилиндры воздух и благодаря этому в них сжигается больше топлива, а, следовательно, увеличивается мощность машины. Турбонаддув включает в себя турбокомпрессор, который нагнетает воздух в цилиндры, регулировочный и перепускной клапаны, коллектор, патрубки и интеркулер. С помощью интеркулера нагнетаемый воздух охлаждается, что обеспечивает большее сжатие. 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Система турбонаддува очень тесно связана турбоямой. Если при работе двигателя на низких оборотах образование выхлопных газов недостаточно, то нагнетается мало воздуха. Работу турбины сложно заметить, так как мощность не увеличивается – это и называется турбоямой. Чем размер турбины больше, тем дольше длится и ярче проявляется неприятный эффект. Турбины небольших размеров лучше реагируют на нажатие педали газа, однако, они нагнетают меньший объем воздуха. Следовательно, чем размер турбины больше, тем большую мощность она способна развить, но чем больше турбина, тем турбояма больше. В дизельных автомобилях, оснащённых коробкой-автоматом, при работе двигателя на не больших оборотах, турбояма встречается чаще. 

Нажатая педаль газа не приводит к желаемому результату – машина не сразу реагирует, а это увеличивает риск аварийных ситуаций. Чтобы увеличить мощность двигателя необходимо провести чип-тюнинг двигателя авто. При чип-тюнинге в электронном блоке управления изменяются программы. Специалисты во время проведения процедуры опираются на таблицы, которые содержат ожидаемые параметры. Предварительно обязательно проводится диагностика двигателя. Тюнинг ограничивает давление наддува, изменяет задержки впрыска и углы опережения зажигания. Работа над электронным управления – очень ответственный процесс, который должен производиться безошибочно.

Распределительный вал

  • Распределительный вал — предназначен для своевременного открытия клапана и подачи топливной смеси,или выпуска отработавшей смеси. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя.

 

  • В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). В прошлом была широко распространена схема с нижним расположением распределительного вала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной возвратной пружины.

 

  • Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и одной парой клапанов на цилиндр обычно имеют один распределительный вал (в случае четырёх клапанов на каждый цилиндр, два), а V-образные и оппозитные — либо один в развале блока, либо два, по одному на каждый полублок (в каждой головке блока). Двигатели, имеющие 3 клапана на цилиндр (чаще всего два впускных и один выпускной), обычно имеют один распредвал на головку блока, а имеющие 4 клапана на цилиндр (2 впускных и 2 выпускных) имеют 2 распредвала в каждой головке блока. Но бывают и исключения, к примеру, двигатель Mitsubishi Lancer модели 4G18 (с рядным расположением 4-ех цилиндров) имеет 4 клапана на цилиндр и 1 распределительный вал.

 

  • Современные двигатели иногда имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, что позволяет более эффективно наполнять рабочей смесью цилиндры на разных оборотах.

Впускная система.

  • Впускная система (другое наименование – система впуска) предназначена для впуска в двигатель необходимого количества воздуха и образования топливно-воздушной смеси. Термин «впускная система» появился с развитием конструкции двигателей внутреннего сгорания, особенно с появлением системы непосредственного впрыска топлива. Оборудование для питания двигателя воздухом перестало быть просто воздуховодом, а превратилось в отдельную систему.


В своей работе система впуска взаимодействует со многими системами двигателя, в том числе: 

системой впрыска; 

системой рециркуляции отработавших газов; 

системой улавливания паров бензина; 

вакуумным усилителем тормозов. 

Взаимодействие перечисленных систем и еще ряда других систем обеспечивает система управления двигателем. 

Для улучшения наполнения цилиндров воздухом, повышения мощности в конструкции системы впуска современных бензиновых и дизелных двигателей используется турбонаддув. 

Схема впускной системы (рис.1) 

 

 

 

 

 

 

 

 


(К рис.1: 

1. воздушный фильтр 

2. расходомер воздуха 

3. адсорбер 

4. запорный клапан системы улавливания паров бензина 

5. блок управления дроссельной заслонкой 

6. датчик давления во впускном коллекторе 

7. клапан управления впускными заслонками 

8. вакуумный привод впускных заслонок 

9. датчик положения впускной заслонки 

10. датчик давления в магистрали вакуумного усилителя тормозов 

11. клапан системы рециркуляции отработавших газов 

12. блок управления системы управления двигателем) 

Впускная система имеет следующее общее устройство: 

воздухозаборник; 

воздушный фильтр; 

дроссельная заслонка; 

впускной коллектор; 

впускные заслонки (на отдельных конструкциях двигателей); 

соединительные патрубки; 

конструктивные элементы системы управления двигателем. 

Воздухозаборник обеспечивает забор воздуха из атмосферы и представляет собой патрубок определенной формы. 

Воздушный фильтр служит для очистки воздуха от механических частиц. Фильтрующий элемент изготавливается из специальной бумаги и размещается в отдельном корпусе. Фильтрующий элемент воздушного фильтра является расходным материалом, т.е. имеет ограниченный срок службы. В зависимости от условий эксплуатации автомобиля срок службы фильтрующего элемента может изменяться. 

Дроссельная заслонка регулирует величину поступающего воздуха в соответствии с величиной впрыскиваемого топлива. На современных двигателях дроссельная заслонка приводится в действие с помощью электродвигателя и не имеет механической связи с педалью газа. 

Впускной коллектор распределяет поток воздуха по цилиндрам двигателя и придает ему необходимое движение. Разряжение, возникаемое во впускном коллекторе используется в работе вакуумного усилителя тормозов, а также для привода впускных заслонок. 

На двигателях с непосредственным впрыском топлива в дополнение к дроссельной заслонке устанавливаются впускные заслонки. Они обеспечивают процесс смесеобразования за счет разделения воздуха на два впускных канала. Один канал перекрывает заслонка, через другой – воздух проходит безпрепятственно. Впускные заслонки установлены на общем валу, который поворачивается с помощью вакуумного или электрического привода. 

Работу впускной системы обеспечивает система управления двигателем. Конструктивные элементы системы управления двигателем, которые используются в работе системы впуска, можно разделить на три группы: 

входные датчики; блок управления; исполнительные устройства. К примеру, впускная система двигателя с непосредственным впрыском топлива имеет следующие датчики: 

расходомер воздуха; 

датчик температуры воздуха на впуске; 

датчик положения дроссельной заслонки; 

датчик давления во впускном коллекторе; 

датчик положения впускной заслонки; 

датчик положения клапана рециркуляции; 

датчик давления в магистрали вакуумного усилителя тормозов. 

Расходомер воздуха и датчик температуры воздуха на впуске служат для определения нагрузки на двигатель. На некоторых моделях двигателей расходомер воздуха не устанавливается. Его функции выполняет датчик давления во впускном коллекторе. При совместной установке расходомер воздуха и датчик давления во впускном коллекторе дублируют друг друга. Датчик давления во впускном коллекторе также используется в работе системы рециркуляции отработавших газов для расчета количества перепускаемых газов. Величина нагрузки двигателя определяется с помощью датчика температуры воздуха на впуске и дополнительного датчика атмосферного давления. Остальные датчики обеспечивают работу соответствующих систем. 

Работой впускной системы управляют следующие исполнительные устройства: 

блок управления дроссельной заслонкой; 

электродвигатель привода впускных заслонок или клапан управления вакуумным приводом заслонок (на двигателе с непосредственным впрыском топлива); 

запорный клапан системы улавливания паров бензина; 

электромагнитный клапан системы рециркуляции отработавших газов. 

Исполнительные устройства активирует блок управления двигателем. 

Принцип работы впускной системы 

Работа впускной системы основана на разности давлений в цилиндре двигателя и атмосфере, возникающей на такте впуска. Объем поступающего воздуха при этом пропорционален объему цилиндра. Величина поступающего воздуха регулируется положением дроссельной заслонки в зависмости от режима работы двигателя. 

На двигателях с непосредственным впрыском топлива в дополнение к дроссельной заслонке работают впускные заслонки. Совместная работа дроссельной и впускных заслонок обеспечивает несколько видов смесеобразования: 

послойное смесеобразование; 

бедное гомогенное смесеобразование; 

стехиометрическое гомогенное смесеобразование. 

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка большую часть времени открыта полностью. Заслонка прикрывается только для обеспечения разряжения, необходимого в работе системы улавливания паров бензина (продувка адсорбера), системы рециркуляции отработавших газов (перепуск отработавших газов во впускной коллектор) и вакуумного усилителя тормозов (создание необходимого разрежения). Впускные заслонки закрыты. 

Стехиометрическое (легковоспламеняемое) гомогенное (однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. Дроссельная заслонка открывается в соответствии с требуемым крутящим моментом. Впускные заслонки открыты. 

На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах. Дроссельная заслонка открывается также в соответствии с требуемым крутящим моментом. Впускные заслонки закрыты.

Четырёхдроссельный впуск.

  • Когда автолюбитель задумывается о тюнинге двигателя, то в большинстве случаев он рассчитывает незначительно увеличить его объем, установить бесконтактное зажигание и довести до ума карбюратор. Более смелые устанавливают инжекторную систему питания, но если и этого мало, то можно поставить турбонаддув или черырехдроссельный впуск.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Для получения заметной прибавки в мощности от дросселей нужно установить верховой распредвал. Дроссели не должны препятствовать движению воздушного потока до входа в цилиндр, и основная отдача от них требуется на высоких оборотах двигателя, когда стандартный карбюратор или ресивер уже не могут справиться. Здесь очень важно грамотно отнестись к точной развесовке и облегчению шатунно-поршневой группы. Ведь при скорости вращения коленвала около 8000 об/мин каждый несбалансированный грамм может привести к выходу из строя всей системы. Для лучшей отдачи придется поменять и выхлопную систему. Если вас это не пугает, то стоит изучить черырехдроссельный впуск более подробно. Поэтому сначала рассмотрим существующие системы.

Впускной коллектор 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • На обычных автомобилях впускная система включает в себя воздушный фильтр, дроссельную заслонку и впускной коллектор. Дроссельная заслонка открывает доступ воздуха в цилиндры двигателя. Это происходит в определенной последовательности, в зависимости от того, какой в данный момент цилиндр работает на впуск. Такой тип впускных коллекторов используется на серийных автомобилях, оснащенных инжекторами. В этом типе устройств важна длина впускных труб коллектора, от которых зависит режим работы оборотов двигателя. Длинные впускные трубы улучшают работу на низких и средних оборотах, тогда как использование короткого впуска ведет к повышению мощности на высоких оборотах двигателя.

 

  • На рисунке изображена конструкция обычного впускного коллектора. Основным его недостатком является то, что воздух поступает быстрее в первый цилиндр от дроссельной заслонки. Количество воздуха тоже пропорционально расстоянию от дросселя, поэтому в последний цилиндр его поступает намного меньше.

  • Индивидуальные дроссельные заслонки – это технология на автомобилях, в рамках которой для каждого цилиндра используется своя дроссельная заслонка. Такое конструктивное решение делает двигатель более чувствительным на изменение положения педали акселератора, особенно в нижнем диапазоне оборотов двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • В обычном двигателе испольуется одна дроссельная заслонка для всех цилиндров. Задача дроссельной заслонки - регулирование количества воздуха, которое поступает в цилиндр. Дроссельная заслонка открывается пропорционально положению педали акселератора.

 

  • Раньше индивидуальные дроссельные заслонки использовались только в автомобильном спорте для достижения быстрой реакции двигателя. Управление такими дроссельными заслонками осуществляется полностью электроникой.

 

  • В сравнении с общей дроссельной заслонкой , такая конструкция позволяет точнее регулировать подачу воздуха в каждый цилиндр и именно в нужный момент.

Многодроссельный впуск

 

Двигатель внутреннего сгорания сложная конструкция, работу которой, в том числе обеспечивает и система питания двигателя. В принципе система питания отвечает за правильный баланс смеси воздух- бензин и своевременную ее подачу в цилиндр. Серийные автомобили не могут похвастаться не стандартными решениями в своей системе питания, например многодроссельным впуском, на то они и серийные, у них другие плюсы. Но а мы, в данной статье как раз и рассмотрим более подробно этот самый многодроссельный впуск. Вначале хотелось бы остановиться на терминологии и хронологии применения данного решения. Многодроссельный впрыск, прямые впускные каналы, дудки, Individual Throttle Bodies (ITBs)- все это одно и то же они же. Что касательно исторической составляющей, то BMW стала первой компанией которая стала устанавливать ITBs в серийные двигатели, так первым был двигатель M1 (1978 года), а затем двигатель M5 (1985 года). Стоит заметить, что это были серийные гоночные автомобили. Вскоре после этого, Nissan также последовал этому пример. Начиная с 1989-го года двигатель Skyline GTR оснащался многодроссельным впрыском. В конце 2003 года он был упрощен из конструкции двигателей Skyline. И сегодня компания BMW применяет многодроссельный впрыск на некоторых своих автомобилях с топовыми опциями. В основном это высокопроизводительные мощные двигатели. Также многодроссельный впрыск стал применяться и для мотоциклов, для них он более распространен, так как конструктивно они более удачны для такого впрыска, цилиндры мотоциклов как правило выведены по разные стороны рамы, что по умолчанию разделяет их впрыск. А теперь подробнее о плюсах применения данного впрыска. 

 
 

 

 

 

 

 

 


Многодроссельный впуск — это лучший вариант для подачи воздуха в двигатель для каждого из его цилиндров. Основные плюсы это: - Каждый цилиндр имеет независимую дроссельную заслонку, при этом он не «душится» общей системой впуска; - многодроссельный впуск позволяет избавиться от резонансных колебаний воздуха между цилиндрами, во время впуска (когда клапана нескольких цилиндров открыты или полуоткрыты). - Двигатель при такой конструкции работает стабильней во всём диапазоне оборотов, начиная с холостых и заканчивая максимальными оборотами. Если говорить о особенностях многодроссельного впуска, то он может быть применен как с ресивером, так и без него. Ресивер имеет свои плюсы и свои минусы. Плюс в том, что на определенных оборотах ресивер как бы «подпирает» впускной коллектор избыточным давлением, но если это давление отсутствует то впускной объем смеси проходит не напрямую в цилиндры, а распределяется первоначально в ресивера и затем лишь идет в двигатель. На лицо потеря мощности, нарушение баланса смеси – это минус ресивера. Также стоит сказать и о том, что возможно совмещение многодроссельного впуска и форсунок, при этом готовая смесь будет формироваться в каждом отдельном дроссельном узле для своего цилиндра и подаваться в двигатель при открытии клапанов. Такие решения известны и применимы мировыми автопроизводителями. Так у General Motors такая конструкция носит аббревиатуру TBI, а у Ford – CFI. Это наиболее эффективное решение, думаю аргументом к этому будет тот факт, что аналогичная конструкция применяется для болидов F1. 

 

 

 

 

 

 

 


Применение многдроссельного впуска применительно ВАЗ ! 

Такой впуск применяют для гоночных автомобилей ВАЗ участвующих в кольцевых гонках. На спортивные двигатели ВАЗ устанавливают четырёх дроссельный впуск или "дудки". Они хоть и обеспечивают раздельный впуск воздуха но всё же объединены общим каналом для тормозов, ДАДа (датчик абсолютного давления), РДТ (регулятор давления топлива) и РХХ (регулятор холостого хода). При установке многодроссельного впуска расчёт воздуха ведётся не по ДМРВ (датчик массового расхода воздуха), а по ДАДу и длительным испытаниям замера расхода воздуха двигателем на разных режимах, поэтому установка многодроссельного впуска не так проста, как кажется на первый взгляд. Кроме того стоит заметить, что просто устанавливать многодроссельный впрыск без других доработок не стоит. Это все равно что просто поставить фильтр нулевого сопротивления. Установка такого впрыска должна производится на тюнинговый мотор. Первоначально необходим значительный рабочий объем, при этом эффективность впуска будет проявляться еще сильней, то есть необходимо форсировать двигатель. Также в купе с «дудками» целесообразна установка верховых (спортивных) распределительных валов, которые будут задавать большее перемещение клапанам, за счет своих видоизмененных кулачков. Клапана смогут пропускать больший объем смеси при их открывании, соответственно и головка с клапанами должна быть доработана. 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Несмотря на всевозможные улучшения, даже после произведенного тюнинга вы можете не заметить должной разницы. На самом деле расчет, проектирование и создание двигателя это очень сложная задача. Многие решения приходят не на бумаге и в кабинете, а именно при испытаниях, тестах, то есть на практике. Именно поэтому любая доработка в крупных компаниях производящих автомобили проверяется на стендах, настраивается, изучается и только потом запускается в производство. Что относительно кустарного тюнинга ВАЗ, то эмпирическим путем вычислено, что для вазовского 8- клапанника близкая к оптимальной длина впускного тракта должна быть около 400 мм, круглого сечения, с определенной обработкой внутренних поверхностей. Это знают многие. Но как построить многодроссельную систему на базе этого мотора — хорошо представляют только считанные единицы.

Тюнинг выхлопной системы. Установка паука

 

  • Вся система выпуска своего рода является дополнительным сопротивлением двигателю (на ряду с воздухом, дорогой, притяжением и т.д.). Я думаю, что не стоит объяснять неписаные истины: ЧЕМ БОЛЬШЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ВЫХОДЕ, ТЕМ МЕНЬШЕ МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ. А соответственно, и тяга. Давайте разберемся что нового надо ставить при тюнинге выхлопной системы автомобиля и зачем.

 

Паук - замена выпускного коллектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Большая часть потерь на выпуске приходится на выпускной коллектор. В спорте и тюнинге штатный заменяют на так называемый "паук" - отличается формой и порядком соединения приемных труб с выпускными окнами. "Пауки" бывают "короткие" и "длинные" (два У). Если взять 4-цилиндровый двигатель, то схема труб "длинного" строится по формуле 4-2-1, а "короткого" 4-1. К "длинному" пауку положена соединительная муфта 2->1, у "короткого" более сложная геометрия.Установка паука 4-1 дает добавочную мощность только в очень узком диапазоне оборотов, за 6000 об/мин, и его обычно применяют для высокофорсированных двигателей с широко фазными распредвалами, то есть на спортивных автомобилях.Паук 4-2-1 подходит для любительского тюнинга, так как обеспечивают некий прирост мощности и крутящего момента в довольно широком диапазоне оборотов.Добавление мощности дает около 5-7% для вазовских моторов. В прямоточной системе применяют также промежуточные прямые трубы увеличенного диаметра, резонаторы пониженного сопротивления. Вместо жестких соединений часто ставят "гофры" (сильфоны) или шаровые соединения. Последние не создают паразитных частот резонанса, зато недолговечны. Зато «гофры» смягчают удары при запуске, и резком наборе мощности.

 

  • Все эти детали нетрудно установить самостоятельно, был бы подъемник или яма, инструмент, ловкие руки и светлая голова. Но лучше доверить работу сервису: на фоне цены деталей установка дешева, к тому же требует "болгарки", сварки и трубогиба. Да и гарантию терять не стоит.Эксперименты с выпускными трубами доказали, что длина трубы не влияет на эффективность очистки цилиндра в первой стадии процесса выпуска, но зато с увеличением длины трубы в известных пределах увеличивается длительность периода, в течение которого поддерживается разряжение. Поэтому каждому режиму работы двигателя соответствует определенная оптимальная длина выпускной трубы. Совершенно понятно, что чем короче и большего диаметра труба, тем меньше её сопротивление потоку. В реальной жизни для полуторалитрового мотора, работающего на оборотах не выше 8000 достаточно диаметра 45 - 50 мм при длине 3 - 3,5 метра. Дальнейшее увеличение диаметра не вызывает существенного уменьшения динамического сопротивления.

10 фактов об автомобильных выхлопных системах.



10 фактов об автомобильных выхлопных системах, чье звучание отстраивается профессиональными звукорежиссерами и становится объектом авторского права. 

- В режиме форсажа на самых высоких оборотах двигателя (7000 об\мин) выхлопные газы автомобиля Aston Martin Vantage слышно за 6 километров. 

- Настройкой звука выхлопа Audi RS4 занимались специалисты профессиональной звукозаписывающей студии. По всем канонам, отработанные газы спортивных машин, дирижируемые стрелкой тахометра, должны звучать так: глубокий бас внизу, сильный тенор в середине и эксцентричное сопрано вверху. После записи звукорежиссер заметил, что выхлопная труба отнюдь не последняя деталь в автомобиле, потому что именно через этот духовой инструмент автомобиль обретает голос. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Выхлопную трубу на профессиональных внедорожниках выводят вверх не ради эстетики, а в чисто практических целях. Когда выхлоп смотрит вверх, автомобиль проходит глубокий брод или жидкую грязь не черпая влагу в трубу. 


- Инженеры британской марки спортивных автомобилей AC Cobra запатентовали звук выхлопа своих машин. С точки зрения технического директора фирмы, звучание выхлопных газов — вторая после дизайна характеристика, которая определяет его индивидуальность, потому что максимальная скорость и разгон с нуля до ста километров в час у всех примерно одинаковы. 

- Европейский чемпион по стритрейсингу Эндрю Фанк является автором такого выражения: «Машина с одной выхлопной трубой — это все равно что женщина без ануса». 

- Обычная выхлопная система призвана снизить шум и токсичность отработанных газов. Они проходят по ло-маной линии и гасятся в резонаторе. Прямой выпуск означает отсутствие искусственных преград на пути выхода отработанных газов из двигателя в окружающую среду. Отсюда — громкий звук, свободное дыхание двигателя и более высокая скорость. А главной причиной некоторой замедленности даже очень мощных современных машин на резком старте являются экологические нормативы выхлопа Euro III, Euro IV и Euro V. 

- По данным британской страховой компании Churchill, прямоточный глушитель повышает мощность автомобиля в среднем на 5 % и ухудшает слух водителя на 2-3 % за год эксплуатации машины. 

- На простых машинах с рядными двигателями две выхлопные трубы — это дань эстетике. Однако на более мощных автомобилях с V-образными двигателями это уже функциональное решение — по одной трубе на каждую сторону буквы V. 

- Огонь из выхлопной трубы — любимый эффект уличных гонщиков. Секрет фейерверка в том, что прямоточная система почти не гасит температуру и давление выхлопных газов. Однако чтобы метать огонь, сопло глушителя должно быть довольно широким в диаметре. 

- В американском городе Сакраменто недавно был проведен конкурс: участники должны были с завязанными глазами опознать марку спортивной машины по ее звуку. Всего в импровизированном состязании приняли участие 150 автомобилей. Чаще других отличали голоса Ferrari и Subaru.

Полировка головок блока цилиндров.

  • В головке блока цилиндров существуют такие каналы, которые объединяют все впускные клапаны с впускным коллектором, и, следовательно, каналы, те, которые соединяют выпускные клапаны с выпускным коллектором.

 

  • Впускные каналы внутри нет необходимости делать полностью гладкими. При пуске непрогретого силового агрегата и его функционировании несколько первых секунд после старта бензиново-воздушная смесь начинает конденсироваться на внутренних стенках впускного тракта. Микроскопические шероховатости на поверхности дают возможность задерживать жидкость, которая формирует тоненькую пленку. В случае если каналы будут идеально отполированы, то бензин будет с них стекать, и капельки, которые увлекаются воздушным потоком к цилиндрам, ведут к ухудшению качества смеси и ведут к ее переобогащению. Запуск двигателя будет затруднен, а функционирование двигателя на холостом ходу станет неровным.

 

 

  •  

  •  

  •  

  •  

  •  

  •  

  •  

  •  

 

 

 

  • Есть мнение, что небольшая шероховатость стенок впускных каналов, формирует небольшие завихрения пограничных масс воздуха, что ведет к лучшему смешиванию с бензином перед подачей в камеру сгорания, где создается рабочая смесь. Главным образом это относиться к карбюраторным силовым агрегатам.

 

  • Но все эти факты не означают, что с внутренних стенок впускных каналов нет необходимости убирать неровности литья. Это может положительно сказаться на функционировании системы питания. Обратите внимание, что в этом случае поверхность не должна стать слишком гладкой, то есть класс шероховатости не должен превышать 8-10.

 

  • Гладкая внутренняя поверхность выпускных каналов будет для них полезна, потому что движение газов без завихрений способствует скорейшей продувке цилиндров после рабочего цикла.

 

  • Вся эта информация имеет отношение и к внутренним поверхностям выпускного и впускного коллекторов. Резкого роста производительности мотора после таких манипуляций все-таки ждать не стоит. Но функционирование силового агрегата в ряде режимов, к примеру, на небольших и холостых оборотах, будет лучше. Увеличение производительности зависит от качества каналов до проведения тюнинга.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

 

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя.

 

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

 

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего спортивного распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата.

 

Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

 

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

 

Мы рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ-2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.

 

Эффект большого R/S:

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗА:Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

 

ПРОТИВ:Мотор, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

 

Эффект малого R/S:

 

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:

 

  • Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.

 

  • Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении "кованных" поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней.

 

  • Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80 м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.

 

Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

 

АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121 мм - он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1.7, что вполне удовлетворительно. Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна.

Кованые поршни — неотъемлемая часть тюнинга двигателя

 

 

 

 

 

Кованые поршни, пожалуй, можно отнести к одному из самых популярных, при этом эффективных способов качественно "прокачать" серийный двигатель своего стального коня. Однако не все понимают, что же собственно делает кованые поршни такой эффективной, и в то же время дорогой альтернативой обычным штампованным аналогам. Сегодня, как вы уже наверное догадались, речь пойдет о том, что такое кованые поршни, а также их роль в тюнинге двигателя. Возможно для многих будет открытием, но ни один современный прокачанный мотор не обходится без кованых поршней, и те кто полагает, что для достижения высоких динамических показателей достаточно установить нитрос-систему — глубоко заблуждаются. 

 

Кованые поршни нужны форсированному двигателю, и ответ на вопрос: "Почему?" — довольно прост. Все дело в том, что обычные литые аналоги, технология изготовления которых, прежде всего нацелена на массовость и минимальную себестоимость, не способны выдерживать высоких нагрузок. 

Если вы запланировали серьезный тюнинг двигателя и, что называется "нафаршировали" его всевозможными дополнениями и вспомогательными деталями, то такой мотор уже нельзя назвать серийным. Однако следует также помнить о том, что форсируя силовой агрегат вы собственноручно увеличиваете нагрузку на все его детали, среди которых поршни стоят под номером один. Следует отметить то, что обычный литой поршень имеет больший вес, нежели кованый "собрат", а это, как вы понимаете, не может не сказаться на производительности двигателя. 

 
 

 

 

Производство литых поршней не лишено недостатков и всяческих нюансов, которые так или иначе возникнут во время эксплуатации автомобиля. Каждый изъян и дефект в любом случае даст о себе знать самым неприятным для автомобилиста способом, обычно это происходит при пиковых нагрузках. Что в итоге? Вы получите большие проблемы в виде прогара или разлома поршня. Кстати, даже те поршни, которые были доработаны, однако изготовлены методом литья, существенно слабее, чем кованые поршни, ввиду того что структура метала в тех и других существенно разнится. 

Процесс производства кованых поршней кардинально отличается от процесса отливки стандартных литых поршней. Кованые поршни чаще всего изготавливают с применением высококремнистых сплавов алюминия, такая особенность позволяет легко выдерживать высокие температуры, которые иногда достигают отметки 300-350 градусов Цельсия. Кроме всего прочего, сплавы, которые входят в состав метала для изготовления поршней имеют намного меньший коэффициент расширения и обладают достаточной для хорошей производительности жаропрочностью. Прочность кованых поршней значительно выше, нежели у литых аналогов. 

 

Традиционные методы литья не позволяют получить столь жаростойкий и высокопрочный материал, объяснение этому быстрота кристаллизации кремния при отливке (зачастую, во время данной процедуры не удается избежать образования пор). Именно по этой причине эти сплавы добывают при помощи изотермического или жидкого метода штамповки. Первый — подразумевает заливку жидкого металла в подготовленные формы с использованием пуасона. Второй — предусматривает штамповку поршней с использованием мерных заготовок, полученных из прута обжатого через фильеру. В данном случае мерная заготовка, матрица и пуасон подвергаются разогреванию до 450 градусов, после этого следует процесс обработки образовавшейся заготовки со скоростью штамповки. 

Процесс изготовления кованых поршней позволяет добиться мелкодисперсной структуры поршня, без содержания крупных частиц кремния, что способствует повышению полезных свойств сплава, а также улучшения полезных характеристик детали. Увеличенная прочность металла, из которого делают кованые поршни, позволяет существенно снизить их размер и массу по сравнению с обычными. 
 

 

 

 

 

Недостатки кованых поршней 

Поговорили о плюсах, теперь предлагаю о минусах поговорить. Кованые поршни, равно как и все в этом мире, имеет свои недостатки, среди которых самым главным является — высокая цена, которая объясняется дорогостоящим сложным процессом их изготовления. Кроме того, купить кованые поршни — это всего-лишь пол дела, для того чтобы покупка не стала напрасной тратой денег, результаты превзошли себя, потребуется помощь квалифицированных специалистов, которые будут производить подгонку и непосредственную установку кованых поршней. 

 

Однако если поглядеть на данную ситуацию под другим углом — вряд ли тот, для кого собственный автомобиль что-то большее чем средство передвижения или того, кто жаждет превратить его в скоростной болид, будет задумываться о цене этих полезных и эффективных деталей тюнинга. Да и в конце концов, как не крути тюнинг автомобиля каким бы он ни был — удовольствие не из дешевых, и так или иначе влечет за собой дополнительные растраты, так что мне кажется, что в данной ситуации говорить о высокой цене какой-либо из деталей просто не имеет смысла. Один совет могу дать — прежде чем задумываться о серьезном тюнинге, а также покупке дорогих компонентов, задайте себе два главных вопроса: "А надо ли мне это"? и "По карману ли мне все предстоящие денежные вливания"? Если ответ положительный — тогда дерзайте, если же хоть на один из вопросов вы ответили "нет" — рекомендую отказаться от этой идеи сразу, для того чтобы потом не бросать начатое на полдороги по той или иной причине.

Поршневые кольца

 

При изучении принципов работы двигателя внутреннего сгорания отмечалось, что скользящее соединение между поршнем и цилиндром герметично, то есть газы, находящиеся под давлением в надпоршневом пространстве, не проникают между поршнем и стенками цилиндра в картер двигателя. Обеспечить приемлемую герметичность основное предназначение поршневых колец. При этом необходимо отметить, что незначительная часть газов из камеры сгорания всё равно проникают во внутренне пространство картера даже нового, вполне исправного, двигателя. Уплотнение при помощи поршневых колец в технике называется уплотнением лабиринтного типа, в уплотнениях подобного типа всегда происходит некоторая утечка газов. Но эта утечка на исправном двигателе обычно лежит в диапазоне 0,5 – 1,0%. 

 
 

 

 

 

Находящиеся в картере двигателя газы называются картерными газами. По мере износа цилиндропоршневой группы двигателя количество картерных газов увеличивается. Кроме уплотнения поршневые кольца выполняют ещё две задачи. Регулируют количество масла на стенках цилиндра, необходимого для смазывания, как самих колец, так и поршня, и отводят тепло от поршня к стенкам цилиндра. Предназначение поршневых колец: Обеспечение герметичности между поршнем и стенками цилиндра. Регулирование количества масла, необходимого для смазывания соединения поршня и цилиндра, и предотвращения попадания масла в камеру сгорания двигателя. 


Отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра. 

Эти три задачи поршневые кольца выполняю в очень тяжёлых условиях под воздействием высоких тепловых и механических нагрузок. Тепловое напряжение поршневых колец возникает под воздействием горячих рабочих газов и под воздействие трения колец о стенки цилиндра, происходящего в условиях масляного голодания в верхней части поршня. Успешное решение этих задач решается как за счёт конструкции колец, так и правильного подбора материала изготовления колец. 

 

Тип колец Поршневые кольца делятся на два типа: Компрессионные Маслосъёмные. 

Поршневые кольца - схема Первое (верхнее) компрессионное кольцо 1.1. Молибденовая противоизносная вставка Второе компрессионное кольцо Маслосъёмное кольцо 3.1. Верхняя маслосъёмная пластина 3.2. Тангенциальный расширитель 3.3. Нижняя маслосъёмная пластина 

Поршень с поршневыми кольцами Фотография разреза поршня современного бензинового двигателя с установленным на него типичным комплектом поршневых колец в соответствии со схемой, данной на верхнем рисунке. Компрессионные кольца обеспечивают необходимую герметичность, а маслосъёмные кольца регулируют количество масла на стенках цилиндра. Именно регулируют, а не полностью удаляют, поскольку полное или слишком большое удаление масла приведёт к масляному голоданию соединения поршня со стенками цилиндра в верхней части поршня и последующему заклиниванию поршня в цилиндре. 

Ранее двигатели были тихоходными, и количество поршневых колец на одном поршне доходило до 5 – 7. Но почти все современные бензиновые двигатели и быстроходные автомобильные дизельные двигатели имеют на одном поршне всего три поршневых кольца – два компрессионных кольца и одно маслосъёмное. Хотя поршни двигателей форсированных спортивных автомобилей, постоянно работающие на высоких оборотах, могут иметь всего два кольца. А поршни дизельных автомобильных двигателей, для облегчения запуска, могут иметь четыре кольца, три из которых компрессионные. Некоторая терминология Поршневые кольца - терминология Концевой зазор в свободном состоянии Концевой зазор в сжатом состоянии Торсионная закрутка кольца после сжатия 

Компрессионные поршневые кольца Первое (верхнее) компрессионное кольцо 
 

 

 

 

 

Кольцо, установленное в канавку поршня, находящегося в цилиндре двигателя, должно принять абсолютно круглую форму (это выполняется, если сама гильза цилиндра не имеет деформаций) и быть прижатым к поверхности цилиндра по всей наружной окружности поршневого кольца. Для обеспечения этого, упругое поршневое кольцо изготавливается не в виде правильной окружности, а в виде дуги переменного радиуса, большего, чем диаметр цилиндра и имеющее в свободном состоянии достаточно больший зазор (1) между концами кольца. При установке в цилиндр кольцо сжимается и зазор (2) в замке кольца становится 0,15 ÷ 0,5 мм. Точное и максимально допустимое значение этого зазора указывается в технической документации двигателя. Обеспечение регламентированной величины зазора очень важно, увеличенный зазор способствует прорыву газов в картер двигателя и снижению мощности. Но ещё опасней уменьшенный зазор в замке поршневого кольца. Во время работы, в результате нагрева кольцо расширяется и при уменьшенном зазоре может произойти заклинивание поршневого кольца в цилиндре, что приведёт к образованию задиров на зеркале цилиндра, поломке межкольцевых перегородок поршня или поломке самого кольца. Поэтому допустимо небольшое увеличение зазора, но недопустимо уменьшение зазора в замке поршневого кольца. Ведущие производители поршневых колец производят кольца с постепенно уменьшающимся через 0,1 мм зазором, таких подбираемых размеров может быть до 15. 

Отсутствие концевого зазора при одновременном уменьшении высоты кольца 

Некоторые производители поршневых колец выпускают «беззазорные» поршневые кольца. Разумеется, невозможно изменить природное свойство металлов к расширению при повышении температуры, кольцо, установленное в цилиндр двигателя без зазора, обязательно заклинит. Но многое можно решить за счёт удачной конструкции. В этом случае поршневое кольцо состоит из двух плоских колец, установленных друг на друга и повёрнутых относительно друг друга на 180º. При этом верхнее кольцо имеет форму буквы «L», а нижнее кольцо вставлено в выемку верхнего кольца, за счёт чего высота такого кольца получается не более высоты стандартного кольца. 

Когда-то замки поршневых колец старых тихоходных двигателей, для уменьшения прорыва газов через замок кольца имели сложную форму, но в современных высокооборотных двигателях прорыв газов через замок кольца незначителен. Поэтому современные кольца имеют только прямоугольную форму замка. 

Правильная установка поршневых колец Переменный радиус дуги поршневого кольца берётся не произвольно, а рассчитывается для обеспечения необходимой эпюры силы прижатия кольца к стенкам цилиндра. Во время работы поршневое кольцо изнашивается неравномерно. В результате экспериментов определено, что наиболее интенсивно кольцо изнашивается в районе замка. Поэтому первоначальное увеличение силы прижатия кольца в зоне замка увеличивает срок службы кольца. Но точно рассчитанная эпюра усилий кольца может измениться в результате непрофессиональной установки кольца на поршень. Современные, очень тонкие компрессионные поршневые кольца не допускается устанавливать на поршень руками. Для этого необходимо использовать специальное приспособление, обеспечивающее равномерное разжатие кольца по всей окружности и ограничение максимального разжатия. Установка кольца руками, с увеличенным и неравномерным расжатием, значительно сокращает срок службы кольца. 

Прижатие компрессионных колец к стенкам гильзы цилиндра На этом рисунке видно, что газы из камеры сгорания через зазор между жаровым поясом поршня и стенкой цилиндра и через зазор между стенкой перегородки и поршневым кольцом попадают во внутреннюю полость поршневого кольца. При этом давление во внутренней полости верхнего компрессионного кольца практически равно давлению в камере сгорания. За счёт давления газов на внутреннюю поверхность кольца происходит дополнительное прижатие поршневого кольца к стенкам цилиндра. Некоторая часть газов также попадает во внутреннюю полость второго компрессионного кольца. Поскольку первое компрессионное кольцо дросселирует давление газов, давление во внутренней полости второго компрессионного кольца мотет быть равно 30 – 60%, от давления во внутренней полости первого компрессионного кольца. С учётом того, что все процессы в двигателе происходят достаточно быстро, давление из внутренних полостей поршневых колец не падает до следующего такта рабочего хода, это явление называется аккумулированием давления. Аккумулирование давления обеспечивает приемлемую работу поршневых колец, частично потерявших свою упругость в результате старения или перегрева. Потерявшие упругость поршневые кольца будут удовлетворительно работать на режиме высоких нагрузок двигателя, но при работе двигателя в режиме низких нагрузок поршневые кольца не обеспечат необходимое уплотнение. Поэтому, исправными можно считать поршневые кольца серийного легкового автомобиля, обеспечивающие прижатие к стенкам цилиндра за счёт собственной упругости. Некоторые производители поршневых колец заявляют, что до 90% усилия прижатия поршневых колец возникает за счёт давления рабочих газов двигателя. Возможно, кольца с подобными технически характеристиками подойдут только для специальных спортивных двигателей, постоянно работающих в диапазоне высоких оборотов и высоких нагрузок, Но вряд ли такое кольцо будет успешно работать в двигателе серийного автомобиля. Специально подготовленные поршневые кольца, как и многие другие детали двигателя, могут улучшить работу двигателя на строго определённых режимах оборотов и нагрузки. Но при этом значительно ухудшить работу двигателя на остальных режимах. Очень важным эксплуатационным размером является боковой зазор между кольцом и канавкой поршня, поскольку именно от него зависит давление в поршневой канавке. В среднем этот зазор равен 0,04 ÷ 0,08 мм. От величины этого зазора также зависят ударные нагрузки на перегородки поршневых колец и, соответственно, шумность работы двигателя, возрастающие при увеличении зазора или вероятность заклинивания (потери подвижности) поршневых колец при уменьшении зазора. 

Многие автомеханики считают, что поршни не подлежат дальнейшей эксплуатации по причине износа направляющей части (юбки) поршня, но обычно износ направляющей части поршня незначителен. Разумеется, если поршень не работал в режиме масляного голодания, и на поверхности поршня и стенок цилиндров не образовались задиры. На самом деле поршень часто выбраковывается по причине недопустимого износа канавки верхнего компрессионного кольца. 

При производстве и высота поршневых колец, и высота канавки поршня имеют некоторый разброс, поэтому, для обеспечения необходимого зазора, иногда бывает возможность подбора поршневого кольца необходимой высоты. 

Форма второго компрессионного кольца отличается от формы первого компрессионного кольца. Иногда из-за своеобразной формы наружной поверхности второе компрессионное кольцо называется скребковым Это кольцо работает не только как компрессионное, но и участвует в регулировании количества масла на стенках цилиндров, то есть частично выполняет задачу маслосъёмного кольца. Нижняя часть рабочей поверхности второго кольца изготавливается в виде скребка, который при перемещении поршня вниз снимает со стенок цилиндра лишнее масло. Нижнее компрессионное кольцо работает в значительно более лёгких условиях. И температура в зоне кольца и давление газов на кольцо (соответственно сила прижатия кольца к стенке цилиндра) значительно ниже по сравнению с подобными показателями, оказывающими воздействие на верхнее кольцо. 

Оба компрессионные кольца допускается устанавливать только в одном положении. На верхней поверхности компрессионного поршневого кольца ставится метка «Т», «ТОР» или другие. Кольцо всегда устанавливается этой меткой вверх. Неправильно установленное поршневое кольцо, неправильно работает. 

Маслосъёмные кольца устанавливаются ниже компрессионных поршневых колец. На поршни двигателей современных легковых автомобилей устанавливается всего по одному маслосъёмному кольцу. Хотя старые двигатели, особенно предназначенные для стационарного применения, использовали по несколько маслосъёмных колец. 

Маслосъёмные кольца предназначены для регулирования количества масла, находящегося на стенках цилиндра. Тут не очень подходит русская поговорка: «Кашу маслом не испортишь». Масла на стеках цилиндра должно быть не как можно больше, а ровно сколько необходимо. Недостаточное количество масла приведёт к масляному голоданию и, вследствие этого, к повышенному износу поршневых колец, поршня и поверхности цилиндра. В некоторых тяжёлых условиях работы двигателя при наличии масляного голодания могут произойти задиры в соединение поршня с цилиндром, и даже полное заклинивание поршня в цилиндре. Так же нежелательно излишнее количество масла на стенках цилиндра. Лишнее масло, через компрессионные кольца попадает в камеру сгорания двигателя. Что приводит к повышенному расходу масла, образованию нагара на стенках камеры сгорания, клапанах и свече зажигания. Нагар от сгоревшего масла в камере сгорания и на клапанах значительно ухудшает некоторые технические характеристики двигателя. Во время работы двигателя система смазки разбрызгивает в нижней внутренней полости цилиндра большое количество смазки, необходимого для смазывания поршневого пальца и охлаждения поршня При перемещении поршня вниз, маслосъёмное кольцо своими кромками собирает излишнее масло со стенок цилиндра и через дренажные отверстия в канавке поршня направляет его во внутреннюю полость поршня. Далее масло стекает в масляный поддон, возвращаясь в систему смазки двигателя.

Основные элементы топливной системы

 

Без топливной системы ни один автомобиль не сможет отправиться в путь, так как именно она отвечает за подачу горючего в камеры сгорания. В настоящий момент существует два типа топливных систем: карбюраторные и инжекторные. Первые являются менее совершенными, и на современных автомобилях они используются все реже. 

 
 

 

 

 

 

 

 


Топливная система любого транспортного средства начинается с топливного бака. В большой пластиковой или металлической емкости хранится горючее (дизель или бензин). Внутри находится поплавок, благодаря которому водитель может наблюдать показания уровня топлива на панели. 

От бака идет топливный насос, который забирает горючее и отправляет его к двигателю. Он проходит под днищем автомобиля. После этого бензин (дизель) попадает в фильтр, который производит очистку. Если заливать горючее низкого качества, то фильтр будет быстро засоряться и может потребоваться диагностика топливной системы. Этот элемент представляет собой сетку с мелкими порами, которая не дает ржавчине и грязи пройти к мотору. В некоторых машинах установлены дополнительные фильтры. 

Основная функция воздушного фильтра – это очистка воздуха, который смешивается с бензином. Воздухоочиститель обычно имеет круглую форму, и из него торчит трубка для забора воздуха. В инжекторных моторах данный элемент может быть прямоугольной формы. Воздушный фильтр меняется при плановом техническом обслуживании транспортного средства. Но если водителю приходится часто ездить по пыльной дороге, менять его требуется чаще. 

Когда производится ремонт топливной системы дизеля или бензинового двигателя, мастера проверяют все части, чтобы установить неисправность. Если вовремя не произвести ремонт, то это может негативно сказаться на работе двигателя, что повлечет за собой существенные затраты. 

Вся описанная система начинает работать в тот момент, когда ключ поворачивается в замке зажигания. Двигатель запускается, и топливный насос начинает качать горючее. Оно отправляется к двигателю, встречая на своем пути фильтр. Так топливо проходит механическую очистку. 

Дойдя до камеры сгорания, горючее перемешивается с очищенным воздухом. В некоторых машинах перемешивание производится заранее (в карбюраторе), но чаще это происходит непосредственно в цилиндре. После этого состав воспламеняется, и автомобиль может отправляться в путь.

Устройство системы охлаждения

 

Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ). В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя. 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее - за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора. 

 

Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые. Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения. 

 

 

 

 


В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже. 

В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения. 

 

В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух. Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок. В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе. 

 

 

 

 

 

 

 

Насос ОЖ обеспечивает ее принудительную циркуляцию в системе охлаждения. Насос центробежного типа устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и сальника. Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. Привод насоса осуществляется ремнем от шкива коленвала двигателя. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, ОЖ из нижнего бачка радиатора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса ОЖ попадает в отверстие рубашки охлаждения блока цилиндров. Вытеканию ОЖ между корпусом насоса и блоком препятствует прокладка, а в месте выхода вала - сальник. Для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, установлен вентилятор. Его монтируют либо на одном валу с насосом ОЖ, либо отдельно. Он состоит из крыльчатки с лопастями, привернутой к ступице. Для улучшения обдува воздухом двигателя и радиатора на последнем может быть установлен направляющих кожух. Привод вентилятора может осуществляться несколькими способами. Самый простой – механический, когда вентилятор жестко закрепляется на одной оси с насосом ОЖ. В этом случае вентилятор постоянно включен, что приводит к излишнему расходу мощности двигателя. Кроме того, вентилятор работает даже в неоптимальных режимах, например, сразу после запуска двигателя. Поэтому в современных двигателях такое подключение не используется, а вентилятор соединяется с приводом через муфту. Конструкция муфты может быть различной – электромагнитная, фрикционная, гидравлическая, вязкостная (вискомуфта), но все они обеспечивают автоматическое включение вентилятора при достижении определенной температуры ОЖ. Такое включение обеспечивает температурный датчик. Причем использование гидромуфты и вискомуфты делает возможным не только автоматическое включение и выключение вентилятора, но и плавное изменение частоты его вращения в зависимости от температуры. Вентилятор может приводиться не от коленвала двигателя, а отдельным электродвигателем. Такое подключение используется наиболее часто, так как позволяет довольно просто осуществлять автоматическое регулирование моментов включения и выключения с помощью термисторного датчика (его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от нагрева). Если же работой системы охлаждения управляет контроллер двигателя, то появляется возможность изменения и частоты вращения. Кроме того, вентилятор «реагирует» и на режимы движения. Например, он включается на холостом ходу при езде в пробках для предотвращения перегрева и выключается при загородной езде на высокой скорости, когда естественного обдува радиатора вполне достаточно для его охлаждения. В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит термостат. Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.
 
 

 

 

 

 

 

Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ - рубашка охлаждения - термостат - насос. При нагреве ОЖ до 70-75 градусов в гофрированном цилиндре термостата жидкость начинает испаряться, давление повышается, цилиндр, разжимаясь, перемещает шток и, поднимая клапан, открывает путь для жидкости через радиатор. При температуре жидкости в системе охлаждения 90 градусов клапан термостата полностью открывается, одновременно скошенной кромкой закрывает выход жидкости в малый круг, и циркуляция происходит по большому кругу: насос - рубашка охлаждения - термостат - верхний бачок радиатора - сердцевина - нижний бачок радиатора - насос. 

Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан. Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров. В качестве теплоносителя может применяться вода (в устаревших конструкциях двигателей) или антифриз. Качество ОЖ, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов.

bottom of page