Тюнинг двигателя
На страницу 1, 2, 3  След.
 
 
Новая тема  |  Ответить    Список форумов AV.by -> Тюнинг & Стайлинг
версия для печати
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Liska

Сейчас на форуме: нет

модератор


Репутация: 17    
Сообщения: 7697
Благодарности: 2/3
Из города: Менск
Награды: 4 (Подробнее...)
Группа: 
[ Свои люди ]
8 лет форумам AV.by (Количество: 1) БлагоТворитель (Количество: 1) Ветеран форума (Количество: 1) Сертификат реальности!!! (Количество: 1)

# Вт Апр 08, 2008 19:03  ПрофильЛичное сообщениеEmailICQ [ Ответить ]
Очевидно, что производители автомобилей строят "правильные" серийные моторы. Тогда откуда берется некий резерв, позволяющий настроить мотор, снять с него "лишние", точнее, дополнительные лошадиные силы? Прежде всего, причина в конвейерном производстве, что по определению означает массовый продукт на выходе, т.е. автомобиль утилитарный, вне зависимости от имиджа или социальной принадлежности. В мотор закладывается серьезный запас прочности, моментная характеристика оптимально "прописана" на низких оборотах, программа управления двигателя бережет экологию и экономику, т.е. следит за "правильным" расходом топлива.



Все это делает серийный автомобиль практичным и удобным в эксплуатации для среднестатистического автолюбителя. Все это и есть скрытые резервы, основательно проработав которые можно сделать автомобиль более динамичным и скоростным. Тем более что не только желание стремительного разгона движет автолюбителем. В глобальном аспекте есть позитивные тенденции, благоприятствующие тюнингу. Прежде всего это тема главенства личности над массой, поэтому тюнинг шагает по миру просто семимильными шагами. Каждый автомобилист сегодня считает нормой выделить свой автомобиль из стандартизированной массы. И делает это всеми возможными путями - тюнингом экстерьера, интерьера и, конечно, настройкой двигателя. Зачем делается тюнинг двигателя? Прежде всего потому, что мы хотим иметь более динамичный автомобиль. И поэтому нам хотелось бы получить существенную прибавку в "лице" лошадиных сил... Это наиболее распространенный ответ. Автолюбитель хочет иметь динамичный автомобиль и автоматически переносит это понятие на мощность двигателя. Что в общем правильно, но не совсем. Ведь интенсивный разгон можно получить, лишь увеличив вращающий момент на колесе. Сделать это можно двумя способами: в первую очередь, увеличив крутящий момент на коленчатом вале. Или изменить передаточные числа в трансмиссии. Правда, если делать по уму, то надо делать и то и другое. Но тема статьи - тюнинг двигателя, и на ней остановимся.

Глобально весь тюнинг двигателя можно разделить на два основополагающих способа. Первый способ - увеличение крутящего момента на коленчатом вале. Второй - не трогая величину крутящего момента, переместить его в зону высоких оборотов. Прежде чем рассматривать нюансы настройки мотора, хотелось бы отметить, что работа с мотором наиболее ответственная в тюнинге автомобиля. Настройка мотора неизбежно повлечет за собой целый ряд мероприятий, таких, как работа с трансмиссией, с подвеской, с тормозами. Теоретически, да и практически, мощность двигателя можно увеличить весьма существенно, но вопрос в разумности этого мероприятия, т.к. рано или поздно сам автомобиль конструктивно перестанет соответствовать своему силовому агрегату. Есть некий предел, который ограничивает развесовка автомобиля, коэффициент сцепления его шин с дорогой. Смысла "накрутить" двигатель и в результате попросту палить сцепление, жечь резину и крошить ШРУСы - просто нет.

Способ 1. Увеличение вращающего момента, три варианта

Совершенно точно известно, что вращающий момент на коленчатом вале - это в чистом виде объем двигателя при прочих равных условиях. Из простых рассуждений понятно, что чем больше за один рабочий ход мы получим заряд топливо-воздушной смеси в цилиндре и сожжем ее, тем больше получим энергии, которая затем превратится в движение механических частей. Это справедливо для атмосферных моторов.

Второй вариант применим к семейству наддувных двигателей. Изменив характеристику блока управления, можно несколько увеличить величину наддува, благодаря чему удастся снять больший момент с коленчатого вала.

И третий вариант - добиться лучшего наполнения цилиндров, улучшив газодинамику, - самый распространенный и самый... негарантированный. Идея в том, что нужно сделать нечто с каналами и камерой сгорания... Но все по порядку.

РАБОЧИЙ ОБЬЕМ

Один из основных вариантов - увеличение рабочего объема цилиндров настолько, на сколько это возможно. В разумных пределах, конечно. Для дорожного автомобиля этот подход наиболее правильный, потому что, увеличив объем, при этом не изменяя распредвал, т.е. оставив моментную кривую в том же диапазоне оборотов, в котором она и была, мы не заставим водителя переучиваться манере вождения. А на выходе получим искомое - более динамичный автомобиль.

Рабочий объем можно увеличить двумя способами - заменив стандартный коленвал на коленвал с большим эксцентриситетом или расточив цилиндры под поршни большего диаметра. Возможен и рабочего объема. Логично поинтересоваться - что более эффективно и что менее затратно. Нужно, конечно, расточить цилиндры. Ведь что такое объем двигателя: это есть произведение площади поршня на его ход. Увеличив, условно говоря, в два раза диаметр, мы в четыре раза увеличиваем площадь. Потому что в квадрате. А увеличив в два раза ход, мы лишь в два раза увеличиваем объем. Вот такая математика. Теперь об экономике вопроса. На первый взгляд кажется, что замена кривошипного механизма менее затратна, нежели расточка блока в больший размер. Нюанс в том, что коленвал с большим эксцентриситетом еще найти надо. Делают их на заказ редкие фирмы, производство дорогостоящее и сложное. Разумно в этом случае уповать на стандартизацию производителя. Например: Volkswagen делает семейство моторов в равноразмерных блоках. Объемом 1,6; 1,8; 1,9 и 2,0 литра. С ходом 77,4мм; 80мм; 86,4мм; 92,8мм и 95,5мм. Вы можете подобрать в свой блок подходящий коленвал с большим, чем был, эксцентриситетом. Потому логично купить серийное изделие, в нашем случае коленвал, и уже под него подбирать поршневую группу. Конечно, понадобятся другие поршни и шатуны. Это сложно, но подобрать можно. Вопрос в другом. Конструктивно такой ход закладывает некие дополнительные механические потери в работе двигателя, виновниками которых станут более короткие шатуны. Это аксиома - поставив коленвал с большим эксцентриситетом, придется поставить более короткие шатуны, ведь нарастить блок мы не сможем. В чем их минус и почему? Чем короче шатун, тем с большим углом он "переламывается", тем с большим усилием он прижимает поршень к стенке цилиндра. А чем больше усилие прижима, при том же коэффициенте трения, тем больше величина сопротивления движения. И этот фактор следует рассматривать не только с точки зрения механических потерь, но и с точки зрения надежности, т.к. короткие шатуны подвергаются большим нагрузкам. В тюнинге, как правило, такими "мелочами" пренебрегают. Когда нельзя, но очень хочется, то можно. Очевидный выигрыш в плане минимизации затрат - увеличение рабочего объема за счет увеличения диаметра цилиндра. Как правило, все двигатели имеют достаточно толстую стенку цилиндра, запас по прочности. Если, скажем, на два миллиметра увеличить диаметр, то можно получить дополнительный объем. При толщине стенки 7-8 мм одним миллиметром можно пожертвовать. И достаточно часто можно обойтись серийными поршнями. Ведь все поршни круглые. И механика всех двигателей диктует примерно одни и те же пропорции. Например в гамме Volkswagen нет поршня с диаметром 84мм, есть только 81,5 , а у BMW есть.

Посмотрим, чем же они отличаются. Так, отверстие под палец у поршня BMW меньше на 2 мм, в этом случае можно под баварский поршень в отверстие в "родном" шатуне вставить втулку с более толстой стенкой и расточить ее под палец диаметром 20 мм. Или обработать отверстия в поршне под "родной" фольксвагеновский палец. Эти операции требуют точных станочных работ, но... Надеть поршень на шатун мы уже сможем. Теперь измерим расстояние от оси пальца до днища поршня. У поршня BMW на 0,25 мм больше. Аккуратненько возьмем его в оправу и на токарном станке срежем днище. Или на один мм короче - не проблема! Берем блок цилиндров, ставим на фрезерный станок и с верхней плиты снимаем "лишний" миллиметр. Правда, однозначно заявлять, что увеличение диаметра цилиндров дешевле, нежели замена коленчатого вала, нельзя. Каждый из этих двух способов разумно рассматривать в ракурсе специфики отдельно взятого двигателя.

НАДДУВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Семейство турбированных двигателей интересно для тюнинга своими конструктивными особенностями, серьезно упрощающими настройку мотора. В нашем случае можно получить больший момент, опять-таки не трогая ни моментную кривую, ни объем и даже не разбирая двигатель, лишь незначительно изменив величину наддува. В чем особенность конструкции наддувных двигателей? Прежде всего в особенностях управления компрессором, будь то турбина или механический компрессор. Привод и первого, и второго зависит от количества оборотов двигателя. Чем больше оборотов, тем выше давление. Но увеличивать его можно только до определенной величины. За этим следит некий блок управления, стравливая лишнее давление. Изменив характеристику, т.е. слегка подняв планку этого самого стравливания, мы увеличим давление, с которым топливо-воздушная смесь "забивается" в объем цилиндра. И забивает реально больший объем, нежели в случае "щадящих" параметров у серийного двигателя.




Работы по увеличению давления не безболезненны - у серийных двигателей есть некий запас по механическим и тепловым нагрузкам, по детонационной стойкости. В разумных пределах увеличить наддув возможно. Но если перешагнуть, то мы или сломаем двигатель, или придется выполнить дополнительные меры - увеличение объема камеры сгорания, другая система охлаждения, дополнительный радиатор, дополнительные дыры, воздухозаборники, промежуточный охладитель воздуха. Наверное придется чугунный коленчатый вал заменить на стальной, подобрать более прочные поршни и обеспечить им охлаждение.



ИЗМЕНЕНИЯ В ГАЗОДИНАМИКЕ

Суть понятна - для того чтобы получить больший момент, надо увеличить заряд топливо-воздушной смеси. Что можно сделать? Можно взять инструмент и убрать некие дефекты серийной сборки - сделать впускные и выпускные каналы более гладкими и ровными, убрать в камере сгорания непродуваемые зоны, модифицировать сами клапана... Работы много, но гарантии нет. Почему? Аэродинамика - вещь непростая. Математически описать процессы, проистекающие в двигателе, сложно. Взять ручку, бумагу и сделать вычисления и исходя из результатов что-то подрезать, отрезать, загнуть - сложно... Или "кинуть глазом" и сказать, где тут лишнее... Порой результат прямо противоположный ожидаемому или никакой. Ради справедливости надо сказать, что в аэродинамике есть резервы. Но извлечь их гарантированно можно, только выполнив ряд экспериментов, продувая пластилиновые макеты каналов на специальной установке, подбирая форму в соответствии с требованиями новых условий работы двигателя. Маловероятно, что это можно сделать "на коленке". Если в первом случае можно говорить о том, что увеличили на 30% объем - получили момент больше на 30%. Во втором - увеличили давление нагнетания на 10% - получили момент больше на 10%. А вот в случае модификации газодинамики сказать с уверенностью, что момент увеличится на 10-15% или увеличится вообще... Сложно.

ПЕРЕНОСИМ МОМЕНТ В ЗОНУ ВЫСОКИХ ОБОРОТОВ

Что такое мощность? Это произведение крутящего момента на скорость вращения двигателя. Таким образом, сместив стандартную характеристику момента в зону высоких оборотов, мы получим искомую прибавку мощности. Минусы прежде всего те, о которых мы говорили выше - на низах мотор плохо "едет". Любой газораспределительный механизм (без механизма изменяемых фаз) позволяет хорошо наполнять цилиндры только в своем диапазоне оборотов. И как только мы перемещаем вращающий момент в область более высоких оборотов, мы тут же потеряем его внизу. На низких он будет плохо продуваться, а для обычного дорожного автомобиля это плохо - давим на газ, а он не едет. Водитель должен держать стрелку в зоне высоких оборотов. Трогаться с места - сцепление жечь. Поэтому все серийные двигатели имеют максимальный момент где-то в области разумных 2-3 тысяч, чтобы внизу ничего не провалилось.

Конечно, современные двигатели с изменяемыми фазами газораспределения такими провалами не страдают. На низких оборотах с помощью некоего механизма (в рамках этого материала не суть важно(VANOS)) фазы становятся узкими, перекрытие маленьким, и на низких оборотах происходит хорошее наполнение цилиндров. Как только этот двигатель забирается в зону высоких оборотов, что-то делается с механизмом газораспределения, фазы расширяются, появляется большая фаза перекрытия, цилиндры начинают хорошо продуваться на высоких оборотах, и мы имеем хороший вращающий момент.

Итак, если у нас традиционный мотор (без изменяемых фаз), мы можем сказать себе: плевать нам на низкие обороты, ставим широкофазный распредвал в двигатель, тем самым позволяем иметь хорошее наполнение в зоне высоких оборотов. Правда, маловероятно, что мы получим большой вращающий момент, скорее всего, мы его по абсолютной величине получим такой же, как у серийного, только в зоне высоких оборотов. Но произведение его на обороты, на которых он достигается, будет существенно больше, чем у серийного мотора, следовательно, и мощность выше. Двигатель будет иметь ярко выраженный спортивный характер. Использовать таким образом полученную мощность можно, только подогнав передаточные числа в трансмиссии. Это тот путь, который, несомненно, применяется в спорте ввиду ограничений, диктуемых техтребованиями.

ЧИП-ТЮНИНГ

Когда мы говорим "чип-тюнинг", совершенно понятно, что мы имеем в виду внесение некоторых изменений в программу управления двигателем. Рассмотрим на трех примерах, которые привели выше, когда чип-тюнинг требуется, а когда нет.

В случае семейства моторов с нагнетателем понятно, что чип-тюнинг - это основная идея, т.к. необходимо подкорректировать программу управления механизма. Отслеживающего величину наддува. Все остальные изменения в двигателе скорее всего будут следствием изменения программы. Когда мы увеличиваем только объем - наиболее вероятно, что чип-тюнинг не требуется, по двум причинам. Если мы не трогали фазы и оставили моментную кривую без изменения, только ее подняли вверх, то тогда смещать зажигания нам не придется. Вносить изменения в систему управления топливом тоже - если у двигателя есть расходометр воздуха, он измерит его и отдозирует расход топлива. Если мы сильно увеличили объем двигателя, тогда может попросту топлива не хватить. Так как производительность серийной форсунки ограничено, форсункам просто не хватит времени, чтобы "плюнуть" нужное количество топлива. В таком случае нужно ставить другие форсунки, с большей производительностью, что в некоторых случаях потребует изменения в программе управления. К работам с газодинамикой можно в полной мере отнести все выше сказанное.



ЧИП-ТЮНИНГ БЕЗ ВАРИАНТОВ

Во втором способе, когда мы получаем мощность за счет смещения момента в область более высоких оборотов, - просто без вариантов. Чип-тюнинг без вопросов. Ведь в этом случае программа управления двигателем становится абсолютно непригодной в том виде, в котором она использовалась для серийного мотора.

Дело в том, что характеристика управления зажиганием двигателя неразрывно связано с коэффициентом наполнения. А вращающий момент - отражения коэффициента наполнения. Для широкофазных двигателей все настройки становятся более критичными. Изменение состава смеси может значительно повлиять на стабильность работы. Корректировки в программе просто необходимы. Правда, если мы изменили фазы газораспределения, то изменения программы управления называть чип-тюнингом даже не хочется. Правильно говорить, что мы программу управления двигателем привели в соответствие с новыми требованиями измененного двигателя.

ЧИП-ТЮНИНГ В ЧИСТОМ ВИДЕ

В среде любителей тюнинга чип-тюнинг является неким божеством, благодаря которому без каких-либо конструктивных изменений двигатель получает весомую прибавку в мощности. Даже маститым настройщикам, строящим спортивные моторы, иногда сложно понять, как с двух литрового мотора, изменив только программу управления, можно снять дополнительные 20 л.с. Есть некие моменты, в рамках которых можно маневрировать с помощью чип-тюнинга. Так, с целью иметь адаптацию двигателя к различным видам топлива, к колебанию октанового числа бензина производитель некоторым образом занижает угол опережения зажигания. Но это не факт, потому что современные двигатели имеют датчики детонации, которые слышат детонацию и отстраивают угол опережения. Поэтому теоретически, изменяя программу управления, можно подобраться ближе к порогу детонации.

Можно говорить и о том, что мы получим дополнительную мощность, если сделаем не экономичную, а мощностную смесь. Так, современный серийный двигатель с целью минимизаций экологии имеет коэффициент избытка воздуха, равный единице или даже 1.2. Это так называемые бедные или сверхбедные смеси. Мы, конечно, можем наплевать на экологию, экономику и сделаем коэффициент альфа (лямбда) в районе 0,85 - будем больше лить топлива и получим бол Однако в режимах, близких к максимальным, стандартная программа, скорее всего, настроена на мощностную смесь. У всех программ управления современными двигателями, как правило, есть две зоны управления - экономичный режим и мощностной режим. Разные производитель разбивают их по-разному. Например, если угол открытия дроссельной заслонки до 60%, а обороты до 4000, то это режим экономичный. И серийная программа управляет так, что альфа в районе 1 и угол опережения соответствующий. Мы экономим топливо и не загрязняем окружающую среду. А когда программа понимает, что мы начинаем "мести" , т.е. заслонка открывается больше чем на 60% и обороты двигателя выше 4000, она устанавливает нам максимальные режимы. В смысле чип-тюнинга можно поиграть границами - не 60%, а 30%. Это даст изменение характера двигателя, что-то в разгоне вы, наверное, положительное почувствуете. Но на максимальную мощность и максимальный вращающий момент вы вряд ли повлияете. В этом режиме все уже отстроено наверняка по максимуму.

ЕЩЕ НЕМНОГО О ЧИП ТЮНИНГЕ

Итак, Вас заинтересовала тема чип-тюнинга... Ваш двигатель работает идеально, но возможности штатной программы управления Вас не устраивают ? Вы не боитесь что-то испортить и готовы разобрать и собрать блок управления с закрытыми глазами - тогда можете смело читать дальше.

Что Вам будет необходимо для чипования своего любимца:

· Первое и самое важное : это собственно говоря сама тюнинговая программа для блока управления Вашего двигателя.

· Второе : необходимый инструмент для снятия блока управления с автомобиля и его разборки, а так-же возможно в некоторых (к сожалению в последнее время всё более частых) случаях паяльник для снятия ПЗУ с платы.

· Третье : Программатор для чтения оригинальной программы ПЗУ и записи тюнинговой версии программы. Так же желательно (а иногда и необходимо) иметь экземпляр "чистой" микросхемы, для записи новой программы.

· Четвёртое: Для турбированных двигателей понадобится манометр для проверки и регулировки максимального давления наддува.

Итак, начинаем по порядку. Для уточнения наличия Тюнинговой версии программы для Вашего автомобиля необходимо знать не только модель и год выпуска автомобиля, но и номер блока управления, а в некоторых случаях и версию программы ПЗУ, установленного в блоке. Для получения данной информации необходимо прочитать маркировку блока управления двигателя. Чтобы уточнить версию софта, необходимо вскрыть блок управления и прочитать содержимое наклейки на ПЗУ. После выполнения данной операции можно приступать к поискам необходимой прошивки.

На самом деле это достаточно нетривиальная задача. Дело в том, что качественный софт свободно не распространяется, а работоспособность и качество прошивок свободно лежащих где-то в сети или предлагаемая за небольшие деньги местными "кулибиными" весьма сомнительна. Приобрести прошивку у крупных зарубежных тюнинговых фирм реально, но совсем не дёшево (разброс цен составляет от 600 до 3000$). Приобрести программу за разумные деньги более реально у фирм, являющихся представителями крупных Тюнинг-компаний, как например у нас (стоимость программ для иномарок от 200$, а на Российские автомобили от 15$), поскольку приобретая программы по дилерским ценам, эти фирмы зачастую могут позволить себе в некоторых случаях снизить цену на интересующую Вас прошивку.

Есть ещё один путь получения необходимой прошивки - это самостоятельная переделка софта, используя специализированное программное обеспечение. Владельцам Российских автомобилей, интересующихся тюнингом, должна быть известна программа ChipTuningPRO для изменения программ блоков ВАЗ и ГАЗ. Есть аналогичные программы и для иномарок. Но опять-же они распространяются на коммерческой основе а к примеру стоимость файла-дескриптора к программе DME-editor только для одного типа блока управления составляет от 1000 до 7000$.

Когда процесс поиска (или приобретения) будет завершён - останется самое интересное - замена прошивки. Поскольку блок управления Вами уже найден, и даже возможно снят и разобран, подробно останавливаться на этой операции нет смысла, тем более что на разных автомобилях блоки устанавливаются в разных местах. Но необходимо подробнее рассмотреть сам процесс чипования:

Вам необходимо определить тип микросхемы ПЗУ, установленной в блоке и убедиться что имеющийся у Вас программатор поддерживает работу с данными типами ПЗУ. Как правило, все программаторы позволяют без дополнительных переходников работать с микросхемами, используемые в автомобилях выпуска до середины 90-х. Тут особенно повезло владельцам BMW - практически в каждом блоке микросхема установлена на панельке и для её снятия не нужно ничего паять (да впрочем и на других автомобилях используются аналогичная конструкция...). В современных блоках управления используются микросхемы flash-памяти с возможностью перезаписи программы без снятия микросхемы с блока, однако для перепрограммирования таких блоков через диагностический разъём автомобиля, необходимо наличие дорогостоящего оборудования, поэтому мы будем рассматривать случай снятия микросхемы и использования программатора для замены прошивки.

Итак, начинаем! Сначала извлекаем старую микросхему (если она припаяна - придётся поработать паяльником), запоминая положения ключа, вставляем ее в программатор и считываем содержимое микросхемы. (При работе с микросхемами нельзя забывать о положении ключа, т.к. легко можно вывести блок управления из строя, если установить микросхему неправильно.) Сохраняем "на всякий случай" старую программу и готовимся "зашивать" новую. Как правило в машинах до 96 г.в. используются микросхемы с возможностью стирания программы при помощи ультрафиолетового излучения. Это микросхемы типа 27С64, 27С128, 27С256, 27С512, они отличаются наличием прозрачного окошка на корпусе, через которое виден сам кристалл микросхемы. Это окошко для избежания случайной засветки заклеивают шильдиком, на котором пишется версия записанного в микросхеме софта. Для стирания необходимо снять наклейку, протереть окошко и положить микросхему под ультрафиолетовую лампу на 20 - 30 минут. В момент стирания все ножки микросхемы должны быть электрически соединены вместе. В качестве ультрафиолетовой лампы можно использовать косметические приборы "ФОТОН", лампы применяемые в медицине для дезинфекции помещений, лампы типа ДРЛ c разбитой внешней колбой или любой другой источник ультрафиолетового излучения. Стирая микросхему следует учитывать тот факт, что удается стирать и потом "зашивать" далеко не все экземпляры. Микросхемы Flash (29F200, 29F400 и т.п.) могут быть электрически стерты программатором, но лучше, если у Вас будет аналогичная чистая микросхема для записи новой прошивки.

После записи микросхемы, аккуратно установите ее на место вынутой, соблюдая правильное положение ключа (если она была припаяна - желательно на её место заранее припаять панельку, а микросхему установить в неё). Для микросхем с ультрафиолетовым стиранием очень желательно заклеить окошко (хотя бы кусочком изоленты).

Соберите блок и, не закрывая крышки (в большинстве блоков алюминиевые усики крепления выдерживают не более одного вскрытия), подключите его к машине. Включите зажигание, подождите секунд 15 и заводите машину. Обычно машина заводится без проблем, но в некоторых случаях бывает нестабильность на холостых оборотах сразу после заводки, которая прекращается спустя несколько минут.

Если все нормально, то глушите машину, снимайте блок, и аккуратно собирайте все на место. Вот и все! Теперь Вы обладатель "чипованной" машины. Пробуйте!

Рассмотренные в этой статье варианты, конечно же, неким образом идеализированы. Рассматривались методы тюнинга. Понятно, что количественными мерами мы не оперировали, некоторые конкретные примеры и численные значения даны с целью иллюстрации методов. Вопрос "на сколько?" остался за рамками статьи и должен решаться в каждом конкретном случае специалистом, выполняющим работы исходя из его знаний и опыта. В реальной жизни работы по доводке двигателя включают в себя, как правило, комбинацию приведенных способов. И вовсе не потому, что "чем больше, тем лучше". Просто потому, что двигатель автомобиля - сложный организм с множеством взаимосвязанных параметров, которые необходимо учитывать, если получение результата есть цель работы, а не удовольствие от процесса.

Форсировка двигателя

Приступая к форсировке готового двигателя, никогда не следует предполагать, будто конструктор упустил возможность получить от двигателя дополнительно 20-30 л.с., и вам остается только произвести несколько магических действий, чтобы извлечь потерянную мощность. Труд форсировщика всегда бывает очень кропотливым и тяжелым. Нет такого узла двигателя, которым можно было бы пренебречь. Каждая отдельная работа по форсировке, будь то регулировка, тщательная подгонка или повышение степени сжатия, возможно, принесет и незначительный эффект, но общие результаты многих часов напряженного труда дадут заметный прирост мощности. Увеличить эффективную мощность двигателя и повысить максимальные обороты его коленчатого вала, что и называется форсировкой двигателя, можно двумя путями:
• а) за счет повышения степени сжатия, улучшающего термический КПД;
• б) за счет большего наполнения цилиндров, повышающих среднее эффективное давление.
Первый способ форсировки ограничивается антидетонационными свойствами существующих топлив, так что пределом для повышения степени сжатия обычно является детонация, которая, создавая ударную нагрузку на детали кривошипно-шатунного механизма, угрожает их механической прочности и вызывает падение мощности. Возможность повышения степени сжатия двигателя, кроме того, в значительной мере зависит от формы камеры сгорания и для разных конструкций неодинакова. Наилучшей формой камеры принято считать полусферическую или шатровую. Ошибочно предполагать, что каждое последующее повышение степени сжатия на определенную величину дает одинаковый прирост мощности. Наибольший выигрыш в мощности можно получить в диапазоне степеней сжатия от 6 до 8; от 8 до 10 эффект будет уже меньшим и т. д. Форсировка за счет улучшения наполнения цилиндров горючей смесью, т.е. повышение коэффициента наполнения, представляет широкое поле деятельности и может достигаться различными мероприятиями. В первую очередь следует указать на следующие:
• изменение фаз газораспределения в сторону увеличения продолжительности тактов впуска и выпуска при наибольшем перекрытии тактов за счет опережения начала впуска и запаздывания конца выпуска;
• увеличение размера тарелок у впускных клапанов и расширение подводящих каналов в блоке для получения наименьшей скорости потока горячей смеси в них, а также соответствующее увеличение тарелок выпускных клапанов;
• установление длины впускного трубопровода для получения резонансного подпора смеси и выбор формы трубопровода, исключающей повороты в направлении потока смеси, вызывающие инерционные потери;
• выбор конструкции и числа карбюраторов, снижение температуры поступающей в цилиндры горючей смеси и другие способы увеличения заряда.
Liska

Сейчас на форуме: нет

модератор


Репутация: 17    
Сообщения: 7697
Благодарности: 2/3
Из города: Менск
Награды: 4 (Подробнее...)
Группа: 
[ Свои люди ]
8 лет форумам AV.by (Количество: 1) БлагоТворитель (Количество: 1) Ветеран форума (Количество: 1) Сертификат реальности!!! (Количество: 1)

# Вт Апр 08, 2008 19:08  ПрофильЛичное сообщениеEmailICQ [ Ответить ]
Значение крутящего момента

 Основной характеристикой двигателя автомобиля обычно считают его мощность. В действительности же влияние на характер автомобиля оказывает не только максимальная мощность, сколько - крутящий момент. Ведь наибольшую мощность можно реализовать только при установившихся оборотах, близких к максимальным, а в таком режиме мы почти не ездим. Водителю нужен приемистый двигатель, который при троганье с места и разгоне, не напрягаясь, "идет" за педалью газа. Это обеспечивает крутящий момент, если он достаточно большой и относительно постоянный на низких и средних оборотах. Двигатели ВАЗ имеют существенный недостаток - отсутствие "тяги" на низких частотах вращения коленвала. До 3000 об/мин двигатель не обладает достаточной приемистостью и в результате - дерганье при троганье с места, провалы при резком нажатии на педаль газа, недолговечность сцепления, неэффективное использование пятой передачи. Наибольшее влияние на кривую крутящего момента оказывают параметры газораспределения - фазы и "время-сечение" открытия клапанов, которые заданы профилем кулачков распределительного вала. Чтобы улучшить приемистость, надо быстро подать в цилиндр нужный заряд рабочей смеси, то есть сузить фазу открытия впускного клапана. Широкие растянутые фазы на низких частотах приводят к обратному выталкиванию топливо воздушной смеси во впускной коллектор и только с увеличением частоты вращения инерционность потока "пересиливает" и наполнение цилиндров увеличивается.

Спортивные распредвалы отличаются от обычных, широкими фазами открытия клапанов, более острым и высоким кулачком. Причем переходные участки рассчитаны (против серийных кулачков) таким образом, что пробег между очередными регулировками увеличивается примерно вдвое. Распредвал обеспечивает подачу полноценного заряда в цилиндр путем увеличения высоты подъема клапанов. Кулачки отличаются исключительной плавностью профиля, что обеспечивает надежную работу механизма газораспределения при широких фазах. Увеличенный базовый диаметр распредвалов для двигателей заднеприводных ВАЗ предотвращает ненормальный износ торцев клапанов. При эксплуатации в городе автомобиля с таким валом можно использовать на одну передачу выше, чем привыкли раньше, с соответствующим снижением частоты вращения коленвала при спокойной езде, либо выкручивая двигатель, в максимальной степени реализовать агрессивный, спортивный стиль езды. При этом мотор под нагрузкой работает без перебоев даже при предельном снижении оборотов.

Особенностью спортивных валов является то, что их применение отодвигает границу детонации (на жаргоне - "стук пальцев"), в особенности на малых частотах вращения коленвала. Так же снижается расход топлива и токсичность выхлопных газов, уменьшается склонность к детонации и теплонапряженность двигателя, увеличивается ресурс мотора. Предлагаемые распредвалы "Мастер Мотор" позволяют выбрать для каждого объема двигателя и условий эксплуатации наиболее оптимальный вариант:
низовой моментный вал для городской езды
универсальный вал: "город-трасса"
верховой вал: "трасса" (4 вида).

Выбирая для двигателя определенного объема распредвал с меньшими подъемами клапанов, в наибольшей степени реализуется положительный эффект в области низких частот вращения коленвала. Распредвал с большими подъемами кулачков позволяет повысить мощность на высоких частотах вращения.

Liska

Сейчас на форуме: нет

модератор


Репутация: 17    
Сообщения: 7697
Благодарности: 2/3
Из города: Менск
Награды: 4 (Подробнее...)
Группа: 
[ Свои люди ]
8 лет форумам AV.by (Количество: 1) БлагоТворитель (Количество: 1) Ветеран форума (Количество: 1) Сертификат реальности!!! (Количество: 1)

# Ср Апр 30, 2008 18:42  ПрофильЛичное сообщениеEmailICQ [ Ответить ]
ПОРШНИ

Без секретов и фантазий ОДНА из самых таинственных и, несомненно, значимых деталей автомобильного двигателя – его величество поршень. Действительно, он занимает центральное место в процессе преобразования химической энергии топлива сначала в тепловую, а затем в механическую. И в прямом, и в переносном смысле. И от того, насколько хорошо он справляется с возложенными на него обязанностями, в значительной степени зависят характеристики мотора. Его эффективность и, что более важно, надежность. Особенно когда мы говорим о спортивном применении или модификации автомобиля в тюнинговом ателье. Вопрос о применении специальных поршней в случае повышения мощности всегда встает перед конструктором. В силу множества функций и противоречивости свойств поршень превращается в одну из самых сложных и наукоемких деталей мотора. Такое привилегированное положение подтверждается тем, что редкие автомобилестроительные компании проектируют и изготавливают их самостоятельно для своих моторов. Чаще всего они пользуются услугами фирм, которые специализируются в этой области. Многообразие форм и размеров поршней является одной из причин, почему столь много тайн, секретов и небылиц распространяется вокруг этого причудливой формы куска металла. А так как это еще и технологически сложно, практически неисполнимо в условиях стандартного машиностроительного производства, то проблема подгонки, т. е. соответствия поршня требованиям модифицированного мотора, становится камнем преткновения для многих тюнинговых компаний и спортивных конюшен. Кроме того, штучное производство столь сложных изделий финансово обременительно. В этой ситуации часто интуитивные представления тюнера о том, что «улучшенный» двигатель должен иметь «улучшенные» поршни, приводит к тому, что сначала двигатель оснащается чем-то доступным, а потом такое решение находит свое наукообразное обоснование.



Так давайте попробуем разобраться, какие требования предъявляются к поршням и что от чего зависит. Во-первых, поршень, перемещаясь в цилиндре, позволяет расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, и совершать механическую работу. Следовательно, он должен сопротивляться высокой температуре, давлению газов и надежно уплотнять канал цилиндра. Во-вторых, представляя собой вместе с цилиндром и поршневыми кольцами линейный подшипник скольжения, он должен наилучшим образом отвечать требованиям пары трения с целью минимизировать механические потери и, как следствие, износ. В-третьих, испытывая нагрузки со стороны камеры сгорания и реакцию от шатуна, он должен выдерживать механическое воздействие. В-четвертых, совершая возвратно-поступательное движение с высокой скоростью, должен как можно меньше нагружать кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.
Таким образом, все проблемы этой важной детали двигателя можно разделить на две большие группы. Первая – это тепловые процессы. Вторая, значительно более многообразная – механические. Обе группы взаимовлияющие, но в этот раз мы остановимся на тепловых.



Итак, топливо, сгорая в надпоршневом пространстве, выделяет огромное количество тепла в каждом цикле работы двигателя. Температура сгоревших газов достигает 2000 градусов. Только часть своей энергии они передадут движущимся деталям мотора, все остальное в виде тепла нагреет двигатель, а то, что останется, вместе с отработанными газами улетит в трубу. Из курса общей физики известно, что если два тела передают друг другу тепло, то передача тепла будет происходить до тех пор, пока их температуры не уравняются. Следовательно, если мы не будем охлаждать поршень, он через некоторое время расплавится. Это принципиально важный момент для понимания условий работы поршневой группы. А особенно важно, если мотор форсируется. Всегда, когда мы заставляем мотор увеличить мощность, пропорционально увеличивается количество тепла, генерируемое в камере сгорания в единицу времени. Конечно, расплавленные поршни мы видим чрезвычайно редко, однако в любых их проблемах всегда незримо присутствует температура. Примерно так же, как в любом дорожно-транспортном происшествии – скорость. Виноват, конечно, водитель, но.... Если бы автомобили не двигались, никто бы не пострадал. Дело в том, что с ростом температуры механические характеристики всех материалов ухудшаются. Поэтому нагрузка, которая при 100 градусах Цельсия вызывает упругую деформацию материала, при 300 градусах деформирует изделие, а при 450 разрушит его. Поэтому мы должны или принимать меры по предотвращению роста температуры поршня, или использовать материалы, способные выдержать рабочие нагрузки при высоких температурах. Чаще всего и то и другое. Однако в любом случае конструкция поршня должна быть такова, чтобы в нужных местах было необходимое количество металла, способное противостоять разрушению.
Еще раз повторим известный из курса общей физики факт, что тепловой поток направлен от более нагретых тел к менее нагретым. Тогда мы сможем увидеть распределение температур по поршню во время его работы и определить важные конструктивные моменты, влияющие на его температуру, т. е. понять, за счет чего он охлаждается. Нам известно, что наиболее нагретым является рабочее тело, или, другими словами, газы в камере сгорания. Совершенно понятно, что, в конце концов, тепло будет передано окружающему автомобиль воздуху – самому холодному и в то же время при определенном допущении бесконечно теплоемкому. Воздух, омывая радиатор и корпус двигателя, студит охлаждающую жидкость, блок цилиндров и корпус головки. Нам осталось найти мостик, по которому поршень отдает свое тепло в блок и антифриз. Есть для этого четыре пути. Они совершенно разные по своему вкладу, однако все заслуживают упоминания, так как в зависимости от конструктивных особенностей двигателя имеют большее или меньшее значение.

Итак, первый путь, обеспечивающий наибольший поток, – это поршневые кольца. Причем первое кольцо играет главную роль, как расположенное ближе к днищу. Это также наиболее короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра. Кольца одновременно прижаты и к поршневым канавкам, и к стенке цилиндра. Они обеспечивают более 50% теплового потока. Второй путь менее очевиден, однако трудно его недооценить. Вторая охлаждающая жидкость в двигателе – масло. Имея непосредственный доступ к наиболее нагретым местам мотора и несмотря на небольшой объем и слабую циркуляцию, масляный туман уносит с собой и отдает в поддон картера значительную часть тепла именно от самых горячих точек. В случае применения масляных форсунок, направляющих струю на внутреннюю поверхность днища поршня, доля масла в теплообмене может достигать 30 – 40%. Понятно, что, нагружая масло в большей степени функцией теплоносителя, мы должны позаботиться о том, чтобы его остудить. Иначе перегретое масло может потерять свои свойства и стать причиной выхода из строя подшипников. Также, чем выше температура масла, тем меньше тепла оно способно перенести через себя. Третий путь – через массивные бобышки в палец, затем в шатун, а оттуда в масло. Он менее интересен, так как на пути есть существенные тепловые сопротивления в виде зазоров и стальных деталей, имеющих значительную протяженность и низкий коэффициент теплопроводности. И четвертый путь – совсем не в масло или охлаждающую жидкость. Часть тепла отбирает на свой нагрев свежая топливовоздушная смесь, поступившая в цилиндр в такте впуска. Количество свежей смеси, а следовательно, и количество тепла, которое она отберет, зависит от режима работы и степени открытия дросселя.



Надо заметить, что тепло, полученное при сгорании, также пропорционально заряду. Поэтому этот путь охлаждения носит, во-первых, импульсный характер, во-вторых, отличается скоротечностью, в-третьих, пропорционален последующему нагреву и, в-четвертых, высокоэффективен благодаря тому, что тепло отбирается с той стороны, с которой поршень нагревается. Здесь следует упомянуть о стандартном приеме, который используется при настройке спортивных моторов. Дело в том, что теплоемкость смеси сильно зависит от ее состава. Чем больше топлива в ней содержится, тем больше тепла будет потрачено на его испарение. Очень часто, чтобы нормализовать работу мотора, нужно чуть-чуть, всего на 5 – 10 градусов, понизить внутреннюю температуру. Это достигается легким забогащением смеси, чуть богаче, чем необходимо. На процесс горения это никак не сказывается, а температура падает. Исчезает калильное зажигание, отодвигается порог детонации. Всегда лучше чуть богаче, чем беднее. Моторы, работающие, например, на метаноле, значительно менее требовательны к системе охлаждения из-за втрое большей теплоты парообразования, чем у бензина.
Таким образом, в силу большей значимости следует уделить более пристальное внимание передаче тепла через поршневые кольца. Совершенно понятно, что если этот путь мы по тем или иным причинам перекроем, то маловероятно, что двигатель выдержит сколько-нибудь длительные форсированные режимы. Температура вырастет, материал поршня «поплывет», и двигатель разрушится. Тут я хочу упомянуть такую, на первый взгляд, совершенно не относящуюся к процессу теплообмена характеристику, как компрессия. О компрессии знает каждый человек, хоть раз сталкивавшийся с покупкой подержанного автомобиля. Это наиболее популярный параметр, который хочет знать каждый владелец автомобиля, заботящийся о двигателе своей машины. Компрессия косвенно показывает степень неплотности поршневой группы. С точки зрения теплопередачи это очень важный параметр. Давайте представим себе, что кольцо не прилегает по всей своей длине к стенке цилиндра. Тогда сгоревшие газы, прорываясь в щель, создадут барьер, препятствующий передаче тепла от поршня через кольцо в стенку цилиндра. Это почти то же самое, как если бы мы закрыли часть радиатора и лишили его возможности охлаждаться воздухом. Еще более страшная картина, если кольцо не имеет тесного контакта с канавкой. В тех местах, где газы имеют возможность протекать мимо кольца через канавку, участок поршня лишается принципиальной возможности охлаждаться и, даже более того, оказывается в «тепловом мешке». Как результат – прогар и выкрашивание части огневого пояса, прилегающей к месту утечки. Именно поэтому всегда уделяется так много внимания геометрии цилиндра, кольца и износу канавки. И не ухудшение энергетики здесь главная причина. Ведь небольшое количество газов, прорывающихся в картер, несет в себе слишком малую энергию, чтобы повлиять на потерю давления в такте рабочего хода и, как следствие, на потерю момента двигателем. Тем более, когда мы говорим о высокооборотном моторе. Гораздо больший вред даже небольшая неплотность наносит двигателю в смысле локальных тепловых перегрузок, потери жесткости и надежности. Вот еще почему не живут долго двигатели, восстановленные методом замены колец или перегильзовкой блока под старые, отжившие свой век «номинальные» поршни. Вот почему первым у спортивного мотора разрушается цилиндр, имеющий меньшую компрессию.



Тут, вероятно, необходимо коснуться вопроса, который всегда обсуждается при изготовлении специальных поршней для спортивных или тюнинговых приложений. Сколько колец будет у нового поршня? Два? Три? Какой толщины должны быть кольца? С точки зрения механики, чем меньше колец, тем лучше. Чем они уже, тем меньше потери в поршневой группе. Однако при уменьшении их количества и высоты мы неизбежно ухудшаем условия охлаждения поршня, увеличивая тепловое сопротивление днище – кольцо – стенка цилиндра. Поэтому выбор конструкции – всегда компромисс. И чем быстроходней мотор, тем жестче становятся рамки. Скоротечность процессов диктует меньшие требования к уплотнению. Растущие со скоростью механические потери необходимо уменьшать, иначе все, что преобразовали в механическую мощность, не донесем до колес. Однако и количество тепла в единицу времени вырабатываем пропорционально больше, мостик для охлаждения требуется как можно шире. Вот и нужно одновременно чтобы кольца были и узкие, и широкие. И нужно их два для быстроходности и три для эффективного охлаждения поршня. Разрешение этой задачи – суть компетентность конструктора. А результаты его работы – в сбалансированности двигателя. В настоящее время инженерами, работающими в мощных производственных компаниях и научных центрах, накоплен огромный эмпирический материал и на его основе созданы расчетные методы, позволяющие с большой точностью предсказать поле температур и характеристики конкретного изделия. Большинству тюнинговых компаний и спортивных конюшен они недоступны. Автору, к сожалению, тоже. Эта статья намеренно не содержит конкретных значений многих величин, которые позволили бы некоторым читателям взяться за калькуляторы. Тепловые расчеты на пальцах – бесперспективное занятие. Ее задача – показать ту сторону процессов, происходящих в двигателе, которая всегда подразумевается, но никогда всерьез не рассматривается. Я хотел только проявить качественные связи и объяснить важность и необходимость в своей работе учитывать влияние его величества тепла. О второй стороне дела – механике – в следующий раз.

Для начала неплохо бы представить, чего в принципе мы ожидаем от идеального поршня. Какой он, этот стойкий оловянный солдатик? Ну, конечно же, несгибаемый. Как бы мы его ни гнули, толкали, мяли, бросали из жара в холод, он всегда должен оставаться одинаковым. Одинаковым с большой точностью. Наш герой находится в плотном строю сопряженных с ним деталей. Это кольца, поршневой палец, цилиндр. Если механические нагрузки будут столь велики, что канавки деформируются и поршневые кольца потеряют подвижность, тогда работа мотора будет нарушена. Если поршневой палец окажется зажатым в отверстиях бобышек, скорее всего, поршень разрушится. Если зазор от стенок цилиндра вдруг станет большим, мы потеряем ориентацию, а если маленьким – размажем поршень по стенкам. А силы действуют на него немалые. Максимальное давление в камере сгорания у высокофорсированных моторов достигает величины 100 атмосфер. Усилие, с которым поршень толкают газы, измеряется тоннами. Максимальная скорость, с которой он перемещается в быстроходном моторе, достигает 120 км/час. При этом 200 раз в секунду тормозится до полной остановки. Представьте себе, что ваш автомобиль со скорости 120 км/час остановился на пути в 4 сантиметра. Это почти удар о скалу. Что же представляет собой бампер, если он не должен изменить форму более чем на 0,005 мм? Не забудьте, перед ударом мы его изрядно подогрели газовой горелкой. А еще все это повторяется 200 раз в секунду. Такие вот испытания выпали на долю нашего подопечного.



Идеальный поршень в таких жестоких условиях должен быть абсолютно жестким, т. е. никак не менять свою форму. Тепловые нагрузки не должны его деформировать. Его вес должен быть близок к нулю. Износ от контакта с сопряженными деталями должен отсутствовать. В первой части статьи в предыдущем номере мы определили характеристики, связанные с тепловыми процессами в двигателе. Совершенно понятно, что нет в природе материалов, отвечающих всем этим требованиям. Прежде чем остановиться на материалах, из которых изготавливают поршни, попробуем понять, почему такие требования предъявляются к поршням. Пожалуй, одним из главных показателей качества работы поршневой группы являются механические потери, которые неизбежны во время движения. Для того чтобы преодолевать силы трения, препятствующие движению, часть механической энергии, полученной от рабочего тела, будет потеряна на нагрев. Доля этих потерь, приходящаяся на поршневую группу в общих механических затратах двигателя, весьма высока. Она порой превышает 50% от общих потерь в двигателе. Существенным моментом для понимания важности вопроса является тот факт, что желание многих тюнеров увеличить рабочие обороты мотора и за счет газодинамики (доработка сечений каналов, формы камеры сгорания, фаз газораспределения) получить большую мощность при высоком вращающем моменте в широком диапазоне скорости вращения упирается в растущие механические потери. Значительная часть сил сопротивления растет линейно со скоростью, а следовательно, потерянная мощность растет в квадратной зависимости. Если не приняты меры по снижению механических потерь, то все старания могут быть напрасны. Неизбежен тот момент, когда вся механическая энергия будет потрачена на себя любимого и колеса вращать будет просто нечем. Поэтому подход к поршневой группе как к линейному подшипнику скольжения имеет первостепенное значение в конструкции поршня. Конечно, главный вклад в сопротивление движению вносят поршневые кольца, которые в силу их функций должны быть плотно прижаты к стенкам цилиндра. Однако роль поршня состоит в том, чтобы кольца все время были правильно ориентированы и была обеспечена их работоспособность. Также совершенно справедливое желание конструктора не допустить сухого контакта тела поршня с гильзой цилиндра диктует жесткие требования к его геометрии. Дело в том, что, как и в любом подшипнике скольжения, роль разделительного слоя здесь играет масло, препятствующее контакту металлических поверхностей. А точнее, масляный клин, образующийся в зазоре при движении деталей. Высокое давление в масляном клине, способное противодействовать прижимающим силам, может существовать только в зазорах, исчисляемых тысячными долями миллиметра. Величина силы пропорциональна площади, на которую масляный клин давит. Поэтому так важно во время работы сохранять параллельность поверхности юбки поршня стенкам цилиндра с такой сумасшедшей точностью.



Совершенно понятно, что не допускается никакой шишковатости, иначе возникнут локальные контакты, которые станут генераторами тепла и приведут к развитию неблагоприятных процессов по всей поверхности. Не забудем еще и о поршневом пальце, которому необходимо создать условия качающегося подшипника скольжения с его стабильными зазорами, исчисляемыми теми же крохотными величинами. В случае идеального поршня, описанного нами ранее, сказочного «несгибаемого оловянного солдатика», все более-менее понятно. Каким мы его получим после механической обработки, таким он и будет всегда, при любых условиях его работы. Тогда мы заранее с большой точностью можем придать ему нужные формы. А как быть с реальными материалами? Которые от механических нагрузок изгибаются. От температуры распухают. От разностенности коробятся. От неоднородности материала покрываются буграми и шишками. Нет другого пути, как при изготовлении придать ему такие формы, которые учтут все искажения, возникающие при реальных нагрузках во время работы. Именно поэтому поршень имеет такую сложную форму. По высоте он бочкообразный, потому что неравномерный нагрев вызывает большее расширение там, где температура выше. В сечении он овальный, так как механические нагрузки заставляют поршень «обвисать» на пальце, как лист бумаги, лежащий на карандаше. Причем в каждом сечении и овальность, и бочкообразность имеют свою величину. Очевиден тот факт, что величины деформации зависят от толщины металла, образующего стенки поршня. Понятно, что увеличение толщины повысит сопротивляемость нагрузкам и облегчит жизнь конструктору. Однако рост массы неизбежно приведет к увеличению инерционных сил, которые испортят жизнь всему кривошипно-шатунному механизму. Тут, как и в любом другом случае, вопрос оптимизации требует от конструктора разрешения.

Так как же, в конце концов, находится выход из трудного положения? Почему все-таки автомобильные двигатели уверенно прогрессируют в сторону их высокооборотности? Каким образом находятся способы разрешения этих противоречий? На заре моторостроения просто изготавливался поршень совершенно цилиндрической формы и двигатель запускали. Давали ему поработать, не доводя мотор до разрушения, и разбирали. Следы контакта с гильзой устраняли механической обработкой и повторяли эксперимент, увеличивая нагрузку. Затем снова обрабатывали места контакта и снова нагружали. Если выявлялись слабые места, которые надо усилить, изготавливали новый поршень со скорректированными толщинами стенок. Повторялось это многократно до тех пор, пока двигатель с полной нагрузкой не начинал работать стабильно и поршень признавался удовлетворительным. В современном мире с хорошей точностью можно расчетными методами проектировать геометрию вновь создаваемых поршней. Последующие за расчетами испытания приводят, как правило, к корректировке, однако количество экспериментов несравнимо уменьшается. Тем не менее, подогнанный под условия работы поршень нельзя считать абсолютно соответствующим предъявляемым требованиям.



Ведь величины деформаций, которые компенсируются предварительно заданной формой, зависят и от теплового режима, и от величины сил, на него действующих. Так как автомобильный двигатель многорежимный, эксплуатируемый в широком диапазоне нагрузок и температур, скорее всего, поршень будет хорош только для некоторого диапазона условий работы. Это одна из проблем автомобильных двигателей в целом. В серийном производстве, как правило, на базе одного мотора одновременно выпускается целое семейство разных агрегатов, предназначенных для разных целей. А выпуск новых автомобилей, требующих новых двигателей, часто сопровождается модификацией уже отработанных конструкций с целью удовлетворить новым требованиям. Известны факты, когда низ мотора, включающий блок цилиндров и коленчатый вал с его подшипниками, практически без изменений стоял на конвейере десятилетиями, переходя из одного кузова в другой. Даже более того, применялся и для бензиновых, и для дизельных моторов одновременно. Поршневые группы, как более зависимые от назначения двигателя, почти всегда подвергались модификации. Именно поэтому в номенклатуре производителей поршней такое большое разнообразие их форм. Именно поэтому, когда мы хотим получить от серийного двигателя больше мощности, будь то его тюнинговый вариант или, более того, спортивный, необходимо сознавать, что, скорее всего, серийный поршень не будет соответствовать новым предъявляемым к нему требованиям. Или мы получим дополнительные потери, которых можно было бы избежать, или съедим весь запас надежности. Наверное, и то и другое одновременно. Случай применения дополнительного наддува или окислителя, такого, как закись азота, точно так же создает новые условия работы поршневой группы.

Существенным моментом в конструкции, как мы выяснили, является материал, из которого поршень изготовлен. Свойства материала определяют характеристики изделия и его конструкцию. Автомобильные поршни изготавливаются преимущественно из алюминиевых сплавов, реже из чугуна. Чугун, обладая рядом таких приятных качеств, как низкий коэффициент линейного расширения, равный по величине материалу гильзы цилиндра, высокая термостойкость, высокая прочность, отличные подшипниковые свойства, в настоящее время практически не применяется. Тормозом послужили два обстоятельства. Во-первых, низкая теплопроводность и, как следствие, плохая детонационная стойкость мотора, не позволяющая использовать высокие степени сжатия. Во-вторых, большой удельный вес является препятствием к быстроходности. Из алюминиевых сплавов для поршней в подавляющем большинстве используются силумины, то есть сплавы системы алюминий – кремний с различным содержанием кремния. Реже – ковкие сплавы системы алюминий – медь. Кремнийсодержащие сплавы в свою очередь делятся на две группы по содержанию в них кремния. Это – доэвтектические и заэвтектические. К первым относят сплавы с содержанием кремния до 12%, ко вторым – более 12%. У первых кремний в свободном виде, так называемый первичный кремний, отсутствует и весь он растворен в алюминии. Это АЛ-25, АЛ-30, АК12, Mahle 124. Вторая категория содержит кремний в свободном виде – в виде кристаллов, которые иногда видны невооруженным глазом на срезе или сломе образца. Известны АЛ-26, АК18, АК21, ВКЖЛС, Mahle 138, Mahle 224. Заэвтектические сплавы с содержанием 18% или 22% кремния применяются в основном для дизелей большого объема. Причина состоит в большей износостойкости и термопрочности, что важно для обеспечения ресурса седельных тягачей. В серийном производстве поршни из алюминиевых сплавов отливают. Для снижения величины температурного расширения, а значит, и для получения многорежимных свойств используются стальные термокомпенсирующие вставки внутри отливки. В мелкосерийном и штучном производстве для придания лучших механических характеристик заготовки поршней получают методом изотермической штамповки или жидкой штамповки. Высокие давления в процессе формирования поковок способствуют уплотнению материала и, как следствие, улучшению его свойств. Однако такая технология полностью исключает наличие любых вставок. Это обстоятельство делает изготовленные по такой технологии поршни в большей степени однорежимными. В основном такие поршни используются для сильно нагруженных моторов, выпускаемых малыми сериями. Спортивных, например. Для спортивных моторов, которые по назначению ближе к однорежимным, нашли применение сплавы алюминий – медь. Это АК-4-1, Mahle YG. Заготовки из них также прессуют. В сравнении с силуминами они имеют лучшие физико-механические характеристики при рабочих температурах, но отличаются на 20% большим коэффициентом линейного расширения. Также к недостаткам можно отнести относительно быстрое старение и разрушение от усталостных напряжений. Тем не менее, в авиационных поршневых моторах, а также в автомобильных спортивных, которые ограничены по ресурсу и имеют повышенные требования к весу поршня, встречаются довольно часто.

Несколько слов об износе. Правильно подобранный под требования мотора поршень почти никогда не контактирует со стенкой цилиндра. Исключение составляют холодные пуски и работа под нагрузкой непрогретого мотора. Поэтому даже после значительного пробега, составляющего 200000 км и более, изменение размера юбки незначительно и лежит в пределах 0,01 – 0,03 мм, если двигатель без коллизий нормально изнашивался. Гильза же цилиндра, особенно в верхней ее части, может быть изношена кольцами до 0,15 мм. Но это совсем не означает, что поршень можно продолжать использовать и он в состоянии, близком к новому. Основной параметр, по которому бракуется поршень, – износ канавок колец. Как правило, к этому сроку и форма, и размер канавки как минимум первого кольца за пределами допуска. Существенным обстоятельством не только износа, но и эффективности мотора является геометрия и состояние поверхности цилиндра. Во-первых, искажение цилиндричности точно так же влияет, как и неверная форма поршня в смысле сохранения зазоров в паре поршень – цилиндр. Наиболее вероятными причинами нарушения формы являются напряжения в блоке от крепежных элементов головки и КПП. Также важна микрогеометрия, т. е. глубина и форма хоновой сетки. Фирма Mahle, ведущий производитель поршней в Европе, считает, что преждевременный износ моторов, прошедших капитальный ремонт, в 80% случаев является следствием именно неправильного микрорельефа поверхности.



В заключение хочу сказать, что в данной статье я показал только некоторые аспекты функционирования поршневой группы. Я исходил из предположения, что читатель не является профессиональным двигателистом, однако интересуется работой мотора и тюнинг – его стиль жизни. Поэтому тут не затронуты многие вопросы, которые всегда стоят перед конструктором нового двигателя. Здесь только небольшое обобщение тех тем, которые по инициативе клиентов тюнингового подразделения компании «Дилижанс» и автоспортсменов обсуждались в различные периоды нашей деятельности.

[size=9]источник beep.com.ua[/size
Liska

Сейчас на форуме: нет

модератор


Репутация: 17    
Сообщения: 7697
Благодарности: 2/3
Из города: Менск
Награды: 4 (Подробнее...)
Группа: 
[ Свои люди ]
8 лет форумам AV.by (Количество: 1) БлагоТворитель (Количество: 1) Ветеран форума (Количество: 1) Сертификат реальности!!! (Количество: 1)

# Ср Апр 30, 2008 18:52  ПрофильЛичное сообщениеEmailICQ [ Ответить ]
Men[aLL]

Сейчас на форуме: нет

неравнодушный к av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 69

Из города: Гродно
Награды: Нет
Группа: Нет

# Пт Июн 06, 2008 15:25  ПрофильЛичное сообщениеEmail [ Ответить ]
А ещё есть такое?
pavel_77

Сейчас на форуме: нет

неравнодушный к av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 39

Из города: Минск
Награды: Нет
Группа: Нет

# Сб Авг 02, 2008 09:08  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
Liska, Да есть что нибудь такое только на Мерин ML 320 2000г.в. ???
matrix20000

Сейчас на форуме: нет

а8 4.2 ТДИ 2008
неравнодушный к av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 28

Из города: Минск
Награды: Нет
Группа: Нет

# Чт Авг 14, 2008 01:15  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
Имею Туарег 2007 года, 3.0 ТДИ. В стоке шло 225 лс и 500Нм, 9.2сек до сотни и 202кмч (у меня без пневмо).
Когда узнал про чип тюнинг-загорелся этим делом. В Беларуси спецов не нашел, гонял в МСК.
Теперь имею на рейде 280 лс, 580 Нм и 7.6 сек разгона. Максималку разгонял 230 по спидометру (правда до чиповки удавалось выдавить 215, те с учетом привираний реально стало дето 217)
Вся процедура занимает около 20 минут, через диагностический разъем подключаеццо ноутбук с необходимым софтом, скачивается оригинальная прога управления двигателем и закачиваецца тюнерская прошивка.
Как мне сказал мастер-такой эффект в динамике достигаеццо за счет изменения калибровок.
Кстати наиболее эффективен чип тюнинг на турбированных моторах, атмосферники дают гораздо меньшую прибавку, и ту почуствоватьможно только на больших оборотах.
Вопчим я доволен как слон.

ПС чуть не забыл-при спокойной езде немного снизился расход топлива, необъяснимо-но факт, в среднем гдето на литр. проверял по компу в разных скоростных режимах
Pent

Сейчас на форуме: нет

не может жить без av.by


Репутация: 19    
Сообщения: 9044

Из города: Тирасполь, Приднестровье, Зеленоград, Россия
Награды: 3 (Подробнее...)
Группа: 
[ Active life club AV.by ]
[ Ford Ka Club ]
[ Свои люди ]
8 лет форумам AV.by (Количество: 1) Ветеран форума (Количество: 1) Сертификат реальности!!! (Количество: 1)

# Пн Сен 29, 2008 14:49  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
Турбонаддув: когда это хорошо?
Как известно, мощность двигателя можно повысить несколькими путями. Самый распространенный путь – американский. «Объему нет альтернативы» – это именно их пословица. Другой вариант – повысить частоту вращения коленвала. Можно, но сложно. При высокой скорости вращения поршни догоняют клапаны, что «лечится» установкой пружин повышенной жесткости. Зато возникают другие проблемы – мала тяга и момент на «низах». Годы идут, научно-технический прогресс не дремлет и… появилась такая замечательная система, как VTEC.

Однако имеется еще один, самый эффективный способ. Есть великий соблазн увеличить количество рабочей смеси, попадающей в цилиндры. Тогда мощность будет ограничена только прочностью мотора. В принципе, любое усовершенствование всегда тянет за собой ворох проблем – в данном случае это октановое число (для бензиновых двигателей) и требовательность так называемых надувных агрегатов к качеству обслуживания.

Итак, схем для увеличения количества топливо-воздушной смеси, попадающей в цилиндры автомобильных двигателей, пока только две – компрессорная и турбонаддувная. Компрессор – это устройство для сжатия топливной смеси, имеющее привод от коленвала двигателя. Хороший способ, некоторые компании давно используют его и получают очень неплохие результаты по характеристикам моторов. В данном случае речь идет о таких грандах, как, например, Mercedes и Toyota. Mercedes до сих пор упорно использует этот прием, а Toyota практически полностью переключилась на турбонаддув, если речь идет о бензиновых двигателях.

Если же говорить о дизелях, то практически все моторы, имеющие мощность более 80 КВт, оснащены турбинами. Преимущества автомобильных двигателей, оснащенных турбокомпрессорами, очевидны:
1) хорошее соотношение масса/мощность;
2) кривая крутящего момента может быть лучше адаптирована к специфическим условиям эксплуатации;
3) обеспечивается лучшее сгорание топлива;
4) уменьшенное количество токсичности отработанных газов;
5) работает более стабильно, а турбина уменьшает шум от выпуска (работает как глушитель).

Дизельные двигатели по удельной мощности не могут сравниться со своими бензиновыми собратьями, поэтому легковые автомобильные дизели практически все оборудованы турбонаддувом. Вспомним, например, YD25DDTi производства Nissan – объем 2,5 л, мощность на уровне продвинутых бензиновых аналогов (174 л. с.), а крутящий момент на «низах» всегда был сильной стороной дизелей. Турбина представляет собой две крыльчатки на единой оси – одна крыльчатка на впуске, другая – на выпуске. После того как мотор начинает работать, крыльчатку на выпуске заставляет вращаться поток выхлопных газов. Соответственно, крутится и крыльчатка на впуске, создавая избыточное давление.

Теоретически, чем выше обороты двигателя, тем быстрее и объемнее поток выхлопных газов. Соответственно, давление наддува пропорционально увеличивается. Это – замкнутый круг. При такой схеме мотор просто пойдет «вразнос». Спасает его от этого байпасный (перепускной) клапан, который стравливает избыточное давление. Производители рассчитывают, до какой величины можно «дуть» в двигатель, чтобы сохранить ресурс и работоспособность.

На самом деле все, конечно, не так просто. При малых оборотах давление выхлопных газов небольшое, а турбина – штука довольно тяжелая, производится из чугуна, пока раскрутятся крыльчатки, проходит какое-то время. Кроме того, степень сжатия по сравнению с атмосферными моторами снижена. Соответственно, на малых оборотах мы имеем провал по мощности, который называется «турбояма». На высоких оборотах, когда турбина уже раскрутилась, чувствуется ощутимый рывок, так называемый «турбоподхват». Тут опять возникает проблема – нагреваются обе крыльчатки, и на впуск идет горячий воздух, в то время как для оптимизации рабочего процесса нужен холодный. Поэтому применяется специальное охлаждение наддувного воздуха с помощью так называемого интеркулера – промежуточного охладителя. Прежде чем попасть в цилиндры, наддувный воздух идет через интеркулер.

Вообще, турбонаддув – нежная штука. При покупке автомобиля на вторичном рынке нужно внимательно осматривать крыльчатки на предмет замасленности. Если турбина «гонит» масло, жить такому агрегату осталось очень недолго, особенно при наличии катализатора на автомобиле. Турбина забивает маслом ячейки катализатора, тот снижает пропускную способность на выходе, ячейки обгорают, турбина «задыхается» и еще больше «гонит» масло. Получается замкнутый круг, в результате которого владелец подобного автомобиля «попадает» на две очень дорогие вещи: турбину и катализатор.



Об особенностях обслуживания турбированных моторов поговорим чуть позже, а пока остановимся на конструктивных особенностях подобных систем. Турбояма для гражданских автомобилей – явление очень вредное. В рваном городском режиме недостаток мощности на «низах» очень хорошо чувствуется. Для «спортсменов» это некритично, в любом случае они держат обороты двигателя не ниже оборотов максимального момента. Поэтому автомобили, претендующие на экстремальную спортивность, имеют одну турбину высокой производительности, которая позволяет максимально поднять мощность. Для гражданских версий применяются различные ухищрения. Например, ставятся турбины маленького диаметра, имеющие меньшую инерционность, а чтобы не снижать значительно мощность, применяется сразу несколько штук.

Если турбины стоят параллельно, то система называется Bi Turbo. Используется она, как правило, на V-образных двигателях, на каждую половинку – своя. Намного чаще применяется схема с последовательным подключением турбин – Twin Turbo. Такую компоновку можно встретить на серийных Nissan Skyline и Toyota Supra. До определенных оборотов работает одна, а при высоких – подключается вторая. Несмотря на небольшой диаметр турбин, турбоподхват на этих культовых автомобилях весьма ощутимый, за что их и любят.

Гражданские версии спортивных машин имеют приличный запас прочности, чем и пользуются любители тюнинга. Зачастую можно поднять мощность турбомотора с минимальными затратами. Рецепт прост – переписывается программа управления двигателем и используется буст-контроллер. Буст-контроллер – это прибор, управляющий клапаном отсечки. Можно выставить давление наддува, превышающее рекомендованное заводское. Но в этом тоже необходимо знать меру. Как правило, компании, торгующие «китами» для тюнинга, располагают подобной информацией. Советую прислушаться к их советам, чтобы потом не раскошеливаться на дорогостоящий ремонт.

Лет 10 назад появилась такая интересная вещь, как турбина с изменяемой геометрией. Принцип ее работы – изменение сечения на входе. При низких оборотах сечение уменьшается, на высоких – увеличивается с помощью вакуумного привода. Таким образом оптимизируются рабочие процессы, практически полностью убирается турбояма, да и турбоподхват тоже. Более того, при такой схеме работы байпасный клапан зачастую уже не нужен. Лопатки турбины могут менять наклон в зависимости от потока выхлопных газов, привод осуществляется вакуумом либо избыточным давлением с помощью кулачков или рычагов. Оптимизирует процесс электроника.

Идея турбины с изменяемой геометрией уже давно витала в воздухе, только осуществить ее было непросто. Такая система боится высокой температуры, а выхлопные газы в бензиновых двигателях зачастую нагреваются до 1000 оС, поэтому подобные решения стали применяться сначала на дизелях, благо, температура отработавших газов там значительно ниже. По мере роста технологий подобные агрегаты появились и на бензиновых моторах. Первой ласточкой была компания Porsche со своим легендарным 911-м.

Отдельно стоит упомянуть эксплуатацию моторов с приставкой Turbo. Они, безусловно, более капризны и требовательны к качеству обслуживания. Ротор в корпусе турбины вращается на гидродинамических подшипниках. Это – подшипники скольжения, в которых масляный клин, создающийся высоким давлением, не дает перейти на пограничное трение – металл по металлу. Нечто подобное можно наблюдать на коленвале и распредвале. Разница только в скорости вращения. Если у коленвала это 5-6 тыс. об./мин., то у турбины – 110-115 тыс. об./мин., а скорость на конце лопатки ротора – как у пули, 300 м/с. Отсюда – повышенные требования к системе смазки и рабочему давлению в гидродинамических подшипниках. Поэтому сразу нужно осознать одно – торопиться не нужно. Желательно прогреть двигатель перед поездкой, чтобы вязкость моторного масла пришла в норму. Поскольку требования к системе смазки повышенные, масло для таких моторов должно быть качественное и сертифицированное.

Торопиться не нужно и в конце поездки. При глушении мотора давление в системе смазки падает до нуля, а массивная турбина продолжает вращаться уже без масляного клина. Но даже это – полбеды. Хуже другое. Раскаленная турбина изменяет смазывающие свойства масла и превращает последнее в твердое тело – лак. В результате чего ротор может приклеиться к корпусу, и следующий запуск мотора станет последним. Если водитель вовремя не заметит горящую лампочку давления масла, выйдет из строя не только турбина, но и двигатель. Давление в системе смазки большое. Соответственно, масло из системы уйдет за минуту, а дальше – сами знаете. Поэтому покупайте сигнализацию с возможностью подключения турботаймера – это намного продлит срок службы такого прецизионного, требующего внимания, но очень полезного агрегата, как турбина.
vowwwka

Сейчас на форуме: нет

SUZUKI BALENO 1.9 TD
новичок на av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 3


Награды: Нет
Группа: Нет

# Ср Апр 15, 2009 21:35  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
http://vseobavto.ucoz.ru/
aldr1

Сейчас на форуме: нет

БМВ Е39/Е46
не может жить без av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 787

Из города: Minsk
Награды: Нет
Группа: Нет

# Чт Апр 16, 2009 08:57  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
Господа зачем ентод тюнинх нужен ?!
Нужно правильно авто - такое и покупайте сразу Cool , а то понаставят нулевикоффф, типа зачипуют,трубу пердящущую себе в зад вставят, но кормят свой пепелац чуть ли не 80-ым бензином вот это да!
avto_golf-2

Сейчас на форуме: нет

vw 1.8 , 100 2.3
новичок на av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 11


Награды: Нет
Группа: Нет

# Ср Апр 07, 2010 21:15  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
Фото тюнинг гольф2 <-- здесь можно посмотреть в подборке фото как выглядят те или иные элементы тюнинга на самой тюнингуемой машине. Cool
hemi

Сейчас на форуме: нет

не может жить без av.by


Репутация: 7    
Сообщения: 1131

Из города: Гомель
Награды: Нет
Группа: Нет

# Ср Апр 07, 2010 22:29  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
Турбомотор имеет минус громадный - турбояма. Но тут с ней можно бороться по разному, в статье описано что можно поставить вторую турбину меньшего диаметра. А можно установит компрессор и турбонагнетатель, как в Lancia Delta S4. А можно поставить "антилаг", устройство которое при падении оборотов двигателя дожигает топливную смесь не в цилиндре а в выходном коллекторе, тем самым обороты турбины не падают. Такой прием использут в ралли, можно видеть и слышать хлопки и пламя из выхлопной трубы болида.
-------------------------------------------------------------
Только эта тема такая древняя как отходы мамонтов.
andry_231

Сейчас на форуме: нет

не может жить без av.by


Репутация: 3    
Сообщения: 943

Из города: Минск
Награды: Нет
Группа: 
[ Mercedes AV.by Club ]

# Чт Апр 08, 2010 08:50  ПрофильЛичное сообщение [ Ответить ]
hemi писал(а):
А можно поставить "антилаг", устройство которое при падении оборотов двигателя дожигает топливную смесь не в цилиндре а в выходном коллекторе, тем самым обороты турбины не падают. Такой прием использут в ралли, можно видеть и слышать хлопки и пламя из выхлопной трубы болида.
-------------------------------------------------------------
Только эта тема такая древняя как отходы мамонтов.

Первый раз слышу про впрыск топлива после движка для разгона турбины (темный я ). Как ни старайся- большой объем газов не получить- дроссель закрыт.

Хлопки и пламя получаются и на нетурбированных моторах. При использовании "горбатого" (большой подъем и угол открытия) распредвала если сбросить газ на больших оборотах, происходит нарушение газообмена в цилиндре. Горение в цилиндре прекращается и несгоревшая смесь воспламеняется в глушителе от нагрева.
slonenok1980

Сейчас на форуме: нет

пежо 607
неравнодушный к av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 105

Из города: latvija
Награды: Нет
Группа: Нет

# Пн Апр 19, 2010 15:54  ПрофильЛичное сообщениеEmail [ Ответить ]
to LISKA
ПРОЧИТАЛ вашу стать-все верно и грамотно расписано...занимаюсь данной темой.не скажу .что от желающих нет отбоя.но кому делал (да и сам на чипованной езжу) все остались довольны
ценнк не запредельный за услугу от 100 евро..
спасибо за хорошую статью
slonenok1980

Сейчас на форуме: нет

пежо 607
неравнодушный к av.by


Репутация: 0    
Сообщения: 105

Из города: latvija
Награды: Нет
Группа: Нет

# Пн Июл 19, 2010 18:19  ПрофильЛичное сообщениеEmail [ Ответить ]
также добавилась возможность програмного удаления сажевого фильтра
Показать сообщения:   
Новая тема  |  Ответить    Список форумов AV.by -> Тюнинг & Стайлинг Часовой пояс: GMT + 3
На страницу 1, 2, 3  След.
Страница 1 из 3

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете вкладывать файлы
Вы не можете скачивать файлы