Как увеличить объем двигателя

Увеличение рабочего объема двигателя

Рассмотрим некоторые результаты увеличения рабочего объема двигателя, устанавливаемого на наиболее популярные модели автомобилей ВАЗ.

Увеличение хода поршня с 71 мм до 74,8 мм путем замены KB на новый, с противовесами на всех щеках, и доработка клиновидной камеры сгорания двигателя ВАЗ-21083 позволяют увеличить его рабочий объем с 1500 см3 до 1600 см3. Заметим, что наличие противовесов на всех щеках KB позволяет разгрузить коренные подшипники двигателя от действия центробежных сил инерции неуравновешенных вращающихся масс и тем самым увеличить их срок службы. Чтобы сохранить неизменной степень сжатия, имеющийся комплект поршней или дорабатывается или заменяется на новый. Одновременно несколько увеличивается объем камеры сгорания в головке цилиндров. При доработке днище поршней обтачивается, в результате чего высота головки поршня уменьшается на 1,5 мм. Утопание поршней при положении их в ВМТ относительно торца блока цилиндров не должно превышать 0,1 мм.

При увеличении частоты вращения KB с 5550 1/мин до 5800 1/мин мощность двигателя возрастает с 52,3 кВт (71 л.с.) до 62,6 кВт (85 л.с.). Максимальный крутящий момент двигателя в диапазоне средних и низких частот вращения KB увеличивается на 10%.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

В результате выполненного тюнинга коэффициент приспособляемости уменьшается с значения =1,18 до =1,15. Полученные результаты достигаются при соответствующей настройке и регулировке систем питания и зажигания двигателя. У двигателя с системой впрыскивания производится, кроме того, замена программы управления.

Для придания двигателю ВАЗ-21083 "спортивного характера", при котором сохраняются названные выше преимущества в диапазоне средних и низких частот вращения KB, а мощность повышается до 69,9 кВт (95 л.с.) при 6200 1/мин с сохранением "эластичности" во всем диапазоне нагрузок — настройка "спорт", в дополнение к уже перечисленным мероприятиям производятся следующие работы:

· имеющиеся поршни заменяются на "спортивные", изготовленные методом ковки, с эксцентричным расположением отверстия под поршневой палец;

· стандартный распределительный вал заменяется на новый, обеспечивающий ход клапанов 10,26 мм;

· клапаны регулируются на новую базу распределительного вала; для тонкой настройки фаз газораспределения на распределительный вал устанавливается разрезная шестерня, зубчатый венец которой можно перемещать относительно ступицы;

· впускные и выпускные каналы головки цилиндров спрямляются и увеличиваются в сечении, после чего подвергаются полированию;

· контуры фланцев впускных и выпускных каналов в головке цилиндров и обоих коллекторов обрабатываются по шаблону, после чего их центрирование производится посредством штифтов;

· для улучшения теплоотвода от клапанов их чугунные направляющие в головке цилиндров заменяются на бронзовые;

· для уменьшения сопротивления на впуске-выпуске радиус перехода от стержня клапана к его головке уменьшается.

Тюнинг двигателя ВАЗ-21083 в указанном объеме еще не позволяет раскрыть полностью его имеющийся потенциал. При наличии системы впрыскивания мощность двигателя может быть доведена до 81 кВт (110 л.с.) — настройка "супер". Справедливости ради следует отметить, что при этом не удается сохранить "эластичность" работы двигателя во всем диапазоне нагрузок — до частоты вращения 2500 1/мин наблюдаются "провалы". Однако, такой двигатель может доставить настоящее удовольствие любителям спортивной езды.

Для получения указанной мощности тюнинг двигателя включает следующие дополнительные мероприятия:

· установка впускного коллектора объемом 3 л;

· стандартный распределительный вал заменяется на новый, обеспечивающий ход клапанов 11,2 мм.

При выполнении всех видов названных выше мероприятий удается устранить ряд недостатков, заложенных в двигатель на стадии производства, и при сохранении его ресурса и ремонтопригодности существенно увеличить мощность за счет внесения конструктивных изменений, разработанных для двигателей спортивных автомобилей.

Применение наддува

Мощность двигателя с наддувом в значительной мере пропорциональна давлению наддува. Это позволяет ориентировочно оценить значение мощности, получаемое при наддуве двигателя, по формуле:

,

где — мощность двигателя с наддувом; — мощность двигателя без наддува; — абсолютное давление наддува; — атмосферное давление.

Применение наддува влечет за собой увеличение и тепловой нагрузки на детали двигателя. Решение этой проблемы может быть достигнуто, например, путем охлаждения поршней маслом через специальные форсунки со стороны картера, а также установкой жаростойких клапанов. Система охлаждения также должна быть рассчитана на отвод большего количества теплоты. Это достигается установкой радиатора большего размера, а у двигателей с воздушным охлаждением — увеличением количества охлаждающего цилиндры воздуха. В зависимости от уровня форсирования двигателя может потребоваться и эффективное охлаждение смазочного масла.

Следует иметь в виду, что при отсутствии наддува мощность наддуваемого бензинового двигателя, как правило, ниже, чем у двигателя без наддува, который не предназначается для наддува. Основная причина здесь в том, что у двигателя с наддувом для предотвращения детонационного сгорания геометрическую степень сжатия несколько уменьшают.

Вопрос о правильном выборе степени сжатия для двигателя с наддувом имеет очень важное значение, особенно для бензиновых двигателей. В этой связи необходимо различать степень сжатия геометрическую и степень сжатия эффективную .

Для пояснения здесь следует вспомнить формулу для определения геометрической степени сжатия, которая имеет вид

,

где — рабочий объем цилиндра; — объем камеры сгорания. Т.е. геометрическая степень сжатия (далее — степень сжатия) представляет собой отношение полного объема над поршнем (при положении поршня в НМТ) к объему над поршнем при положении его в ВМТ.

В современных автомобильных двигателях стремятся иметь значение степени сжатия максимально возможным, так как при этом достигаются наиболее высокие значения мощности и крутящего момента, а удельный эффективный расход топлива будет меньше. И все же верхнее значение не может быть безгранично высоким.

В бензиновых двигателях значение ограничивают из условия недопустимости возникновения детонационного сгорания. Удовлетворяющую этому условию границу называют границей детонации. Граница детонации зависит не только от значения , но и от других конструктивных параметров двигателя (например, от формы камеры сгорания, количества свечей зажигания на один цилиндр и т.п.), а также качества используемого топлива.

В дизельных двигателях в связи с особенностями процесса смесеобразования (в цилиндре сжимается чистый воздух, а не готовая к сгоранию смесь) проблема возникновения детонационного сгорания отсутствует. Здесь необходимо избегать пониженных значений степени сжатия, с тем чтобы и при неблагоприятных условиях (например, при очень низкой температуре окружающей среды) обеспечить надежное самовоспламенение смеси в цилиндре. Поэтому легковые автомобили оснащаются дизельными двигателями со степенью сжатия от 19 до 23. При этом более высокие значения назначаются в двигателях с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием, где поверхность камеры сгорания увеличенная. Большие значения е являются основной причиной высокой экономичности дизельных двигателей. Дальнейшее увеличение не дает существенного выигрыша в экономичности, но требует более жесткой конструкции основных деталей двигателя, а следовательно, увеличения его металлоемкости, что для автомобильного двигателя крайне нежелательно.

Степень сжатия автомобильных дизельных двигателей с наддувом оставляют практически такой же, как и в двигателях без наддува. При возникновении значительной тепловой нагрузки на поршни проблема решается, например, путем опрыскивания днища поршней моторным маслом через специальные форсунки со стороны картера.

Степень сжатия бензиновых двигателей без наддува при используемом в центральной Европе топливе составляет от 7 до 11. Для нижней границы этого диапазона применяется бензин А-76, тогда как для верхней требуется бензин Super с октановым числом, определенным по исследовательскому методу, не менее 98 единиц (соответствует АИ-98).

В бензиновых двигателях за счет настройки систем впуска и выпуска даже при отсутствии наддува давление конца сжатия в цилиндре может превышать давление, обеспечиваемое только за счет геометрической степени сжатия. А в случае применения наддува уровень давления, при котором осуществляется рабочий цикл, становится выше, поэтому, если не принять специальных мер, легко может быть достигнута и даже превышена граница детонации.

Между геометрической и эффективной степенью сжатия, действительно имеющейся в двигателе, часто возникает значительная разница. Определить значение эффективной степени сжатия приближенно можно по формуле

где k — показатель адиабаты (численное значение равно 1,41). Формула дает удовлетворительные результаты при допущении, что температура в конце процесса сжатия у двигателя с наддувом и без наддува одинаковая. Очевидно, что для обеспечения бездетонационного сгорания при увеличении наддува геометрическую степень сжатия необходимо уменьшать. Например, если двигатель без наддува имеет степень сжатия 10, то в случае наддува его при давлении = 1,3 бар следует геометрическую степень сжатия уменьшить до 8,3, а в случае наддува при давлении = 1,8 бар — до относительно низкого значения 6,6.

Важным фактором, позволяющим повысить степень сжатия без риска возникновения детонационного сгорания, является охлаждение наддувочного воздуха. Например, если двигатель с наддувом и без холодильника наддувочного воздуха уже при степени сжатия 8 работает близко к границе детонации, то при оснащении его эффективным холодильником степень сжатия удается повысить до 9.

Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя является простым способом поднять моментные и мощностные характеристики мотора. Существует несколько вариантов по увеличению объема двигателя.

Варианты увеличения объема двигателя

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

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

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

Чтобы возможности распредвала раскрылись, необходима доработка ГБЦ – зачастую серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установки клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение.

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

Рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленвала на «характер» двигателей. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.

Эффект большого R/S

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

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

Эффект малого R/S

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

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее: большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным и увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки.

Более короткий шатун увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения.

Как увеличить объём двигателя

Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленвала от ВМТ. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.

АВТОВАЗ комплектует моторы шатуном 121 мм — он обеспечивает R/S = 1.7, но для «тюнинга» используется коленвал с большим радиусом кривошипа.

Шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «спортивных» запчастей существуют шатуны с большей длинной – 129, 132 мм.

Что ещё можно почитать

НАВЕРХ

Как увеличить мощность двигателя

 Большинство из нас считают, что тюнинг — это в первую очередь усовершенствование внешних данных автомобиля. Но ведь это не так. Поскольку оттюнинговать можно непосредственно и сами механические свойства вашей машины. Именно поэтому сила и мощь двигателя вашего автомобиля также является одной из важных составляющих тюнинга машины.
Каждый владелец "железного коня" не против, что его автомобиль приобрел еще больше мощи и скорости, несмотря на то, сколько ему лошадиных сил уже присуще.
Если вы уже задумались о тюнинге двигателя вашего автомобиля, вы, несомненно можете самостоятельно произвести этот процесс, не тратя лишних денег за работу в сервисном центре, а только приложив непосредственно свои усилия.

Перед тем, как вы начнете усовершенствовать двигатель машины, вы должны знать некоторые нюансы, которые повлечет за собой данный процесс. Во-первых, чем мощнее будет мотор вашего автомобиля, соответственно, тем больший будет расход топлива. Также вам придется покупать уже более высокого качества топливо. Есть и более неприятный момент — это то, что изнашиваться мотор может начать еще быстрее, нежели раньше. И еще, если двигатель будет работать на всю мощность, то масло в системе вам придется менять намного чаще.

Естественно рекомендуется проводить такие работы с двигателем в специализированных сервисных центрах, где опытные мастера сделают все на высшем уровне. Но все же, если вы решились сделать это своими руками, значит, вам стоит запомнить, что для того, чтобы двигатель вашего автомобиля стал более мощным, вам нужно будет увеличить объем наполнения цилиндров и также изменить состав смеси, то есть — приобрести более качественное топливо.

Как повысить мощность двигателя 

 Для того, чтоб приподнять коэффициент мощности мотора вашей машины, существует вариант, который заключается в проведении тюнинга выпускной системы и также воздушного фильтра. Для этого вам нужен будет прямоточный глушитель, диаметром больше стандартного. Чтобы двигатель вашего автомобиля быстрее раскручивался, и мотор в свою же очередь смог выносить более сложные нагрузки, для этого нужно, чтобы поток газов снизился. Также для увеличения мощи двигателя приблизительно на 11 — 12 лошадиных сил. Нужны будут подходящий глушитель и воздушный фильтр, который не сможет ограничивать доступ воздуха.

Лучше всего будет, если вы выберете выпускную систему с глушителем, диаметр которого составляет 3". Большая часть владельцев автомобилей отдают предпочтение установке спортивных воздушных фильтров. Такой фильтр хорош, но стоит помнить, что именно потом воздуха высокой температуры и снижает эффективность работы двигателя машины. Во избежание таких последствий, можно установить дополнительный прибор, который буде охлаждать впускаемый воздух.

Свечи, а также провода играют немаловажную роль в процессе возрастания мощности двигателя автомобиля. Они имеют способность обеспечивать, сохранять напряжение стабильным, понижать магнитные и электрические наводки. Вследствие того, что иридиевые свечи хорошо зажигаются, они пользуются наибольшим спросом на автомобильном рынке. Хотя медные и платиновые свечи зажигания ничем не хуже, но все же, на них немного меньший спрос.

Увеличение рабочего объема двигателя

 Этот шаг в улучшении и повышении мощности мотора включает в себе два варианта. Первый — это процесс растачивания цилиндров, а второй — это замена коленвала. Какой из способов лучший, спросите вы, ответ простой — и первый и второй способ хороший. Но, если смотреть со стороны затрат и финансовых и трудоемких, то первый способ намного выгоднее будет, нежели второй. Так как, чтобы расточить цилиндры, вам придется потратиться на непосредственно сам процесс росточки, также нужно будет приобрести поршни и кольца большого диаметра. Что касается второго способа, то заменить коленчатый вал намного труднее. Поскольку коленвал с достаточно большим ходом вам придется потрудиться найти. Ведь их не так уж и много изготавливают и соответственно цена у них высокая.

Процесс наполнения цилиндров

 Хорошо известно то, что, чем больше смеси подается в емкость цилиндров, тем еще больше увеличивается производительность двигателя вашего автомобиля. Поэтому для того, чтобы приумножить коэффициент наполнения цилиндров смесью, необходимо уменьшить аэродинамическое сопротивление и выпускной и впускной систем. И еще хорошо действующим способом будет непосредственно увеличение окружности газовых каналов, в особенности, если увеличить диаметр тарелок клапанов. Данный вариант придаст достаточно больших оборотов силе двигателя вашего автомобиля.

Шкала сжатия топлива

 В случае, если топливная смесь будет сжиматься более сильно, то и процесс сгорания прибавит скорости, а это в свою очередь посодействует увеличению коэффициента полезного действия. Для того, чтобы достичь данного процесса, вам нужно будет специальным методом поработать по поверхности головки, то есть — сточить, или же непосредственно заменить прокладки. Вот, например, в двигателях атмосферного типа вам придется взять для замены более тонкую прокладку, нежели в стандартных двигателях.

К чему приводят механические потери 

 Если происходят механические потери, то в таких случаях мощность двигателя вашего автомобиля может уменьшиться в несколько раз. Самая большая помеха в данном процессе, это, когда происходит неполадка в цилиндре. Запомните, что, если быстрота поршня поднимается, это означает, что при непосредственно таких условиях и образовываются потери, которые так или иначе исходят от появления неполадок.

Как увеличить объем двигателя ВАЗ с 1.6 до 1.8

Плюс ко всему еще и возрастают нагрузки на сами элементы. Для того, чтоб избежать таких "неприятностей", вам нужно пускать в дело маслосъемные кольца. Также можно увеличить и зазор между цилиндром и поршнем. В дополнении ко всему этому рекомендуется использовать шатун еще большей длины. Это также, в свою очередь, позволит снизить потери и дать мощности уменьшаться.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *