Тюнинг двигателя внутреннего сгорания

Внесение изменений в газодинамике

Следующий способ увеличения крутящего момента двигателя это работы по внесению изменений в газодинамике.

Суть данного способа понять не сложно.  Для увеличения крутящего момента мы просто увеличиваем порцию топливо-воздушной смеси.

Что бы этого добиться, необходимо просто дополнительно обработать выпускные и впускные каналы и сделать их более ровными и гладкими, убрать все заводские дефекты, которые обычно всегда имеют место.

Так же можно пройтись по острым углам, стыкам деталей, провести замену клапанов и седел. Работы достаточно много, но самое интересное, что не всегда это дает ожидаемый результат.

Почему?

Да потому, что все что происходит в двигателе до конца еще не изучено, ведь до сих пор создаются и разрабатываются новые двигатели внутреннего сгорания с лучшими характеристиками, чем их предшественники. И будут, наверное, создаваться пока не придумают совершенно другие виды двигателей.

Все что происходит внутри двигателя, изучают на специальных стендах, вычисляют математическими формулами и просматривают с точки зрения физических явлений.

И то после всех вычислений и доработок у специалистов получается совершенно другой результат, чем ожидалось. Поэтому к своей цели  ученные идут методом постоянных испытаний и проверок.

Тут нельзя просто взять подпилить, подрезать, подточить где то и что то и уповать на отличный результат. Бывает, конечно, что результат положительный, но тут уж 50 на 50, как повезет.

Поэтому данный способ имеет право на существование. Конечно, есть спецы, которые набили руку и в результате многих экспериментов добились хороших результатов, но таких людей на пальцах можно пересчитать в вашем городе.

В данной статье тюнинг двигателя своими руками мы рассмотрели один из вопросов увеличение крутящего момента коленчатого вала.

В следующей статье вы рассмотрим с вами вопрос увеличение мощности с помощью тюнинга двигателя.

Рекомендую просмотреть интересное видео ТЮНИНГ ДВИГАТЕЛЯ.

https://youtube.com/watch?v=_4ozjkC5faY

Тюнинг силового агрегата

Более радикальные доработки, дающие существенную прибавку лошадиных сил, касаются внешних и внутренних элементов самого мотора. Способов модернизации существует несколько:

1. Изменение программного обеспечения электронного блока управления (так называемый чип-тюнинг).
2. Оптимизация впускного и выпускного тракта.
3. Переделка двигателя.
4. Турбирование.

Контроллеры инжекторных и дизельных моторов работают по программе, заложенной производителем. Как правило, она универсальна, поскольку рассчитана на широкий спектр условий эксплуатации. Например, угол опережения зажигания выставляется минимальным, чтобы машина нормально воспринимала топливо различного качества.

Если прошить контроллер оптимизированной программой, «заточенной» под определенные условия и регион эксплуатации, то удастся уменьшить расход горючего, улучшить характеристики силового агрегата и даже добавить «лошадей». Процедура не затрагивает конструкцию двигателя и выполняется на многих станциях технического обслуживания по доступной цене.

Модернизация впуска и выпуска

Усовершенствование указанных систем включает следующие доработки:

• шлифовка и полировка внутренней поверхности коллекторов;
• замена воздушного ресивера на бочонок большего объема с укороченными патрубками;
• установка дросселя пониженного сопротивления либо блока с несколькими заслонками;
• замена штатного выпускного коллектора на «паука», более эффективно отводящего дымовые газы из камер сгорания.

Все перечисленные меры направлены на снижение сопротивления потокам топливовоздушной смеси и отработанных газов. Полированные полости коллектора уменьшают трение воздуха о стенки и таким образом увеличивают пропускную способность детали.

Дроссель увеличенного диаметра и «паук» на выходе из двигателя действуют по одинаковому принципу: скорость потока газов внутри элементов остается прежней, а пропускная способность возрастает.

Цилиндры лучше наполняются на такте впуска и хорошо опорожняются при выпуске, в результате достигается увеличение мощности двигателя. Тюнинговый ресивер решает аналогичную задачу, но вдобавок сглаживает скачки давления на впускной стороне.

Мероприятия затрагивают лишь навесное оборудование силового агрегата и при желании выполняются своими руками. Стоимость усовершенствованных элементов зависит от конкретной марки и модели транспортного средства.

Доработка конструкции мотора

Модернизация двигателя подразумевает его разборку и ведение работ знающими мастерами. Список популярных приемов тюнинга выглядит следующим образом:

• замена штатных распределительных валов на «спортивные»;
• увеличение рабочего объема двигателя и степени сжатия;
• установка облегченных шатунов, маховика и кованых поршней.

Рекомендуем: Полировка автомобиля своими руками

«Спортивный» распредвал отличается от обычного увеличенным размером кулачков. Они заставляют тарелки клапанов подниматься выше, пропуская большее количество горючей смеси и отработанных газов. Минус подобного тюнинга – относительно малый прирост мощности на средних или высоких оборотах. Положительный момент – способ вполне реализуем в гаражных условиях.

Увеличение рабочего объема цилиндров и степени сжатия позволяет значительно повысить мощность двигателяза счет следующих мероприятий:

• расточка либо замена гильз деталями большего диаметра;
• установка соответствующих поршней;
• установка коленчатого вала от аналогичного мотора, но с увеличенным ходом поршня.

Облегченные шатуны и кованые поршни – запчасти дорогостоящие, устанавливать их самостоятельно не рекомендуется. Хотя большую прибавку мощности детали не дают, зато позволяют «раскручивать» мотор до более высоких оборотов за счет снижения веса. Применяются в комплексе с другими вариантами тюнинга.

Много зависит от модели ДВС

  фото: unsplash.com

… какой тип двигателя будет настраиваться. Например, среди зарубежных тюнеров, особенно в Германии, особой популярностью в настройках пользуются дизельные моторы Common Rail . Причина? Они выносливые, и с них после смены прошивки можно снять побольше лошадей и крутящего момента.

Тем не менее давление в топливной системе часто подгоняется под технический максимум, заложенный с завода, даже у серийных двигателей. Если вы добавите сюда больше, может сломаться насос высокого давления (ТНВД).

И наоборот, существуют двигатели, которые достаточно хорошо переносят чип-тюнинг, поскольку запас мощности заложен производителем. Так обстоит дело, например, с двигателем Mercedes M273 (55): хотя это безнаддувный двигатель, его мощность можно легко увеличить с 388 л. с. (стандартная комплектация) до 430 л. с.

Теперь технологии тюнинга двигателя с глубокой разборкой двигателя и с заменой или переделкой основных деталей двигателя.

Например — замена распредвала на иной, что меняет фазы газораспределения двигателя. Такой тюнинг — распредвал обеспечивает более долгие фазы- периоды открытия клапанов, что так же ведет в увеличенному наполнению цилиндров топливо-воздушной смесью и так же облегчает общее «дыхание» двигателя.
Далее — по процедурам тюнинга двигателя идет замена поршней и шатунов на более легкие и прочные. Дело в том, что моменты инерции массивных деталей мешают наращиванию оборотов и при смене направлений периодических возвратно поступательных движений сильно тормозят все движение деталей двигателя. По логике вещей- чем легче подвижные детали двигателя, тем меньше они сопротивляются смене направления движения, тем меньше механические потери в двигателе, тем выше его механический КПД и выше мощность двигателя. Поэтому тсндартной процедурой «глубокого тюнинга двигателя» оказываются смена шатунов и поршней на более легкие, спортивные варианты. В самых экстремальных случаях – на изделия из титана или торлона. Так же идет смена и клапанов на более легкие и термостойкие и коленвала, на более прочный, способный держать повышенные обороты подвергнутого тюнингу двигателя.

Предварительная оценка необходимости форсирования мотора

Не все автолюбители осознают, какой именно эффект они желают получить, производя ту или иную манипуляцию с мотором. Тюнинг двигателя ВАЗ 2106 имеет перечень весомых факторов, которые нужно обдумать прежде, чем начинать действовать. Ведь от верности и профессионализма того, кто производит форсирование, зависит безопасность движения и срок службы автомобиля.

Только от конкретных работ зависит, как именно поведет себя мотор в дальнейшем. Весь ряд бензиновых и дизельных двигателей ВАЗ можно обновить, изменив основные характеристики в ту или иную сторону. Ресурс «сердца» машины может варьироваться, исходя из того, в каком режиме эксплуатируется транспортное средство.

Если водитель ездит со средней или умеренно высокой скоростью, вовремя меняет масло и ухаживает за системами, это в большой степени повышает срок жизни мотора.

Если вы планируете тюнинг ВАЗ 2106 — двигатель должен быть на первом месте. Но чтобы вся механика продолжала работать слажено, нужен комплексный подход, включающий в себя модернизацию коробки передач, подвески, тормозов. А это требует времени и немалых финансов.

Интересует чип-тюнинг? Загляните в этот раздел, подробнее о тюнинге ВАЗ 2106 читайте в этой статье.

Установка облегченных поршней и шатунов

Уменьшение веса деталей кривошипно-шатунного механизма (КШМ) помогает снизить инерцию, способствует более быстрой раскрутке коленчатого вала с маховиком. Для спортивных машин облегчение шатунов, поршней, маховика производится вручную, лишний металл убирается:

• на маховике – путем сверления отверстий по кругу;
• на шатунах – срезанием металла с шатунных крышек, с двутаврового сечения;
• на поршнях – с помощью укорачивания юбки, удалением алюминия с бобышек.

При доработке вручную нужно помнить, что разный вес поршней плюс шатунов (П+Ш) приводит к дисбалансу мотора, а если облегчается маховик, после этого и вовсе нужно делать его балансировку на специальном станке. В заводских условиях коленвалы балансируются в сборе с маховиком и сцеплением, но перед этим каждая из деталей КШМ проходит эту процедуру отдельно. Для подгонки шатунов, поршневых пальцев и поршней необходимы электронные весы, сначала подгоняются по весу шатуны, затем отдельно поршни. После производится сборка деталей цилиндро-поршневой группы, и каждый П+Ш завешивается отдельно.

Как правило, пальцы имеют минимальное различие по весу, и их не всегда дорабатывают, разница между любыми деталями для каждого цилиндра, а также вес в сборе не должен превышать 1,5 г (идеальный вариант – не больше 0,5 г). Здесь еще есть много различных нюансов, некоторые собственники авто, чтобы не заморачиваться с подгонкой (процесс довольно нудный), покупают готовые комплекты для тюнинга.

Форсирование двигателя автомобиля ВАЗ 2106

Есть несколько способов добиться увеличения мощности двигателя на «шестёрке», одним из которых является повышение коэффициента наполнения камеры сгорания рабочей смесью. Для этого нужен распределительный вал с изменённым положением кулачков. Доработка двигателя при этом предполагает замену распредвала, клапанов, расточку камер сгорания, полировку трактов впуска смеси и выпуска газов. Новые клапана большего диаметра позволяют увеличить количество поступающей горючей смеси. Объём камеры сгорания увеличивается при расточке, а шлифовка трактов исключает турбулентность потоков и уменьшает накопление отложений.

Другим способом форсирования является увеличение внутреннего объёма цилиндров, который требует замены коленчатого вала, поршней, шатунов. При этом растачивается блок цилиндров, устанавливаются поршни увеличенного диаметра, соответствующие узлы шатунного механизма, Т-образные компрессионные кольца. Полностью изменяется настройка газораспределительного механизма.

Видеоурок по тюнингу двигателя

Наиболее радикальным способом форсирования является монтаж турбины и установка оборудования прямоточного выхлопа, что требует полной переделки системы питания и отвода отработавших газов. Зато он даёт возможность выжать из двигателя максимум возможной мощности.

Установка облегченного коленвала и шатунов

На преодоление
механических потерь ДВС тратит определенную часть энергии, которая могла бы
пойти в мощность. Для их снижения можно установить облегченные шатуны и поршни
двигателя исходного размера. Детали с меньшим весом облегчают работу мотора:
ему становится легче раскручивать массивные части. Как следствие, возрастают
обороты ДВС за счет снижения веса. Облегченные поршни и кольца — кованые
цельные детали с высокой прочностью. Такие комплекты есть в продаже, но стоят
немало, и самостоятельной их установкой заниматься не стоит. Этот вид тюнинга
применяют в дополнение к другим методам повышения эффективности работы ДВС.

Облегченные поршни и кольца — кованые цельные детали с высокой прочностью

Немного теории

Двигатель автомобиля – наиболее важный агрегат, который обеспечивает вращение колес, используя сложнейшую систему бортовых механизмов, вроде КПП, редуктора, карданного вала, шрусов, дифференциала и т. д.

Конструкция автомобиля

Сегодня самыми распространенными являются силовые установки, работающие на бензине и дизтопливе. Их различие заключается не только в виде горючего, но и в принципе воспламенения воздушно-топливной смеси.

В первом случае она загорается от искры,
которую производят специальные свечи, а во втором – самовоспламеняется под
воздействием высокого давления. Независимо от типа силового агрегата, основными
его характеристиками являются:

• номинальная мощность;
• максимальный крутящий момент.

Эти параметры и стараются улучшить автолюбители, прибегая к тюнингу двигателя машины. Достичь желаемого результата можно несколькими способами, о которых далее и пойдет речь.

Характеристики двигателя: объем, мощность, крутящий момент, расход топлива

Как выполняется тюнинг ДВС

Как правило, грамотно выполненный тюнинг двигателя приводит к увеличению его производительности. Чаще всего опытные механики и автомобилисты дорабатывают механическую составляющую ТС, воздействуют на рабочие системы мотора и настраивают управление, то есть занимаются чип-тюнингом.

В процессе доработки механизмов ДВС автолюбители стараются увеличить мощность двигателя при работе на средних и низких оборотах. Для повышения оборотов необходимо устанавливать объемные цилиндры, а также проводить модификацию элементов поршневой системы и кривошипно-шатунных механизмов. Такие операции достаточно сложны и требуют больших денежных вливаний.

Более доступный вариант тюнинга включает в себя улучшение эксплуатационного ресурса ДВС. Это связано с модификацией форм клапанов, внутренних камер сгорания и газораспределительных установок, а также монтажа распределительных валов.

Под системой управления мотором скрываются резервные мощности автомобиля. Поэтому ее модификация позволит улучшить технические характеристики ДВС. Однако если автолюбитель изменяет характеристики двигателя, он должен позаботиться о техническом состоянии узлов управления, соблюдая новые условия. При этом в конечном результате движок обретет дополнительные мощности и производительность.

На практике автомеханики в сервисных центрах, например, здесь 157qmj, предпочитают использовать «ускоренный» рестайлинг системы ДВС. На весь процесс уходит порядка 2,5 часов. Под ним подразумевается:

• установка распределительного вала;
• монтаж разрезных шестерен;
• подстройка карбюратора.

По итогам рестайлинговых работ крутящий момент силового агрегата повышается до 10%. Цена подобных услуг колеблется от 9 до 12 тыс. рублей. Поэтому многие владельцы ТС обращаются за помощью к специалистам и предпочитают выполнять «ускоренный» тюнинг двигателя.

Увеличение вращающего момента

Сразу же уточним тот факт, что от частоты
вращения коленвала крутящий момент силовой установки практически не зависит.
Этот параметр определяет давление в цилиндре, а также объем ДВС.

Это значит, что для повышения значений
крутящего момента нужно увеличить объем мотора или же повысить давление в
цилиндре, увеличив степень сжатия. Однако возможности здесь весьма ограничены,
что легко объяснить детонацией топливной смеси.

Решение можно найти, подойдя к проблеме с иной стороны. Так, чем больше топлива поступит в силовой агрегат машины, тем больше будет произведено тепла в результате его сгорания, что повысит давление в цилиндре. Но подобное утверждение актуально лишь для «атмосферников».

Замер компрессии в двигателе

В наддувных «движках» повысить показатели
позволяет изменение параметров блока управления, которое направленно на
увеличение наддува. Такой подход дает возможность снять с коленвала заметно
больший момент.

Существует и третий вариант, который
получил самое широкое распространение, несмотря на то, что он не гарантирует
итоговый результат. Суть этого метода заключается в улучшении газодинамики,
которая обеспечивает оптимизацию наполнения цилиндров. Для этих целей
необходимо выполнить апгрейд камеры сгорания, а также каналов топливной
системы.

Прошивка Stage 1 или чип-тюнинг Stage 1

На данном этапе производится только изменение (калибровка) прошивки (программы управления двигателем), при этом ни каких конструктивных доработок по железу автомобиля – не производится, еще это называют стоковым железом. Не помешало бы внести ясность про катализаторы, удаление его – не является Stage2, это просто версия без кат, а удаление рабочего каталика не дает ровным счетом ни чего, кроме повышенных выбросов в атмосферу. Все это применимо как атмосферным моторам, так и турбированным, но нут есть определенные нюансы, о которых мы расскажем ниже.

Что дает Stage1 и его преимущества

• Прирост динамики для атмосферных ДВС до 11%

• Прирост динамики для турбо ДВС до 20%, с дизелями чуть по больше.

• Не влияет на ресурс двигателя

• Не требует вмешательство в железо автомобиля

Нужно понимать, достичь прироста на атмосферных двигателях в 11% получится только у единиц ДВС, в основном это 3-6% об этом более подробно мы говорили в статье эффект от чип-тюнинг разных моторов. Почти все автомобили с современными турбированными двигателями, могут получить прирост в динамике до 20%, при этом совершенно не влияя на ресурс агрегата. Но есть и такие, у которых прирост всего лишь 10%, из-за того, что производитель поставил слабо производительный турбокомпрессор, так сказать впритык. Система впуска-выпуска на это влияет редко, если не считать установку совсем маленького интеркуллера для охлаждения сжимаемого турбиной воздуха, но тоже имеет место быть. Тогда следует сразу рассматривать stage2 или stage3, что бы оправдались ваши надежды, конечно если вы не попадете на тех кто, не смотря на ресурс, будет выжимать все что можно из вашего двигателя, преследуя только одну цель – заработать.

Расчет идет на “авось”, авто не будет участвовать в трековых гонках с долговременными максимальными нагрузками, а машинка будет использоваться для повседневной езды, с кратковременными нагрузками. Например, пару раз стартануть газ в пол или кратковременные ускорения в потоке или обгонах, но с большими потерями ресурса двигателя… Если загнать такой автомобиль на горный серпантин с большими подъемами или погонять по треку, двигатель может умереть через 15 минут, из-за перегрева. Лопасти крыльчатки турбины будут уничтожены высокими температурами, а так же можно увидеть треснутые блоки, прогревшие поршни и клапана, хорошо если авто упадет в аварию и сможет уехать своим ходом, но бывает, что аварийный режим отключают программно и тогда только эвакуатор. Особенно этому подвержены турбо-двигателя малого объема 1,6 литра и менее, из-за совершенно малого запаса прочности уже с завада, производитель и так с них выжимает практически максимум. Соответственно в движках с большим объёмом, запас прочности по больше, мотореруср всех узлов силового агрегата выше, здесь уже есть где развернуться.

Все прошивки stage1 идут типовые: это означает, что они протестированны и откатаны на исправных авто, соответственно и на твоей машине, данная прошивка покажет те-же параметры. Но только если ваш автомобиль полностью исправен и не имеет скрытых неисправностей о которых вы можете даже не догадываться. Нужно сделать комплексную диагностику и устранить все проблеммы если такие имеются, следствием могут быть изновенные свечи, проблемные катушки или бронепровода или забитые форсунки и др. Нужно понимать, если у вас нет ошибок, это не может 100% означать, что нет неисправностей! Иногда даже на полностью исправном авто, возникает необходимость корректировки типовой прошивки. Из-за внешних факторов, например для южных горных регионов, где температуры воздуха запредельные, а качество топлива оставляет желать лучшего, либо банальное состояние силового акрегата сильно отлечается от эталонного. По хорошему, каждый типовой софт необходимо корректировать под конкретное авто, снятие логовв под полные – частичные, кратковременные – долговременные нагрузки и правка зажигания, давление наддува, температуру и др, но порой это не целесообрано по ряду причин и проще сделать типовую программу не много с худшими характеристиками но с широким охватом двигателей. Но как всегда, после пары троек недель покатушек, снова начинается хотеться большего и в этом нам может помочь Stage2.

Что в итоге

Как видно, тюнинг двигателя, в том числе и классики, по объему работ в большей степени затрагивает БЦ и ГБЦ. Однако не следует забывать, что также в тюнинге будет нуждаться и карбюратор. Не удивительно, что для форсированного мотора нужно больше бензина и воздуха, то есть карбюратор нужно также модернизировать и настраивать.

Что касается деталей для ДВС, все будет зависеть от конкретных задач. Если позволяет бюджет, лучше всего поставить специальные шатуны, литые поршни заменить на кованные, также рекомендуется замена подшипников и т.д.

Напоследок хотелось бы добавить, что если все работы выполнены грамотно, тогда даже значительное увеличение объема двигателя не сильно влияет на расход топлива. Более того, расход может упасть. Дело в том, что лучшая тяга, эластичность и приемистость мотора после доработок позволяют меньше раскручивать силовой агрегат на пониженных передачах для ускорений и поддержания привычного темпа езды.

Главное, правильно настроить карбюратор и систему зажигания с учетом изменившегося рабочего объема ДВС. В результате форсированный двигатель повышает комфорт эксплуатации ТС, а сама процедура зачастую получается дешевле, чем свап двигателя или, тем более, установка турбонаддува на карбюратор с минимальными переделками уже имеющегося силового агрегата.

Возможность установки турбокомпрессора на двигатель с карбюратором. Основные преимущества и недостатки турбонаддува на карбюраторном авто.

Доработка и модернизация карбюратора. Основные недостатки системы карбюраторного впрыска и способы их устранения, настройка. Тюнинг впускного коллектора.

Форсирование двигателя. Плюсы и минусы доработки мотора без турбины. Главные способы форсирования: тюнинг ГБЦ, коленвал, степень сжатия, впуск и выпуск.

Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.

Особенности установки ГБО на мотор с турбонаддувом. Какое газобалонное оборудование лучше ставить на двигатели с турбиной. Советы и рекомендации.

Тюнинг топливной системы атмосферного и турбо двигателя. Производительность и энергопотребление бензонасоса, выбор топливных форсунок, регуляторы давления.