В основе работы любого двигателя внутреннего сгорания лежат хорошо известные законы физики, химии, механики, и – никаких чудес, волшебства, мистики. Современный автомобильный двигатель – действительно, чудо инженерной мысли, техники и новейших технологий. Тем более, если это двигатель спортивно-гоночного автомобиля. Немного теории. Основное требование к спортивному двигателю – развивать высокую мощность. При этом двигатель должен быть легким и компактным. Экономичность, экологичность, долговечность, низкий уровень шума и некоторые другие параметры – уходят на второй план. Так за счет чего спортивный двигатель достигает высокой мощности? Ответ простой – за счет высоких оборотов. Есть общеизвестная формула: мощность пропорциональна квадрату скорости поделенному на два. Объясню проще: увеличиваем обороты в два раза – мощность возрастает в два раза; увеличиваем обороты в 3 раза – мощность растет в 4,5 раза; повышаем обороты в 4 раза – мощность увеличивается в 8 раз и т. д.; квадратичная зависимость. Обычный автомобильный двигатель максимально раскручивается до 5 – 7 тысяч оборотов в минуту. Двигатель спортивно – гоночного автомобиля выдает требуемую мощность при 8 -10 тысяч оборотов в минуту. На болидах Фоммулы-1 двигатель «выкручивают» до 12500 оборотов в минуту. Но есть еще одна менее известная формула: износ двигателя пропорционален скорости (оборотам) в квадрате – аналогично мощности, квадратичная зависимость. Простой пример: тихоходные дизеля изнашиваются очень медленно, имеют относительно невысокую мощность, но огромный моторесурс. Совершеннейшего бензинового двигателя спорткара Формулы-1 хватает только на одну гонку (2 -3 часа), и то многие болиды не доезжают до финиша – «перекручивают» или ресурса не хватает.
Итак, мы пришли к простому выводу: чтобы увеличить мощность двигателя, надо повысить обороты. Но так ли просто это сделать? Двигатели современных гражданских автомобилей имеют немалую мощность, могут кратковременно раскручиваться до 6 – 7 тысяч об/мин. И при этом они очень надежны, долговечны и экономичны. Но раскрутить двигатель более 7000 оборотов в минуту не так то просто. Еще немного теории: обороты бензинового двигателя внутреннего сгорания регулируются «по воздуху» (дизеля – по топливу). Алгоритм работы двигателя таков, что он постоянно стремится набрать обороты до максимума, стараясь поглотить как можно больше воздуха. Но дроссельная заслонка ограничивает доступ воздуха и сдерживает, т. е. контролирует скорость вращения двигателя. Конструктивно диаметр воздушного канала дроссельного узла рассчитан так, чтобы при полностью открытой дроссельной заслонке («газ в пол») обороты не поднялись выше допустимо для данного двигателя максимума. Но чтобы раскрутить двигатель (спортивно – гоночный) более 7 -8 тыс. оборотов в минуту, уже не достаточно просто увеличивать диаметр воздушного канала, давая возможность «засосать» больше воздуха. В настоящих спортивных двигателях для повышения оборотов применяется целый комплекс сложных технических решений. При этом спортивный двигатель должен еще о очень быстро набирать обороты. Напомню, что в ДВС сгорает не бензин, а топливо – воздушная смесь, основные компоненты которой – кислород воздуха и углеводороды, т.е. пары бензина. Не буду подробно расписывать все четыре такта работы 4-х тактного бензинового двигателя (бывают еще и 2-х тактные). Остановлюсь подробнее на такте впуска. Именно на этом такте через открывшиеся впускные клапана цилиндр наполняется свежей топливо-воздушной смесью, всасываемой из впускного коллектора. Но на высоких оборотах время открытии впускных клапанов очень мало и в цилиндр может не успеть поступить достаточная порция смеси под атмосферным давлением. Кстати, двигатели без турбонаддува называют еще «атмосферниками». Вот тут то и нужен турбонаддув, который дает возможность быстрее и полнее зарядить цилиндр на такте впуска нужной порцией свежей топливо-воздушной смеси. Турбиной оснащены многие гражданские и спортивно – гоночные автомобили, как бензиновые, так и дизельные. Это сказки и домыслы, что двигатели с турбиной «жрут» больше топлива. Турбонаддув позволяет повысить мощность и приемистость без увеличения габаритов (объема) двигателя, с одновременным улучшением его экологичности и экономичности. Но турбонаддув, наряду с явными «плюсами», имеет и существенные «минусы». Турбина – дополнительный усложняющий элемент. Устроена турбина так: в одном корпусе на общем валу насажены две крыльчатки. Выхлопные газы двигателя подаются через выпуской коллектор на первую крыльчатку и раскручивают вал до очень высоких оборотов. А находящаяся перед впускным коллектором вторая крыльчатка гонит атмосферный воздух и создает избыточное давление, необходимое для более полного и интенсивного наполнения цилиндров. В обычных двигателях компактная турбинка создает давление наддува 1,3 – 1,5 атм. В спортивных двигателях нужно еще большее (над атмосферным) давление для быстрой раскрутки о достижения гораздо более высоких оборотов. У болидов Формуля-1 турбина, величиной не меньше двигателя, создает давление наддува до 3,5 атмосфер. Как было сказано выше, турбина – сложный элемент. Скорость ее вращения 12 -20 тысяч оборотов в минуту. Вал турбины вращается в подшипниках скольжения, которые необходимо смазывать и интенсивно охлаждать. «Турбинки» современных гражданских автомобилей сумели «довести до ума» и они стали достаточно надежными и долговечными. Турбины гоночных автомобилей гораздо более сложные, со множеством дополнительных устройств, например: интеркуллер, буст-контроль и др. В автоспорте эти усложнения необходимы о оправданы: ВСЕ ДЛЯ ГОНКИ – ВСЕ ДЛЯ ПОБЕДЫ. Однако во многих автогоночных дивизионах разрешены только «атмосферники». Так в российских шоссейно-кольцевых гонках, класс Лада, согласно регламента РАФ, принимают участие отечественные автомобили с ВАЗовским 16-клапаннымдвигателем, объемом не более 1,6 литра. Далее, кроме турбонаддува, спортивные двигатели имеют еще очень много конструктивных особенностей.
Для улучшения наполнения цилиндров толиво-воздушной смесью специально доработан механизм газораспределения: клапана имеют больший подъем за счет изменения профиля кулачков распредвала. Также увеличена жесткость клапанных пружин, используются специальные втулки и уплотнения. Вспоминаю хитрость советских автогонщиков: на клапанные втулки ВАЗовских двигателей для гонок маслосъемные колпачки вообще не ставились для улучшения смазки стержней клапанов.
На спортивных двигателях существенно доработана система зажигания: более мощная катушка должна успевать накапливать и отдавать энергию для стабильного искрообразования на очень высоких оборотах. Свечи зажигания используются «особо холодные», желательно «иридиевые» или «платиновые». Установка угла опережения зажигания и фаз газораспределения – секрет механиков автогоночной команды. Система выпуска тоже особенная, т. к. не должна создавать препятствия выходу выхлопных газов. На входе ставится воздушный фильтр «нулевого сопротивления». На гражданских автомобилях вышеуказанные фильтры использовать не желательно, так как они не обеспечивают необходимую при повседневной эксплуатации степень очистки воздуха.
Отдельные детали спортивного двигателя, раскручивающегося до 12000 оборотов в минуту должны иметь необходимый, повышенный запас прочности. Из специальных материалов по особой технологии изготавливаются спортивные коленвалы, маховики, поршни, шатуны, шкивы, шестерни и другие детали. Настройка программы электронного блока управления двигателем спортивного автомобиля – процедура уникальная. У нас в стране секретами настройки спортивных ЭБУ владеют всего несколько человек. Чтобы качественно выполнить такую настройку нужно специальное оборудование, ПО, время, терпение и $.
Выше я рассказал только об основных особенностях спортивных двигателей. Более подробно и конкретно об этих и других особенностях «спортивного двигателестроения» могу рассказать в дальнейшем , если вам, уважаемые автолюбители, это будет интересно.
Автор: Алексей Юрин
avtosport154.ru
Дороже по сравнению с бензиновым аналогом при покупке и эксплуатации; требует качественного топлива и сервиса; вызывает трудности с зимней эксплуатацией; дорогое топливо – вот неполный перечень претензий отечественных автолюбителей к автомобилям с дизельными моторами. Все это верно, когда речь идет о сегменте массовых авто, которые в нашей стране продаются преимущественно в бензиновых вариантах. Но если внимательно взглянуть на сектор крупных внедорожников, в частности премиальных марок, то здесь доля моделей с дизельным двигателем достаточно высока и имеет устойчивую тенденцию к росту. То есть спрос на дизели есть.
Более того, дизельные двигатели становятся все мощнее и производительнее. К примеру, совсем недавно, в середине февраля, компания Renault представила компактный двигатель с невероятными для дизеля характеристиками: при объеме 1.6 литра мощность достигает 160 л.с.! Все оттого, что при его разработке применялись технологии, пришедшие из «Формулы-1»…
Обеспеченные владельцы премиальных джипов все чаще выбирают именно дизельные варианты. Так почему же при покупке второго или …цатого автомобиля, например спорткара, они останавливают свой выбор на модели с бензиновым мотором? Дизель – это недостаточно спортивно для купе или недостаточно премиально для кабриолета?
Можно ли считать автомобиль мощностью 313 сил и разгоном до 100 км/ч за 5,4 секунды спортивным? Конечно, есть и более динамичные модели, но, согласитесь, темперамент очень достойный. Тем более если принять во внимание крутящий момент в 630 Нм, показатель гораздо более важный для динамичного авто, заточенного на автобанные скорости. Ну а если добавить, что все это инженерное великолепие заключено в изящном кузове «купе», то сомнений не остается – речь идет о серьезном спортивном авто. И действительно, «шестерка» BMW (а речь сейчас именно о ней) вполне заслуживает звания спорткара. При чем тут дизель, спросите вы? Да просто все приведенные характеристики относятся к модификации 640d, оснащенной рядным 6-цилиндровым дизельным двигателем BMW TwinPower Turbo. Этот же двигатель устанавливается на «четырехдверку» Gran Coupe и даже на открытый вариант шестой серии.
Еще одним не менее ярким примером спортивности дизеля служит недавняя презентация компанией BMW своего нового отделения BMW M Performance. Первым и пока единственным двигателем нового подразделения стал трёхнаддувный шестицилиндровый дизель с отдачей в 381 л.с. и 740 Нм. Этот мотор, эксклюзивно доступный только для машин серии BMW M Performance, сейчас устанавливается на кроссоверы X5, Х6 и седан пятой серии. Похоже, что баварцы на вопрос о неспортивности дизеля ответили однозначно.
<iframe src="//ads.adfox.ru/229408/getCode?p1=bsbne&p2=fddl&p3=a&p4=a&pct=a&plp=a&pli=a&pop=a&pfc=a&pfb=a" frameBorder="0" marginWidth="0" marginHeight="0" scrolling="no"><a href="//ads.adfox.ru/229408/goDefaultLink?p1=bsbne&p2=fddl" target="_top"><img src="//ads.adfox.ru/229408/getDefaultImage?p1=bsbne&p2=fddl" border="0" alt=""></a></iframe>
Не отстают от BMW и конкуренты. Например, в гамме двигателей предлагающихся для Audi А5, также присутствует мощный трехлитровый дизель, ничуть не уступающий по динамическим характеристикам бензиновому мотору аналогичного литража. Как и в случае с «шестеркой» от BMW, 3.0 TDI предлагается не только для классического и четырехдверного купе, но и для кабриолета. Не стоит забывать и про такие знаковые модели, как Mercedes-Benz CLS и Porsche Panamera. Этим любимцам состоятельной публики тоже есть чем похвастаться. Например, родоначальник жанра четырехдверных купе, оснащенный мотором 350 CDI и полным приводом 4Matic, разгоняется до 100 км/ч за 6,4 секунды, показатель на уровне его бензинового собрата 350 BlueEFFICIENCY. Panamera ускоряется до «сотни» на 0,4 секунды медленнее, чем CLS.
Это можно было бы списать на очередную «гонку вооружений», давно идущую между германскими концернами Большой тройки, если бы не одно «но». Посмотрите на модели премиальных брендов из Англии и Италии. Аристократичный бренд Jaguar на моделях XF и XJ использует дизельный мотор, который, имея мощность 275 сил, отнюдь не является слабым звеном в моторной линейке. Вторят англичанам и итальянцы из Maserati. Их последняя новинка, седан Ghibli, также имеет версию на тяжелом топливе. А ведь в Италии Maserati называет не иначе как «Ferrari во фраке».
И не стоит считать, что все это лишь новомодные веяния в угоду экономичности и экологичности. Спортивные и роскошные авто с дизельными моторами были и раньше. Взять хотя бы модельный ряд компании Alpina начала 2000-х. Уже тогда седан BMW ALPINA D10 BITURBO с двигателем мощностью 245 сил и крутящим моментом 500 Нм разгонялся до 100 км/ч в пределах 7 секунд и имел максимальную скорость 254 км/ч. Думаете, блажь небольшой компании в попытке выделиться? Отнюдь. Модель, демонстрирующая спортивные навыки дизеля, имелась в те годы и в арсенале известного ателье AMG. Речь о Mercedes-Benz C30 CDI AMG, который, при скромной для спорткара мощности в 228 сил, обладал внушительным крутящим моментом в 539 Нм.
Есть у дизеля и еще одно неоспоримое преимущество, помогающее еще больше раскрыть спортивный потенциал двигателя – хорошие возможности для чип-тюнинга. Вы получаете неплохую прибавку в мощности и крутящем моменте, практически не теряя в экономичности и не уменьшая ресурс мотора. Процедура это несложная, а эффект вполне ощутим. Именно поэтому после выхода на рынок новой модели первыми тюнинговые версии появляются, как правило, у дизелей.
Вот и получается, что дизель годится не только на роль банальной рабочей лошадки. А выпуск таких моторов крупными концернами, а тем более их применение на своих спортивных авто, не просто заполнение модельного ряда базовой экономичной моделью.
Тем же, кто выбирает спортивное люкс-купе, роскошный кабриолет или любой другой подобный автомобиль, настоятельно рекомендую просмотреть конфигуратор на сайте дилера на предмет наличия дизельного варианта. Этот выбор может подарить вам не только радость редкого посещения АЗС, но и ощущения от вождения авто с действительно незаурядными техническими характеристиками.
www.kolesa.ru
в конечном итоге вернул свой двигун , потому как он едет если не лучше то как минимум так же .. но это уже друг...
2 роки тому
ua-films.com
Один из основных показателей, на которые обращаются внимание при выборе автомобиля – это мощность двигателя. Соответственно, на мощность двигателя влияет ГРМ (газораспределительный механизм). Вернее, его основная деталь – распредвал.
И никогда бы речь не шла о том, как подобрать распредвал, если бы все водители ограничивались тем, что имеют на авто с конвейера – двигатель стандартной комплектации со стандартными показателями мощности.
Но, водители ведь тоже люди, а значит, каждый из нас имеет свой характер, и хочет двигаться на автомобиле, в соответствие с основными чертами своего характера. Кто-то спокойно и без лишней суеты на дороге. А кому-то подавай драйв, резкий уход вперед на светофоре, ветер в лицо на трассе.
Собственно, отсюда и возникает необходимость в тюнинге двигателя, одним из основных факторов которого является замена штатного на спортивный распредвал. И очень часто «горячие» парни задают вопрос о том, как выбрать распредвал из массы предложений на сегодняшнем рынке запасных деталей для ремонта и тюнинга авто.
И если машины импортного производства обладают достаточно мощными двигателями, то на просторах нашей страны чаще всего ищут спортивный распредвал на классику. Даже порой и не для особого драйва, а для улучшения характеристик двигателя.
Ведь замена распредвала, по сути своей формирует характер работы вашего двигателя, определяя скорость подъёма и продолжительность открытия клапанов.
Как правило, распредвал расположен в верхней части головки блока цилиндров. Это сегодня. Ранее на двигателях применялся, так называемый, низовой распредвал. Количество распредвалов зависит от количества цилиндров двигателя и рядности цилиндров двигателя.
Почему возникает такой спрос на спорт распредвал? Ответ прост. Они обеспечивают наиболее оптимальную подачу заряда воздушно-топливной смеси в цилиндры, за счет увеличения высоты подъёма клапанов.
Плавность профиля кулачков у тюнинг распредвала обеспечивает наиболее надёжную работу ГРМ. Кроме того, у спортивного распредвала есть характерная особенность – он увеличивает границу детонации. Т.е это движение без характерного «стука пальцев», так знакомого водителям классических отечественных моделей авто.
Тюнинговые распредвалы, предлагаемые сегодня потребителю, предназначены для движения авто в разных дорожных условиях. Выбирая распредвал для своего авто, вы должны понимать, для чего он вам нужен, именно такой.
Разность параметров и характеристик распредвалов достигается за счет изменения формы профиля кулачков. Широкие и плавные для низовых, узкие и более заострённые для верховых.
После установки тюнингового распредвала, требуется проводить регулировку клапанов. Уж как вы их будете выставлять: на опережение или запаздывание, это зависит от того, чего вы ждёте от своего авто.
Ясно одно. Спортивные распредвалы, установленные на «классические» автомобили – это уже отличный тюнинг двигателя. И, самое главное, не обязательно для каких-либо экстремальных действий. Обычные водители с обычным, нормальным стилем вождения, остаются очень довольны изменениями характеристик двигателя, после замены распредвала.
Кто, как ни мы, знаем, что требуется нашим Нивам, Жигулям, Ладам и Калинам. И неудивительно, что наиболее ходовыми и актуальными являются распредвалы от отечественных производителей.
Их можно оценивать по-разному, можно выискивать недостатки и преимущества. Но… у кого их нет? Поэтому для информации, мы постараемся, коротко осветить наиболее характерные бренды отечественных тюнинговых распредвалов.
Распредвал Нуждин или распредвал Колобок. Выпускаются для разных модификаций классических ВАЗовских двигателей. Установка этих распредвалов, по рекомендации производителя, требует замены верхних тарелок пружин клапанов, заменяя их специально доработанными. Позволяют снижать износ частей ГРМ и расход топлива.
Выпускаемый Опытным Конструкторским Бюро ОКБ Динамика распредвал, идеально подходит для серийных двигателей в режиме среднего и верхнего диапазона. Наибольший эффект пр установке данного типа распредвалов достигается при установке на доработанные серийные двигатели. Увеличение мощности, естественно зависит от типа распредвала.
Распредвалы Мастер Мотор взаимозаменяемы с серийными распредвалами на отечественных авто. Компания выпускает различные типы распредвалов с разными техническими характеристиками. Качество продукции на рынке запасных деталей, оценивается экспертами на твердую отличную оценку.
Любой, представленный брендом Стольников, распредвал в зависимости от типа, устанавливается аналогично штатным распредвалам. В некоторых моделях требуется настройка перекрытия, в некоторых нет. Предназначены для двигателей всей линейки объемов. Некоторые типы распредвала требуют доработки головки блока цилиндров.
Распредвалы СТИ (производство Тольятти) позиционированы, как спортивные, тюнинговые. Предназначаются для форсировки двигателей. При изготовлении распредвала СТИ использует свою методику проектирования кулачка.
Распредвал Тайга применяется для тюнинга двигателя и спортивного стиля. Комплекты идут в развесованом виде. Его называют «резвый» распредвал. Особенно для классических моделей Жигули-ВАЗ. Данный распредвал создан с целью увеличения тяговых характеристик двигателя 1,7. В нем изменены: фаза газораспределения и увеличена высота кулачков впускных клапанов.
Распредвалы УСА в комплекте для установки на различные модификации ВАЗовских двигателей. Установка производится согласно штатным параметрам. Доработки ГБЦ, как правило, не требуют. В некоторых типах, при установке необходима доработка (калибровка) ЭБУ. Позиционированы для режима город-трасса.
Распредвал Эстонец устанавливается по аналогии со штатным распредвалом. Считается легендарным для классических моделей авто, используемых в спортивных соревнованиях. Особенность – основная тяга характерна на высоких оборотах двигателя.
Любой, предлагаемый достаточно известным брендом Брагин распредвал, позиционируется как спортивный тюнинговый распредвал для форсирования двигателя. В основном типы для режима город – трасса.
Естественно, мы не станем характеризовать каждый тип распредвала по подъёму клапанов, ширине фаз или повышению крутящего момента. Для этого существуют специальные табдицы, изучив которые, вы сами сделаете выбор распредвала для тюнинга своего двигателя в зависимости от цели этого самого тюнинга.
Удачи вам при выборе и установке распредвала на свой автомобиль.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!carnovato.ru
В предыдущем номере журнала мы начали рассказ о спортивных автомобилях с устройства двигателя. Сегодня -продолжение этой темы. А помочь нам снова согласилась спортивная команда «Дельта-моторспорт».
При постройке гоночного двигателя (а именно так, в отличие от отверточных разборки и сборки, называют этот процесс) головка блока цилиндров претерпевает не меньше изменений, чем блок или шатунно-поршневая группа. Главное здесь - обеспечить максимально возможное наполнение цилиндров топливовоздушной смесью. Для этого впускные и выпускные каналы обрабатывают внутри, увеличивая их проходные сечения, насколько позволяет толщина стенок каналов.
Седла клапанов стандартного диаметра удаляют с этой же целью и ставят увеличенные на 2-4 мм, выточенные из специального легированного чугуна или даже бронзы. Чтобы такие седла поместились в камере сгорания, ее по контуру расширяют, оставляя перемычки между цилиндрами не более 5-6 мм. Естественно, объем камеры сгорания увеличивается, и приходится подрезать привалочную плоскость головки, чтобы обеспечить требуемую степень сжатия (а она у спортивного мотора достигает 12-12,5).
Увеличение диаметра клапанов иногда приводит к необходимости изменять форму прокладки головки (если таковая применяется в конструкции конкретного двигателя). Чтобы повысить надежность уплотнения головки с блоком, применяют многослойные металлические прокладки без окантовки - они менее склонны к прогарам при высоких давлениях и температурах в камере сгорания.
Тем не менее высокая мощность мотора для головки не проходит бесследно - ее привалочная плоскость в процессе работы может недопустимо деформироваться, и стык с блоком потеряет герметичность. Поэтому плоскость головки специальным образом укрепляют. Например, по краям головки за контуром цилиндров сверлят отверстия, нарезают в них резьбу и заворачивают специальные алюминиевые штифты до упора в рубашку охлаждения.
Направляющие втулки клапанов в стандартном для ВАЗовских моторов металлокерамическом «исполнении» для спортивного мотора не годятся - при больших нагрузках они могут «осыпаться» и вывести двигатель из строя. Поэтому предпочтение отдается бронзе: она мягче, не «трещит» и лучше отводит тепло от нагретого клапана. Очень большое значение имеет форма седел и тарелок клапанов. Седлам нередко придают плавную форму без явно выраженных угловых фасок. Тарелки клапанов обрабатывают так, чтобы обеспечить узкую (1-1,2 мм) фаску, малый угол подъема к стержню и уменьшенный диаметр части стержня, расположенной в канале впуска или выпуска.
Клапаны, вообще говоря, - одни из наиболее нагруженных, а значит, часто выходящих из строя деталей (случаи обрыва клапанов отмечаются практически на каждом этапе гонок). Именно поэтому от стандартных, ВАЗовских, в том числе доработанных, приходится отказываться.
Практика показывает, что надежность работы всего двигателя можно заметно повысить, если применять клапаны от известных мировых производителей моторных деталей - фирм TRW, AE и других. Огромная номенклатура клапанов весьма высокого качества, выпускаемых этими фирмами, позволяет подобрать их для любого двигателя - и по размерам, и по материалам. Хотя это «удовольствие» не из дешевых.
Замена стандартных клапанов на специальные - мера вынужденная и по другой причине. Не надо забывать, что гоночный мотор работает на высоких частотах вращения - до 9000-9500 об/мин, а на некоторых режимах, например, торможения двигателем, - и выше. В таких условиях важно обеспечить низкую массу клапанов. Иначе из-за больших сил инерции даже более жесткие пружины не смогут предотвратить отрыв толкателей от кулачков распредвала и последующие удары тарелок клапанов по седлам (а именно эти ударные нагрузки и являются главной причиной обрыва клапанов). Выходом из положения часто является переход на более тонкий стержень клапана. Например, замена клапанов с 8-миллиметровым стержнем на 7-миллиметровые дает снижение массы примерно на 15%. Легкий клапан - это пружины меньшей жесткости, уменьшение трения в приводе газораспределительного механизма. А на высоких частотах вращения - выигрыш в несколько лошадиных сил.
Распределительные валы гоночных двигателей имеют заметно более широкие кулачки, чем у их стандартных прототипов. Как мы уже отмечали (см. «АБС-авто», № 7/1999), это позволяет повысить максимальную частоту вращения коленвала и мощность, но делает работу двигателя неустойчивой на низких оборотах (до 3000-4000 об/мин). Однако другого выхода нет, иначе требуемой для гоночного автомобиля мощности мотора не получить.
Распределительные валы для спорта у нас в России производят несколько фирм. Есть и иностранные образцы, в том числе для ВАЗовских моторов. Причем профиль кулачка - это «ноу-хау» производителя или команды-заказчика, поскольку именно распределительный вал главным образом определяет мощность двигателя. Но просто так взять и поставить распредвал в головку нельзя - требуется согласовать характеристики пружин, массу клапанов и толкателей с профилем кулачков.
Что значит согласовать, объясним более подробно. Так, жесткость пружин (их, как правило, две на каждый клапан) должна быть такой, чтобы при заданной массе клапана и толкателя последний непрерывно отслеживал профиль кулачка. Определить искомые параметры пружин можно расчетом по специальным методикам. Но этого мало. При максимальном подъеме клапана не должно быть касания («замыкания») витков пружины, иначе она быстро сломается. Поэтому при постройке гоночного мотора приходится не только подбирать нестандартные пружины клапанов, в том числе с переменным шагом, но и точно регулировать их предварительный натяг.
Тарелки пружин и толкатели тоже далеки от обычных. Так, тарелки пружин часто делают облегченными - из титановых и даже алюминиевых сплавов, - смещая опорную поверхность пружины вверх к торцу клапана.
Конструкция толкателей тоже необычна. Гидротолкатели здесь применять нельзя - слишком они тяжелые. Но и традиционные «стаканы» с регулировочными шайбами ненамного легче, да и вообще для гоночного мотора не подойдут - на высоких оборотах лежащую сверху шайбу кулачок распредвала может «выбросить» из стакана. Выход один - толкатель специальной конструкции с регулировочной шайбой малого диаметра (8-9 мм), устанавливаемой не над, а под стаканом.
Привод распределительного вала в гоночном моторе требует особого внимания. Некоторые механики оставляют его в стандартном исполнении, и пока еще больших проблем нет. Но кое-что уже замечено. Например, стандартный зубчатый ремень ГРМ при резком, почти мгновенном, повышении частоты вращения (во время торможения двигателем) растягивается. Распределительный вал начинает опаздывать, и один из поршней может достать не успевший закрыться выпускной клапан.
Исключить такой эффект помогает переход на более широкий и короткий ремень, приводящий только распределительный вал. Правда, для этого требуется подобрать или вновь изготовить нестандартные зубчатые шкивы.
При большой частоте вращения коленвала отдельные участки ремня ГРМ способны вибрировать. Особенно это характерно для сравнительно длинных участков ремня между шкивами, причем как на нагруженной, так и ненагруженной сторонах. Убирают вибрации с помощью дополнительных роликов-успокоителей, слегка поджимающих ремень на участках между шкивами.
Высокая частота вращения, особые условия работы двигателя на спортивном автомобиле приводят к изменению конструкции и некоторых агрегатов.
Насос охлаждающей жидкости при высокой частоте вращения может и не справиться со своей основной задачей - прокачать требуемое количество жидкости через двигатель и радиатор. Причина обычно кроется в кавитации: давление на входе в насос при большом расходе жидкости, соответствующем высокой частоте вращения крыльчатки насоса, падает, и жидкость на входе «закипает».
Кавитация приводит к резкому снижению производительности насоса и перегреву двигателя. Борются с ней двумя способами. Самый простой - уменьшить частоту вращения крыльчатки, установив приводной шкив насоса большего диаметра. Находит применение и другой способ - на вход насоса дополнительно подкачивают жидкость с помощью электронасоса.
Но больше всего изменений, как показывает практика, приходится вносить в систему смазки двигателя - иначе бесперебойную подачу масла ко всем парам трения просто не обеспечить.
Система смазки многих спортивных моторов выполняется по схеме с «сухим» картером.
В обычных системах смазки масло, как известно, хранится в поддоне картера. Оттуда оно с помощью маслонасоса подается в двигатель и туда же сливается после смазки и охлаждения деталей.
Спортивный автомобиль проходит трассу соревнований с большими боковыми и продольными ускорениями. При этом масло, свободно залитое в поддон, смещается в сторону от маслоприемника и при определенных значениях величины и направления ускорения просто не поступает в систему.
Чтобы обеспечить непрерывную подачу масла в двигатель, делают так. Масло поступает в систему из отдельного маслобака, для чего используется нагнетающий маслонасос. Далее, пройдя детали и узлы двигателя, масло сливается в картер, откуда подается обратно в маслобак специальным откачивающим маслонасосом.
Чаще всего, особенно при поперечном расположении двигателя (например, на автомобилях класса «Туризм-1600»), используют два откачивающих маслонасоса: один забирает масло из картера со стороны маховика, второй - со стороны носка коленвала. На «Формуле-1600», где двигатель расположен продольно, применяют системы и с одним откачивающим маслонасосом.
Маслонасос, а точнее, его нагнетающую и откачивающие секции, компонуют обычно в одном корпусе. Привод осуществляется либо от коленчатого вала специальной передачей, либо (чаще всего) непосредственно от распределительного вала. Стандартные насосы используют крайне редко - из-за кавитации на высоких оборотах и недостаточной надежности. А вот масляный радиатор в системе смазки спортивного мотора - вещь совершенно необходимая. Без него температура масла окажется слишком высокой, чтобы надежно смазывать и охлаждать детали.
Масло для спортивного двигателя - о нем вообще разговор особый. Заметим только, что для гонок применяется специальное синтетическое масло с вязкостью по SAE15W-50 или, к примеру, 15W-60. От обычного масла оно отличается не только большей вязкостью, но и специальным пакетом присадок, что делает его в несколько раз дороже.
Если отличия в механике двигателя спортивного автомобиля просто бросаются в глаза, то разница в системах управления - топливодозирования и зажигания - явно не заметна. Тем не менее, система управления спортивным мотором строится на совершенно других принципах, нежели у обычного автомобиля. Об этом, а также о системах впуска и выпуска спортивных двигателей мы расскажем в наших следующих публикациях.?
www.motornn.ru
В предыдущих публикациях мы рассмотрели особенности конструкции шатунно-поршневой группы, газораспределительного механизма, систем охлаждения и смазки спортивных двигателей. Но наш разговор об этих двигателях будет неполным, если мы не расскажем о системах подачи топлива, зажигания и выпуска отработанных газов.
В конструкции современного спортивного двигателя все подчинено одной задаче - повысить его мощность. Кажется, что разработчики сумели «вылизать» все системы двигателя до предела - ни убавить, ни добавить.
Повышенная до предела степень сжатия, уменьшенная масса движущихся деталей, «широкие» фазы газораспределения, увеличенное сечение проходных каналов - вот, что такое форсированный спортивный двигатель.
Однако нет предела совершенству, резервы есть всегда, главное - суметь реализовать их на соревнованиях в полной мере.
Впускная система...
спортивного мотора должна обеспечить наполнение цилиндров максимально возможным количеством топливовоздушной смеси. Очевидно, что чем больше ее поступает в цилиндры, тем больше при сгорании выделяется тепла и тем выше мощность двигателя.
На первый взгляд все просто - необходимо увеличить проходные сечения впускной системы. Но простое решение не всегда самое лучшее. Слишком сложные процессы происходят при движении смеси во впускном коллекторе. Движение заряда топлива в воздушной смеси в каналах происходит в виде волн давления и разрежения, совпадающих с фазами открытия впускных клапанов, а в силу инерционности самого заряда его волновые колебания продолжаются и при закрытых клапанах.
При определенных соотношениях длины и диаметра впускного канала можно обеспечить дозарядку цилиндра - так называемый динамический наддув (не путать с наддувом от скоростного напора воздуха при движении автомобиля). Смысл этого явления лучше пояснить на примере. Увеличение продолжительности фазы впуска (времени нахождения впускного клапана в открытом состоянии) может как ухудшить, так и улучшить наполнение цилиндра смесью.Наличие зоны разрежения в волне заряда смеси при слишком позднем закрытии впускного клапана на такте сжатия может привести к вытеснению из цилиндра поступившей туда смеси, уменьшению наполнения, падению компрессии и мощности. Чтобы этого не случилось, необходимо обеспечить возле клапана до его закрытия зону давления в заряде смеси - тогда процесс впуска будет продолжаться даже при повышении давления в цилиндре.
Согласование фазы впуска с параметрами впускной системы - дело непростое. Так, впускной канал определенной длины и диаметра задает в нем определенную частоту собственных колебаний заряда смеси, тем большую, чем меньше его длина. Двигатель гоночного автомобиля должен работать пусть в узком, но все же определенном диапазоне частоты вращения (от 4500-5000 до 8500-9500 об/мин). Настроив впуск на максимальные обороты и мощность, недоберем крутящий момент «внизу». И, наоборот, повышая тяговые характеристики на средних частотах вращения, можно легко «потерять» максимальные режимы.
Ситуация схожа с обычными автомобильными моторами, где требуется компромиссное решение, при котором настройка впуска выполняется на режимы средних частот вращения. Но в спорте максимальная мощность важнее, а недостаток крутящего момента на низких частотах можно несколько компенсировать - например, подбором пар шестерен в коробке передач.
Как же должна выглядеть впускная система, соответствующая этим требованиям? Посмотрите на фотографии - привычный нам коллектор отсутствует. Зато имеются отдельные впускные каналы для каждого цилиндра и конические входные патрубки, благодаря которым в заряде топливовоздушной смеси, поступающей в канал, возникают и усиливаются волны давления и разрежения. Другая характерная особенность впускных систем двигателей для кольцевых гонок - отсутствие воздушного фильтра. Как показывает практика, любой тип фильтра «душит» мотор, особенно на высоких частотах вращения. В обычной дорожной жизни двигатель без воздушного фильтра едва ли пройдет 1000 км до полного износа поршневой группы - пыль сделает свое грязное дело. В гонках большой срок службы двигателя и не требуется - от силы один сезон. А за это время износы деталей не всегда достигают критических.
Выпускная система...
предназначенная наилучшим образом очистить цилиндры от выхлопных газов, также таит значительный резерв увеличения мощности спортивного двигателя.
Самой простой системой выпуска является труба определенной длины и диаметра. Ее основное преимущество - низкое сопротивление потоку выхлопных газов. Но этого для спортивного двигателя недостаточно.
Как известно, большую часть фазы выпуска занимает процесс вытеснения поршнем, движущимся вверх, газов из цилиндров. В таком случае наличие разрежения у выпускного клапана позволяет быстрее очистить цилиндр, снизить в нем давление и, соответственно, уменьшить потери мощности.
Спортивный двигатель по сравнению со стандартным имеет увеличенные фазы впуска и выпуска. На некоторых режимах работы двигателя часть свежей топливной смеси, поступившей в цилиндр, вытесняя остаточные газы, может вылетать в выпускную систему. Поэтому еще одно назначение выхлопной системы состоит в том, чтобы вернуть свежую смесь из выхлопной трубы обратно в цилиндр.
Такие эффекты возможны, если в трубе возникнут колебания газов с частотой, соответствующей частоте вращения коленвала. Другими словами, при определенной длине и сечении выхлопной трубы, частота вращения коленвала совпадает с частотой собственных колебаний газов в трубе, а выигрыш в мощности может превысить 10-15 л.с.
Конструктивно система выпуска спортивных двигателей состоит из двух частей: приемных труб одинаковой длины от каждого цилиндра и собственно резонансной трубы. Выхлопной коллектор традиционного типа здесь не подходит, так как каналы от цилиндров имеют разную длину. Чтобы настроить выхлопную систему, требуется соблюдать правило равной длины каналов, а это приводит к довольно сложной форме труб.
Подобные выхлопные системы спортивных двигателей применялись достаточно широко до самого последнего времени, пока на некоторых соревнованиях не ввели контроль шума выхлопа. Естественно, труба с ее уровнем шума свыше 120 дБ нынешним требованиям никак не удовлетворяет. И теперь на двигателях гоночных автомобилей стали устанавливать глушители особой конструкции.
Правильно сконструированный глушитель для спортивного двигателя снижает шум на низких и средних частотах вращения до 5000 об/мин (именно на этих оборотах контролируют шум), а на высоких практически не препятствует свободному прохождению выхлопных газов.
Системы топливодозирования
До недавнего времени спортивные двигатели оснащались исключительно карбюраторами. Для прямых впускных каналов идеально подходят сдвоенные горизонтальные карбюраторы Weber. Фактически один такой карбюратор - это два, но с общей поплавковой камерой. На двигатель обычно устанавливают два подобных устройства.
Неоспоримое преимущество карбюраторов - в их простоте, надежности и сравнительно низкой цене. Однако весьма серьезны и недостатки: сложность настройки в широком диапазоне режимов, необходимость синхронизации работы фактически сразу четырех карбюраторов, чувствительность к внешним условиям (температура, давление, влажность). Именно это и обусловило в последние годы переход на электронные системы подачи топлива.
Электронные системы, применяемые в спорте, в общих чертах сохраняют те же принципы, что и их дорожные аналоги. Хотя есть и несколько существенных отличий, характерных именно для спорта. Например, в большинстве систем не используется датчик расхода воздуха. Что совершенно естественно, поскольку практически все типы датчиков расхода создают на входе дополнительное сопротивление.
Не применяются и датчики абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) - ведь коллектора у спортивного мотора нет. Вследствие этого определение расхода воздуха для последующего дозирования топлива в спортивных системах возможно только косвенно по двум параметрам - частоте вращения и углу открытия дроссельной заслонки. Подобные системы в обычных автомобилях практически не встречаются.
Еще одно отличие - настройка контура обратной связи. Многие спортивные системы управления двигателем используют кислородный датчик. Но при этом обратная связь обеспечивает строгое поддержание не стехиометрического состава смеси (l=1), а мощностного, при котором l=0,85Є0,9. Вот почему «спортивный» кислородный датчик имеет достаточно пологую, а не релейную, характеристику (см. «АБС-авто», № 7, 2000).
Однако главное отличие спортивной системы управления, по нашему мнению, заключено в следующем. В то время как многие шоссейные системы не допускают перепрограммирования (либо поддаются ему с трудом), то спортивная система легко перенастраивается под внешние условия, конструктивные особенности установленного на автомобиль двигателя (а таких сменных двигателей может быть несколько), и т.д. Перепрограммирование выполняется с помощью персонального компьютера («ноутбука»).
Некоторые отличия имеются и в схеме подачи топлива. В некоторых системах задействованы по две форсунки на цилиндр - если частота вращения высока, с помощью двух форсунок можно более точно дозировать топливо во всем диапазоне изменения частоты вращения. Иногда форсунки устанавливают не перед впускными клапанами, а перед дроссельной заслонкой.
Существуют также и спортивные карбюраторы с электронным управлением, но в отечественном автоспорте они не получили распространения.
Системы зажигания
Очевидно, при высоких частотах вращения надежное искрообразование обеспечивают только электронные системы зажигания. В целом спортивная система зажигания похожа на обычную, с той лишь разницей, что для работы в сравнительно узком диапазоне режимов не требуется значительного изменения угла опережения зажигания. Более того, на высоких частотах вращения даже при большой степени сжатия не возникает опасная для двигателя детонация. В связи с этим разного рода механические центробежные и вакуумные автоматы, к примеру, для кольцевых гонок обычно не применяются.
Если на двигателе используется карбюратор, то чаще всего устанавливается фиксированный (36o-45o) угол опережения для всех режимов работы двигателя. Комплексные электронные системы управления двигателем позволяют регулировать и угол опережения зажигания, причем алгоритм его изменения в зависимости от режима работы двигателя или внешних условий может быть задан с помощью персонального компьютера.
Особого внимания требуют свечи зажигания. Высокая степень сжатия диктует необходимость применения очень холодных свечей (калильное число 2-3 по классификации Bosch), специально предназначенных для спорта. Чтобы такие свечи заработали нормально и быстро не вышли из строя, двигатель перед их установкой прогревается с использованием более горячих свечей.
Как видим, хитростей в спортивном двигателе немало, причем некоторые из них вряд ли могут найти какое-либо применение на обычном автомобиле. Но даже если двигатель сконструирован и построен с учетом всех этих нюансов, автомобиль, на который его поставят еще, не «помчится». Нужна специальная трансмиссия, чтобы передать всю мощность мотора на колеса. Как это сделать, мы расскажем в наших следующих публикациях.?
www.motornn.ru
| Спортивные двигатели Категория «Спортивные двигатели» включает в себя спортивные, форсированные двигатели в сборе, с увеличенным объёмом, мощьностью, скоростными характеристиками для автомобилей ВАЗ. Изготавливаем на заказ и устанавливаем форсированные, спортивные двигатели в сборе на автомобили ВАЗ. Сделать заказ можно по нашей эл. почте: [email protected] или по тел. 72-44-07; 74-28-74. ДВС Двигатель 21083 V-1,7 (96 л.с.) Цена : 67500 руб..
ДВС Двигатель 21083 V-1,7 (91 л.с.) Цена : 65000 руб..
ДВС Двигатель 21083 V-1,6 (85 л.с.) Цена : 60000 руб..
|
tuningsports.ucoz.ru
