Что такое степень форсирования
Перейти к содержимому

Что такое степень форсирования

  • автор:

Форсирование двигателя

(от франц. forcer — усиливать) — вывод двигателя на такой режим, при котором его тяга превышает максимальную тягу, установленную для двигателя данного образца. Наибольшее распространение получили следующие 3 способа форсирования авиационных ГТД.
1). Ф. д. путём подачи дополнительного количества топлива в камеру сгорания, в результате чего увеличиваются частота вращения роторов, температура газа перед турбиной, степень повышения давления и расход воздуха с соответствующим возрастанием тяги. Поскольку на таком режиме механические и тепловые нагрузки на некоторые узлы и детали двигателя превышают их максимальные нормированные значения, режим получил название чрезвычайного. Двигатели старой конструкции, не имевшие запаса по температуре и частоте вращения, после работы на чрезвычайном режиме, как правило, подлежали капитальному ремонту (с заменой ряда деталей новыми). Современные двигатели рассчитаны на режимы работы, превышающие максимальные эксплуатационные, и для них, если это не оговаривается специально, ремонт после работы на чрезвычайном режиме не обязателен.
2). Ф. д. впрыском жидкости (как правило, воды) на входе в компрессор или в камеру сгорания. В данном случае рост тяги двигателя обеспечивается увеличением массы рабочего тела, а при впрыске на входе в компрессор — и снижением потребной мощности компрессора из-за уменьшения температуры воздуха на его входе. Этот способ Ф. д. существенно уступает предыдущему по экономичности, его применение ограничивается некоторыми ТРД и ТРДД ранних поколений.
3). Ф. д. подачей топлива в специальную форсажную камеру сгорания, расположенную перед реактивным соплом. Такое Ф. д. применяется практически на всех самолётах, имеющих сверхзвуковую скорость полёта. Форсажная камера сгорания несколько утяжеляет и заметно удлиняет двигатель. В некоторых случаях она определяет миделевое сечение. В то же время на старте этот способ позволяет увеличивать тягу двигателя на 40—60%, чего нельзя достигнуть другими способами. С увеличением скорости полёта относительное приращение тяги возрастает. Экономичность при максимальном Ф. д. таким способом ухудшается в 2 раза и более, но с ростом скорости полёта это ухудшение становится меньше, и на скоростях, соответствующих 2,5—3 скоростям звука, форсажный двигатель становится даже более экономичным, чем бесфорсажный. Первые два способа Ф. д. применяются кратковременно, а на самолётах пассажирской и транспортной авиации — в экстремальных случаях (например, взлёт с короткой ВПП, отказ одного из двигателей, неблагоприятное сочетание атмосферных условий — высокая температура и понижение атмосферного давление).

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .

  • Форсажная камера сгорания
  • Форсунка топливная

Что такое степень форсирования

Warning: Use of undefined constant php — assumed ‘php’ (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/h811184817/autonovice.ru/docs/wp-content/themes/vw-writer-blog/template-parts/single-post-layout.php on line 20
—>

Форсирование двигателя – это его тюнинг, который является одной из важных составляющих в общем тюнинге автомобиля. Ведь именно форсировка двигателя дает возможность определить максимальную мощность двигателя, а значит улучшить его основные динамические характеристики. Чем больше у мотора мощность, тем меньше тратится времени на разгон автомобиля, а значит, увеличивается его максимальная скорость.

Автолюбителей можно разделить на два своеобразных лагеря. Одним требуется только на немного увеличить мощность своего двигателя, так как в большинстве их не устраивает то, как автомобиль набирает скорость и другие динамические характеристики. Данная категория автолюбителей предпочитает делать тюнинг двигателя своими силами. Этот выбор основан на том, что перечень работ, которые будет необходимо осуществить для форсирования двигателя, минимален.

Форсирование двигателя

Из чего состоит форсировка двигателя.

Она состоит из нескольких элементов:

  • • Осуществляется перепрошивка основного блока управления двигателем;
  • • Происходит замена отдельных деталей двигателя на более мощные, а вернее будет сказать, на спортивные.

Как итог: мощность двигателя увеличивается в среднем не более чем на 10 — 15 процентов.

Другая категория автолюбителей подходит к процессу форсирования двигателя более основательно и методично. Они не просто производят на своем автомобиле замену всех основных деталей двигателя на спортивный вариант. Кроме этого, на автомобиль устанавливается турбина и происходит расточка самого двигателя. И вот здесь будущая мощность автомобиля будет зависеть не только от имеющегося потенциала двигателя, но и от такой прозаической вещи, как платежеспособность автовладельца. Может получиться так, что мощность двигателя после его форсирования увеличится как на 100 «лошадей», так и до 1000 «лошадок». Тут все будет зависеть от тех конкретных задач, для которых и будет производиться форсирование двигателя.

Одним из вариантов форсирования двигателя является установка спортивного распределительного вала. Во первых, стоит сказать, что распределительный вал является механическим «мозгом» мотора. Он определяет скорость подъема и общую продолжительность по времени для открытия клапанов, что сильно влияет или только формирует будущий характер мотора. Причина, по которой происходит подобная замена, такая же, как и для других элементов двигателя. Штатная модель уж слишком средняя, так как разрабатывалась в соответствии с основными запросами большего числа владельцев автомобилей.

Основная характеристика автомобильного двигателя – это мощность, хотя основное влияние оказывает не только его максимальная мощность, но и так называемый крутящий момент. Стоит отметить, что самая максимальная мощность, а автомобиле со стандартной комплектацией возможна лишь на определенных оборотах, которые становятся близки к максимальным. «Горячий» водитель выберет приемистый двигатель, который стоит только тронуть педаль газа, с места идет в разгон, как будто на поводке следуя за нажатием педали.

Вот поэтому замена распределительно вала на спортивный и является первым этапом в форсировании двигателя. Только он способен обеспечить путем увеличения основной высоты подъема клапанов подачу полноценной смеси в цилиндр.
А что именно делать и каким образом, решает каждый для себя. Ведь для большинства из нас автомобиль не только средство передвижения, но и эталон благостостояния и престижа.

3 комментариев на “Что такое форсирование двигателя и для чего его делают”

Вообще существует несколько вариантов увеличения мощности двигателей:
1. Повышение рабочего объема двигателя, путем его расточки и как сказано в статье, замены коленчатого вала, но только лишь этого будет не достаточно, вместе с коленвалом придется сразу же поменять поршня и провести доработку шатунов. Минус такого метода, уменьшение значения общего КПД, увеличение потребления масла, нарушение герметичности пары цилиндр/поршень, увеличение топливного расхода.
2. Прибавление мощности путем увеличения наполнения цилиндров. Метод заключается в доработке форсунок, модернизации турбонадува и т.д. Кстати говоря, данный метод считается наиболее эффективным и менее вредным для двигателя. Приведу пример, на наших Вазах коэффициент степени наполнения равен приблизительно 77% на фоне объемности цилиндров, а на спорт-карах этот показатель доходит иногда до 120% и даже больше. Т.о. правильная модернизация впускной системы может увеличить тем же Вазам коэффициент до 100-ни, соответственно и мощность двигателя будет расти пропорционально увеличению степени наполнения цилиндров.
3. Метод наращивания степени сжатия. Известно, что при работе мотора поршни расширяются, и чем больше такое расширение, тем естественно выше будет степень сжатия. Реализуется это все обычно установкой на авто широкофазных распределительных валов и конечно же заправкой системы высокооктановыми бензинами. Так же метод может тесно переплетаться с предыдущим (2-ым) способом. Недостатки при таком форсировании будут заключаться в высоких трениях между поршнем и цилиндрами, и, разумеется высоком износе деталей.
4. Улучшение процессов связанных с горением топливной смеси. Чтобы сократить тепловые потери, обычно используют полировки камер сгорания, поршней, также дабы улучшить детонацию иногда растачивают камеры со стороны свечей, чтобы там могло концентрироваться больше топлива.
5. Уменьшение хода поршня. Такой метод основан на сокращении длины хода поршня, а значит и уменьшается действие сил трения между цилиндром и поршнем. Это все достигается удлинением шатунного механизма.

Serega молодец, отлично собрал методы форсирования двигателя, но хочу немного дополнить твой четвертый пункт, тем, что кроме всяких расточек и полировок камер, можно еще использовать специальные присадки, которые я бы разделил на две группы, но все по порядку. Знают все, в любом баке есть вода, на каких бы заправках люди не заправлялись, но вода в топливе есть и будет, и не только лишь из-за качества бенза, но и из-за появления конденсата, поэтому существуют специальные присадочные жидкости и таблетки для уменьшения количества воды в топливе. Причиной тут служит связь между качеством детонации и количеством воды, чем меньше последней, тем лучше детонация. Вот и все. Хочу сказать, что таким вот образом любой из нас даже не вникая в конструкцию автомобиля, может хоть немного прибавить мощности. И второй метод это добавки для бензина, которые будут повышать его октановое число и здесь опять же все это положительно скажется на детонации. Пусть использование таких присадок и трудно назвать настоящим форсированием двигателя, но суть-то одна и та же – улучшение сгорания топлива и мощности силовой установки.

Не стоит забывать, автомобиль — своеобразный организм, в котором работа всех узлов, агрегатов взаимосвязана. Допустим, мы увеличили мощность двигателя путём расточки цилиндров и других операций. А как отреагируют на тюнинг двигателя другие элементы транспортного средства. Например, форсунки? Смогут ли они подавать в камеры сгорания необходимое количество топлива? Или их нужно менять на более мощные, монтировать второй ряд форсунок, что запредельно дорого. Как в этой ситуации себя поведет бензонасос? Сможет ли он поставлять бензин по магистрали с необходимым давлением для обновлённого движка? А коробка передач справится с повышенными нагрузками? А механизм сцепления будет устойчиво работать при увеличении оборотов коленчатого вала? А как отреагирует подвеска авто на новые вызовы? Короче, вопросов больше, чем ответов. Думаю, форсирование двигателя слишком рискованная, дорогая и непредсказуемая операция, способная не только угробить машину, но и самого автолюбителя. Такое моё мнение.

Что такое степень форсирования

Всего несколько лет назад немногочисленные тюнинговые ателье предлагали весьма ограниченный набор комплектующих и работ по повышению мощности двигателей. Распредвал с шестерёнкой да чип-тюнинг давали не многим более 10-15 л.с. прибавки мощности.

Но мир не стоит на месте – за прошедшие годы сделано многое, и двигатель не исключение. Ныне повышение мощности вдвое от базового, стандартного варианта уже не такая неосуществимая задача. И даже решается она разными способами.

Картина была бы весьма радужной, если бы не одно “но”. Практика работы СМЦ, наши беседы с заказчиками показывают, что за красивыми и модными словами “кованые поршни”, “настроенный выпуск”, “турбина”, “буст-контроллер” и многими другими нередко скрывается…пустота. Ладно бы заказчики не понимали смысла и назначения тех или иных деталей и узлов – им простительно. К сожалению, в ряде тюнинговых “контор” сегодня сложилось поверхностное понимание сути форсирования, отношение к тюнингу двигателя как к некоей простейшей процедуре типа установки спойлера – “прикрутил” и “помчался”. Только вот беда — “мчатся” такие моторы весьма недолго, и тем меньше, чем больше мощность удалось “прикрутить” и чем хуже понимают процесс форсирования те, кто всё это “прикручивает”.

Особенно большой резонанс среди “тюнинговой” общественности вызвал известный фильм “Форсаж”. Сделанный, на наш взгляд, с большой претензией на внешние эффекты, “крутость” и “красивость”, фильм явно ставит прямую зависимость между количеством прикручиваемых “прибамбасов” (и их ценой) и мощностью мотора. К сожалению красивые картинки в кино весьма далеки от реальной техники, и борьба за мощность намного сложнее, чем покупка “крутых” блестящих деталей со звонкими названными за увесистую пачку “баксов”.

Именно это обстоятельство и вынуждает нас высказать своё мнение по основным проблемам моторного тюнинга.

Откуда берётся мощность?

В самом деле, этот элементарный вопрос ставит, как правило, в тупик многих “тюнингаторов”. Обычно следует перечисление работ и комплектующих, которые установлены. Суть дела, таким образом, пропадает за всей этой чепухой и болтовнёй. Между тем ответ очевиден – мощность двигателя (имеется ввиду её прибавка) берётся из…воздуха. Действительно, чем больше воздуха зайдёт в цилиндры, тем больше получится мощность.. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Теоретически мощность (в кВт) пропорциональна работе цикла двигателя Le (выражается в килоДжоулях) и количеству циклов в единицу времени n (об/мин) :

Работу цикла легко выразить через КПД двигателя ηe и количество поступившего в двигатель топлива Мт (кг):

где Hu – теплотворная способность топлива (кДж/кг), показывающая, сколько энергии(в кДж) может выделиться при полном сгорании 1 кг топлива. Для бензина Hu =43960 кДж/кг, а среднее значение КПД для бензиновых двигателей ηε =0,25.

Количество подаваемого в двигатель топлива не может быть любым, а связано с количеством воздуха Мв соотношением

где λ — известный многим, но не всем понятный коэффициент избытка воздуха, показывающий отношение количества поступившего воздуха к теоретически необходимому для полного сгорания поданного в двигатель топлива. В бензиновых двигателях λ лежит в узких пределах от 0,85-0,9 для режимов максимальной мощности до 1,0-1,1 для экономичных режимов(иначе бензин плохо горит). Регулируется λ в указанном диапазоне топливодозирующей аппаратурой в зависимости от количества поступившего воздуха и режима работы двигателя, определяемого, в основном, положением дроссельной заслонки и оборотами. Коэффициент Lo определяет, сколько же воздуха (в кг) необходимо для полного сгорания 1 кг топлива, и для бензина равен 15(т.е. для этого необходимо 15 кг или 16,5 м3 воздуха при нормальном давлении и температуре).

Подставив последнее выражение в формулу для работы Le , получим

Le= ηe Hu Mв/λ Lo,

а после подстановки в формулу мощности

Ne=Hu ηe Мв n/120 λ Lo.

Произведение Mв n есть не что иное, как расход воздуха Gв (кг/мин), откуда мощность

Ne=Hu ηe Gв/120 λ Lo,

что и требовалось дoказать. Более того, легко заметить, что полученная формула показывает один замечательный момент – воздействовать на мощность в обычном бензиновом двигателе вообще почти нечем, кроме расхода воздуха.

А от чего зависит расход воздуха? Очевидно, от его плотности ρ (кг/м3) и объёма цилиндров Vh

где n – обороты, а коэффициент η v – это так называемый коэффициент наполнения, показывающий отношение количества поступившего в цилиндр воздуха Мв к теоретическому его количеству, равному ρo Vh для двигателей без наддува или ρκ Vh для двигателей с наддувом ( ρ к – плотность воздуха во впускном коллекторе, а ρ о – в окружающей двигатель среде).

Учитывая, что плотность равна (согласно школьному курсу физики)

где Р,Т – давление и температура воздуха, R – газовая постоянная( R =287,3Дж/кг К), получим мощность двигателя в окончательном виде

Ne=Hu ηe P Vh ηv n/120Lo R λ T.

Совершенно замечательная формула, как нам кажется. Нам она нравиться. Но если кто-то думает иначе, пусть попробует вывести свою. А пока этого не случилось, мы будем аккуратненько так анализировать нашу.

Для начала перепишем формулу в несколько ином виде

Ne= Vh ηv n ηe Hu P/120Lo R λ T,

и начнём по порядку.

Объём Vh – его увеличение является традиционным способом повышения мощности. Только, к сожалению, ограничивается толщиной стенок цилиндров при попытке увеличить их диаметр и габаритами блока, в который влезает не каждый коленвал с увеличенным радиусом кривошипа. Дополнительное ограничение – высота поршня: при большом ходе высокий поршень может бобышками “сесть” на противовесы коленвала. Реальное увеличение Vh – около 10%, и лишь для некоторых марок и моделей моторов достигает 20%.

Коэффициент наполнения ηv – весьма, если не наиболее, важный параметр. Увеличение диаметра каналов, совмещение коллекторов, изменение профиля сёдел, клапанов, формы камеры сгорания, установка карбюраторов (в т.ч. сдвоенных) с большими диффузорами и дроссельными заслонками, фильтра НС – всё это снижает сопротивление втеканию воздуха в цилиндры и вызывает повышение ηv . Отдельно стоят настроенные впуск и выпуск – повышение ηv происходит как по причине лучшей очистки цилиндров, так и в результате их дозарядки при возбуждении колебаний в соответствующих системах. Эти процессы сильно зависят от фаз газораспределения, поэтому распределительный вал в деле повышения ηv играет далеко не последовательную роль.

Повышение максимальной частоты вращения n – верный способ, осуществляемый обычным путём расширения фаз газораспределения установкой соответствующих распредвалов. При этом коэффициент наполнения, обычно падающий у стандартных двигателей уже начиная с 4000-4500 об/мин, наоборот, возрастает и позволяет двигателю раскручиваться значительно дальше в область высоких оборотов. Однако при этом может наблюдаться падение КПД ηε , нивелирующие рост n и ηv , поскольку растут механические потери. Чтобы этого не случилось, проводят специальные мероприятия по снижению трения – ставят более жёсткие и лёгкие поршни и шатуны, переходят на 2 поршневых кольца вместо 3-х, препятствуют попаданию масла, сливаемого из ГБЦ, на детали КШМ и т.д. Кроме того, требуются более лёгкие детали ГРМ (толкатели, клапаны), а также жёсткие пружины клапанов.

Повышение теплотворной способности топлива Hu – ещё один способ повышения мощности. Для этого используют специальные присадки в топливо, в т.ч. широко известную закись азота (Nitros). При этом не следует забывать об охлаждении деталей – выделение дополнительной энергии в том же объёме вызывает повышение температуры поршня, выпускных клапанов и стенок камер в ГБЦ. Отметим так же, что при подаче топлива, содержащего кислород (уже упомянутая закись азота, а также спирт), уменьшается коэффициент Lo , стоящий в знаменателе нашей формулы, вызывая дополнительное увеличение мощности.

Повышение давления поступающего воздуха Р – осуществляется при помощи нагнетателя. Находят применения приводные (механические) и турбонагнетатели. Независимо от агрегата повышение давления (сжатие) воздуха вызывает рост его температуры, стоящей в знаменателе формулы и оказывающей на мощность уменьшающее действие. Снизить температуру помогает промежуточный охладитель (интеркулер), применение которого при повышении давления наддува становятся обязательным.

В общем случае при установке наддува возрастает плотность и, соответственно, количество поступающего в двигатель воздуха (расход). Однако степень повышения давления (отношение давление наддува к атмосферному) ограничено детонацией: приходиться снижать степень сжатия тем сильнее, чем больше давление наддува. В среднем при повышении давления наддува до 0,5-0,8ати приходится снижать степень сжатия с 9,5-10,0 до 8,5. Ещё большие изменения требуются в самом двигателе – помимо увеличения объёма камеры сгорания (для снижения степени сжатия) необходимо более толстое днище поршней, их охлаждения, более жаропрочные выпускные клапаны, более эффективная система охлаждения двигателя и т.д. Напротив, пренебрежение этими мероприятиями с целью упрощения и удешевления работ однозначно приводят к быстрому выходу двигателя из строя (поломки и прогары поршней и клапанов, эрозия стенок камер с последующим прогаром прокладки ГБЦ и т.д.).

Необходимо отметить, что в нашей формуле нигде нет в явном виде подачи топлива – только коэффициент λ , учитывающий соотношение топливо/воздух. Именно его и должна “держать” система управления при росте расхода воздуха. И наоборот, если никаких изменений в двигатель не вносится, “играть” коэффициентом λ практически бесполезно – максимальная мощность не увеличиться, разве что в результате исправления каких-либо ошибок производителя. Этот факт иллюстрирует наше убеждение в полной бесполезности чип-тюнинга, как самостоятельного направления, в деле повышения максимальной мощности. Правда, справедливости ради, отметим, что перенастройка управления иногда всё-таки может что-то улучшить. Речь идёт о крутящем моменте двигателя Ме (Нм), связанном с мощностью Ne (в кВт) соотношением

Если “убить” и переделать заводские настройки в области средних оборотов (там двигатель “в стандарте” обычно зажат по экологии), то динамика разгона автомобиля незначительно улучшится. В этой связи отметим также, что именно крутящий момент является “объективной реальностью”, которую ощущает водитель при разгоне автомобиля – почувствовать максимальную мощность можно, лишь выйдя на режим движения на максимальной скорости. Вот почему для многих менее мощный, но моментный “низовой” мотор воспринимается как более мощный по сравнению с высокооборотным, у которого при большей максимальной скорости крутящий момент “на середине” заметно ниже. Этот факт приходится учитывать при постройке тюнингового мотора, характеристики которого должны соответствовать требованиям (в 1-ю очередь, стилю езды) заказчика.

Итак, все основные закономерности форсирования определены. К сожалению, приходится признать, что в некоторых тюнинговых ателье эти закономерности знают лишь на уровне чистого “эмпиризма” — вот это увеличивает мощность на 5 л.с., а вот то на 10.

Опыт, без сомнения, дело хорошее, но он, как известно, “сын ошибок трудных”. Мы же посоветуем “тщательнее” изучать теорию, дабы этих ошибок было поменьше.

Теперь, зная основные положения теории, посмотрим, как она реализуется на практике.

“В огороде бузина…”

Именно так можно охарактеризовать то, что происходит на практике. Что совершенно естественно – мода на тюнинг привлекла в этот бизнес большое количество людей, имеющих смутное представление о двигателе и его процессах, но вполне готовых сорвать “лёгкие” деньги на повышенном спросе, особенно, подогретом кинематографом.

Анализируя состояние рынка моторно-тюнинговых услуг, мы смогли выделить несколько основных направлений, каждое из которых развивают конкретные “конторы”.

“ Традиционалисты ” — условное название (это и последующие придуманы нами) тех, кто строит моторы, совершенствуя их рабочие процессы. В этом направлении работает довольно много бывших спортсменов и спортивных механиков, прошедших большую школу подготовки спортивных моторов. Что вполне закономерно, поскольку хорошо “заряженный” тюнинговый мотор мало чем отличается от гоночного – раллийного или кольцевого.

Суть этого подхода очевидна – тщательная доводка деталей и узлов двигателя с целью получения максимальной мощности. Пределы форсирования таким способом весьма высоки – некоторые эксклюзивные нетурбированные варианты тюнинговых моторов имеют удельную мощность до 110-115 л.с./л, что и роднит их с гоночной техникой. Характерно, что некачественно выполненный данным способом тюнинг наименее опасен, т.к. в 1-ю очередь вызывает недостаток мощности и снижение ресурса. К недостаткам обычно относят его относительную дороговизну и сложность.

“ Турбинисты ” — появились относительно недавно, но уже добились заметных успехов. Суть этого направления сводится к установке на обычный двигатель наддува – турбокомпрессора (часто) или приводного нагнетателя(пока сравнительно реже). Степень форсирования двигателя ограничивается прочностью его основных деталей, но при грамотном подходе может легко превысить достижения “традиционалистов”. К сожалению, именно среди некоторых “турбинистов” получил распространение упрощённый (или “бюджетный”, т.е. дешёвый) подход, когда турбокомпрессор устанавливается без внесения изменений в конструкцию самого двигателя (в частности, без замены поршневой группы). Обычно такие моторы не ходят, т.к. поршни быстро разрушаются от детонации, а выпускные клапаны прогорают от позднего зажигания. Напротив, грамотная установка наддува сопровождается серьёзными изменениями в конструкции двигателя, и сделать хорошую работу намного дешевле, чем у “традиционалистов”, “турбинистам” не удаётся.

Исходя из этих соображений, выскажем мнение, что установка наддува имеет смысл только при форсировании свыше 90-100 л.с./л., иначе традиционный подход может оказаться дешевле.

“ Азотники ” — это направление приобрело особую популярность вскоре после выхода фильма “Форсаж”, хотя данный способ применялся в авиации ещё во времена 2-й Мировой войны (а может, и ещё раньше). Здесь, по нашей оценке, наблюдается наименьшее понимание процессов двигателя (прямо в соответствии с фильмом), а “бюджетное” “прикручивание нитроса” способно за несколько секунд нанести двигателю непоправимый, а иногда и необратимый, вред. Грамотная же установка связана с усилением и дополнительным охлаждением целого ряда деталей и узлов, что никак не получается ни просто, ни дёшево, особенно, если степень форсирования двигателя, в соответствии с подачей “нитроса”, велика.

Конечно, приведённая нами классификация моторного тюнинга весьма условна, т.к. границы между направлениями весьма размыты. Отдать однозначное предпочтение тому или другому способу невозможно, т.к. каждый имеет свои собственные достоинства и недостатки.

Тем не менее возьмём на себя смелость дать общие советы. Уважаемые “тюнингаторы”, лучше изучайте “матчасть” и не гонитесь сильно за “бюджетными” вариантами в поисках заказчиков, чтобы потом “не было мучительно больно” за загубленные моторы. А вы, уважаемые заказчики, будьте более разборчивы. Поверьте, там, где идёт диалог типа “Вам сколько сил, 120? Тогда платите 1000 долларов” никаких “120 сил” не будет, а тех, что будут, надолго не хватит.

Что такое форсированный двигатель

Понятие форсирования и тюнинга двигателя (от англ. слов force -усиление, стимуляция и tune — настройка) предполагает реализацию целого комплекса работ по доработке штатной заводской конструкции ДВС. Такие работы направлены на повышение величины крутящего момента форсированного двигателя и увеличение максимальных оборотов. Другими словами, форсированный мотор имеет большую мощность сравнительно с базовым аналогом.

Для повышения мощности двигателя производится замена штатных деталей мотора на тюнинговые, вносятся изменения в прошивку ЭБУ (чип-тюнинг), осуществляется разносторонняя доработка заводских узлов и т.п. Также на двигатель в целях его форсирования может быть установлена турбина или механический компрессор, дополнительно дорабатывается система топливоподачи, впуск, выпуск и т.д.

Мощностной тюнинг: преимущества и недостатки

форсированный двигатель

Стоит начать с того, что практически любой бензиновый или дизельный двигатель можно форсировать. Так называемый «железный» тюнинг без установки турбины обеспечивает прирост мощности около 10-20%. Доработка мотора посредством установки турбонаддува обеспечивает до 40% увеличения мощности.

Что касается моторесурса, форсирование может как значительно сократить, так и увеличить срок службы силового агрегата. Также ресурс будет напрямую зависеть от целевого назначения и индивидуальных условий, в которых эксплуатируется конкретный двигатель.

В качестве примера можно провести сравнение тюнингового агрегата и заводского. Если новый форсированный мотор собирается специалистами в техническом центре, то при одинаковых условиях эксплуатации именно тюнинговый ДВС прослужит в полтора или два раза дольше. Дело в том, что в процессе массового изготовления на заводе обычный двигатель не проходит индивидуальной настройки и подгонки во время сборки. Главной задачей сборки на конвейере выступает не максимальная точность и последующая надежность агрегата, а сборка в соответствии с рядом стандартов и допусков. Что касается индивидуально собранного двигателя, то в процессе его создания учитываются даже десятые доли граммов и миллиметров (развесовка, балансировка и т.п.) для достижения лучших показателей, а также устанавливаются усиленные детали и узлы, изначально рассчитанные на более серьезные нагрузки.

К минусам значительного поднятия мощности ДВС стоит отнести серьезные финансовые затраты, а также необходимость доработки других узлов автомобиля: подвески, КПП, тормозной системы и т.д.

Такой прирост мощности зачастую достигается в комплексе с установкой турбонагнетателя или механического компрессора. По этой причине многие автовладельцы останавливают свой выбор на доработке мотора без монтажа турбины.

Основные способы форсирования двигателя

В списке наиболее распространенных методов увеличения мощности двигателя отмечают:

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

Модернизация ГБЦ

Наиболее важную роль в доработке двигателя играет правильная подготовка головки блока цилиндров. Качественно выполненный тюнинг ГБЦ способен обеспечить прирост мощности двигателя до 20%. В таком моторе значительно улучшается наполнение цилиндров смесью топлива и воздуха, полноценнее протекает процесс сгорания смеси, эффективнее реализован отвод отработавших газов.

Работа с ГБЦ нацелена на то, чтобы максимально улучшить процесс сгорания топливно-воздушной смеси в рабочей камере. Именно в камере сгорания энергия газов передается на поршень, который затем совершает рабочий ход. Смесеобразование, вентиляция, воспламенение и сам процесс горения топлива напрямую зависят от исполнения камеры сгорания. По этой причине во время доработки вносятся изменения в устройство указанной камеры, осуществляется полировка камеры сгорания, увеличивается проходное сечение головки блока цилиндров, расширяются впускные и выпускные каналы, дорабатываются клапана, коллекторы совмещаются с каналами головки.

Установка спортивного распредвала

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

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

Увеличенный объем

Увеличение рабочего объема двигателя достигается путем установки коленчатого вала, который имеет больший ход сравнительно с заводским решением, а также в результате увеличения диаметра цилиндра. Дополнительно нужно учитывать, что изменение объема двигателя параллельно требует увеличения объема камеры сгорания для достижения оптимального баланса.

Более высокая степень сжатия

Увеличенная степень сжатия позволяет значительно повысить КПД двигателя. Степень сжатия имеет зависимость от фаз газораспределения. Если точнее, то степень сжатия зависит от той задержки, с которой осуществляется закрытие впускного клапана. Дополнительно степень сжатия зависит от того угла, на который открыта дроссельная заслонка.

Увеличение степени сжатия достигается благодаря форсированию ДВС при помощи тюнингового распредвала, который обеспечивает более широкие фазы, тем самым увеличивая показатель геометрической степени сжатия. Также для прироста мощности требуется заправка бензином, который имеет более высокое октановое число. Такой способ форсирования обеспечивает увеличенную мощность во всем диапазоне оборотов двигателя.

Улучшенное наполнение цилиндров

Комплекс работ для получения более высокого коэффициента наполнения цилиндров представляет собой один из методов форсирования двигателя, который требует доработки или полной замены штатного впуска и выпуска. Например, серийный мотор ВАЗовской «восьмерки» имеет показатель максимального коэффициента наполнения на отметке 0.75.

Тюнерам удается добиться снижения сопротивления путем модернизации впускной системы двигателя, при этом коэффициент наполнения становится 1.0 и даже более. Такое увеличение является результатом снижения аэродинамического сопротивления как во впускной и выпускной системах, так и в каналах самой ГБЦ.

Дополнительно осуществляется установка воздушного фильтра нулевого сопротивления (нулевика), монтируется раздельный выпускной коллектор. Данный коллектор также называется «паук» 4-2-1, который дополняется прямоточной выхлопной системой (прямоток).

Стоит отметить, что комплексный подход является достаточно затратным в финансовом плане. Также специалисты отмечают, что хотя тюнинг впуска и выпуска позволяет добиться снижения потерь, но на общую существенную прибавку мощности рассчитывать не стоит.

Минимизация потерь на трение

В списке так называемых механических потерь двигателя находятся: трение, насосные потери, а также потери на вращение приводов других механизмов. Стоит отметить, что наибольший отбор мощности происходит в результате трения в цилиндрах мотора. Чтобы поднять КПД специалисты по форсированию двигателей прибегают к установке таких поршней, который имеют меньшую площадь юбки поршня. Также необходимо уменьшение хода поршня, поршни обязательно проходят развесовку, все детали кривошипно-шатунного механизма тщательно балансируются.

В определенный момент происходит наполнение цилиндров воздухом, работа мотора в это время напоминает работу насоса. Часть мощности затрачивается на приведение в движение всего механизма. Снижение аэродинамического сопротивления на впуске позволит уменьшить потери.

Также в процессе активной езды, которая включает в себя линейное и боковое ускорение, моторное масло в картере двигателя оказывается на щеках и шейках коленчатого вала, частично препятствуя его вращению. Для снижения таких потерь на автомобили может быть установлена система сухого картера. Принцип работы данного решения состоит в том, что масло принудительно выкачивается из поддона в специальный резервуар и обеспечивается прирост мощности.

Потери на приведение в движение приводов дополнительных механизмов (ГРМ, генератор, помпа и т.п.) также отнимают часть энергии. Если мотор форсируют для езды на максимальных оборотах, тогда параллельно необходимо реализовать увеличение передаточного отношения приводов оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *