Форсированный двигатель это

Что такое форсированный двигатель? Только правда и видео материал.

Ну что, если уж начали тему тюнинга двигателя (читаем про закись азота), значит будем ее продолжать. В предыдущей статье я краем затронул переделку двигателя, его изменение в лучшую сторону, для работы с большими нагрузками и оборотами. Как это сделать? Что нужно менять? И как это называется? Предлагаю поговорить про форсирование …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

Для начала давайте начнем с определения.

«Форсированный» двигатель – это агрегат с улучшенными характеристиками, которые раскрывают весь потенциал двигателя и заставляют его работать с другими мощностями. Иногда прибавление в мощности может достигать «начального» значения агрегата, практически без потери ресурса. Например, было 110 л.с. — стало 220 л.с. Однако для такого «форсирования» нужно сменить чуть ли не полмотора.

Простыми словами мы проделываем множество работ, по увеличению полезного действия мотора — уменьшению трения, уменьшению отдачи КПД другим навесным агрегатам, при необходимости турбированию двигателя и т.д.

Способы увеличения производительности двигателя

Далее я вам предлагаю поговорить, о том, как можно «прокачать» свой двигатель. Самые распространенные методы. Однако они не все относятся к форсированию, но их желательно сделать вначале.

Без внесения конструктивных изменений

1) Самым первым и относительно недорогим методом является прошивка блока ЭБУ (чип-тюнинг), вам заменяют стандартную программу на более «мощную». Причем практически без потери ресурса. Таким образом, можно достигнуть до 10% от мощности. Все дело в том, что многие производители реально душат движки в угоду экологии. Прошивка убирает эти ограничения. Небольшое видео.

2) Замена стандартных впускного и выпускного коллекторов. Про это я напишу отдельную статью, а пока скажу — что можно увеличить мощность, просто заменив коллектора. Сейчас на слуху так называемый «паук», прибавляет мощности около 5%.

3) Убрать катализатор. Он тормозит поток отработанных газов, а поэтому если его убрать двигатель задышит в «полную грудь», однако выхлоп станет намного грязнее!

4) Поставить прямоток. Относится также к глушителю, в нем меньше камер, которые глушат звуки, а поэтому выхлоп идет не встречая перегородок, что также прибавляет мощности.

Это самые простые и относительно дешевые методы, дальше приступим собственно к форсированию (усилению) нашего мотора.

Конструктивные изменения

Нужно понимать, что нам нужно менять и усиливать практически все элементы строения мотора, некоторые детали меняются в угоду уменьшения силы трения. Ведь стандартные детали не отличаются низкими показателями. Все работы дорогостоящие и важно понимать — что иногда форсирование может выйти в немалую копеечку, иногда равной стоимости самого агрегата. НУ что поехали:

1) Увеличиваем объем цилиндров. Как горят «американцы»: чем больше объем – тем выше мощность. Это самое элементарное правило. Увеличение происходит при помощи «расточки» блока цилиндров, она должна происходить строго по технологиям! Важно сначала найти подходящие поршни, для большего размера, шатуны и прочие «детали» и только потом растачивать блок. Таким образом — можно добиться хорошего прибавления объема двигателя. Так например, 1,6 литровый вариант легко можно догнать до 1,8, а в некоторых случаях и 2,0 литрового.

2) «Гильзование». Зачастую увеличение объема это всего лишь средство повышение мощности, однако стенки блока остаются все же не из такого прочного металла (сплавы алюминия или чугуна), поэтому при форсировании зачастую устанавливают специальные износостойкие гильзы.

Они как бы вставляются в отверстия блока и «противостоят» нагрузкам при очень высоких оборотах. Справедливости ради стоит отметить, что «гильзование» может примениться и при капитальном ремонте мотора, но это уже совсем другая история.

3) Установка облегченно-усиленного коленвала. Делается он из прочных металлов, выдерживает высокие нагрузки и просто необходим при форсировании. НО вы скажете «усиленный» понятно, а вот почему облегченный?

ДА все просто — здесь вся загвоздка в силе инерции, практически также как с облегченным маховиком. При низких оборотах разница минимальна, но вот уже от 3000 — 4000 оборотов двигатель начинает крутиться веселее, все потому что ему не нужно меньше энергии, чтобы побороть силу инерции, которая в том числе зависит и от веса. Хочется отметить — что не редко «колено» увеличивают для более высокого сжатия топлива и сдвига наполнения цилиндра.

4) Далее как становится понятно, такой коленвал должен быть хорошо защищен при установке. А устанавливается он блок, в специальные «постели» в которые изначально укладывают «вкладыши». Так вот эти вкладыши также могут быть слабым звеном, их также меняют при форсировании на более «надежные».

5) Поршни, шатуны, маслосъемные кольца. Сейчас без преувеличения существует несколько десятков компаний (а может и сотен), которые занимаются производством усовершенствованных поршней и шатунов. Поршни в свою очередь не только делаются из прочного металла, но они еще и облегчаются!

Также верхняя часть может иметь всевозможные причудливые формы – делается это для большего сжатия. Шатуны и «кольца», производятся в комплекте и как обычно также состоят из прочных металлов, ведь кольцо, по сути трется о гильзу или о стенку блока, а поэтому должно выдерживать максимальные нагрузки.

6) Головка блока и распредвалы. Также меняют, основная задача сделать более полное наполнение камеры сгорания – для этого меняют фазы, делают их более широкими.

Можно добиться более высоких оборотов при «верхах». Однако на «низах», двигатель немного «тупеет» поэтому водителю приходится его часто «подкручивать». Важно помнить, что такой распредвал, должен работать в совокупности с измененным коленвалом, иначе невозможно! Вообще с головкой можно провести много различных манипуляций, посмотрите вот этот ролик, очень полезно.

Установка компрессора

Очень эффективный способ поднятия мощности. Многие изначально думают, что установка компрессора и является его – форсированием. Это в корне не верно, как вы уже поняли это комплекс мер.

Однако приводной компрессор (или механический) является важнейшим элементом поднятия производительности. Принцип прост – на автомобиль устанавливается такое оборудование, которое проводится от коленвала. Благодаря нему, можно значительно улучшить крутящий момент двигателя. Про это я постараюсь написать отдельную статью.

ИТОГ

Форсирование двигателя это очень сложная, требующая тонких расчетов работа, которая позволяет достичь высоких результатов производительности и оборотов. Здесь задействованы практически все узлы и агрегаты, даже прошивку вам нужно будет менять! Так что такие работы нужно проводить осознанно, с пониманием зачем вы это делаете! Тогда и производительность двигателя, можно поднять на совершенно новый уровень. Лично видел когда из простых «ВАЗОВ» по 200 с лишнем лошадей выжимали.

Статья получилась большая, может быть сложная для понимания, однако постарался как можно проще объяснить.

НА этом все, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(21 голосов, средний: 4,90 из 5)

Что значит «форсированный двигатель» и как это сделать

Знаете ли вы, уважаемый автомобилист, что значит форсированный двигатель? Такой мотор позволяет значительно повысить мощность, и тем самым автомобиль получает такую разгонную динамику, о которой даже подумать страшно. По сути, становишься обладателем настоящего гоночного болида, купить который стоит слишком дорого, и далеко не каждый россиянин может позволить себе его купить. А вот превратить обычный двигатель в форсированный можно даже своими руками. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Форсированный двигатель дизельный

Форсировать двигатель — значит повысить его показатели за счет уменьшения потерь энергии ДВС, что идет на трение и работу дополнительного оборудования. Кроме того, повышение производительности двигателя предполагает раскрытие его скрытых резервов.

• Что это такое
• Несколько способов повысить производительность ДВС
• Электронное и механическое форсирование ДВС
• Минимизируем механические потери

Что это такое

Для начала хотелось бы отметить, что форсирование двигателя — это не новость или фантазия, а вполне реальная процедура, которую уже давно и успешно используют многие фирмы по проведению тюнинга. А такое понятие, как тюнинг означает доработки таких заводских конструкций и параметров, которые полностью не раскрыты. По сути, каждый ДВС имеет резервы, которые нужно знать и уметь раскрывать.

Проводя форсирование двигателя, вы получаете возможность усилить заводские показатели ДВС. И делается это с определенной целью — получить более высокую производительность различных составляющих силового агрегата.

На видео показано, что такое форсированный двигатель:

Другими словами, форсировать двигатель значит увеличить мощность ДВС за счет чего-то, а в нашем случае за счет повышения рабочего объема. И такой подход в деле используют не только так называемые тюнинговые фирмы, но и автоконцерны. К примеру, ДВС ВАЗ 2106 был получен путем форсирования ДВС ВАЗ 2103. И таких примеров множество.

Несколько способов повысить производительность ДВС

Форсирование двигателя имеет основные принципы, и такие работы могут быть проведены по-разному. Самым популярным и распространенным способом повышения производительности мотора есть, как и было сказано выше, увеличение рабочего объема камеры сгорания. Если у гоночного автомобиля такой параметр изменить бывает сложно, так как он жестко прописан в техрегламенте, то для обычного легкового транспортного средства это возможно. По стандарту всех выпущенных на сегодня легковых моделей авто ограничивается лишь геометрический размер ГБЦ.

Первый способ механического форсирование предусматривает замену коленвала на другой, с более увеличенным ходом и диаметром цилиндров.

Для форсирования двигателя можно заменить коленвал

Кроме этого, усилить двигатель внутреннего сгорания можно и другим методом. Это можно сделать путем установки приводного компрессора. Этот метод очень популярен в западных странах, в частности в США. На автомобиль устанавливается приводной компрессор или тот же механический нагнетатель, который проводится от коленвала. Что происходит? Благодаря этому методу (впрочем, то же происходит и при использовании первого способа) крутящий момент увеличивается во всем диапазоне эксплуатации ДВС.

Следующий способ поднять показатели ДВС — это смещение пика крутящего момента. Такой способ применяется в основном в спорте. Пик крутящего момента сдвигается в направлении высоких оборотов, и главной целью в таком случае является уменьшить сопротивление при впуске воздуха в цилиндры. Как этого добиться? Очень просто. Нужно устранить определенные ступеньки, которые образуются в области соединения впускного коллектора с ГБЦ и карбюратором. Для этого обычно полируют впускной коллектор, поле чего вставляют клапаны большего размера, используя специальные головки.

Что касается карбюратора, то его часто заменяют, используя для этого сдвоенный вариант с горизонтальным протоком. В итоге такой метод форсирования ДВС дает увеличение суммарного сечения диффузора, а смесь распределяется по всем цилиндрам равномерно, ведь потока топливной смеси не приходится менять направление на выходе из карбюратора.

Установка и настройка распредвала для увеличения мощности двигателя

Следующий способ повышения мощности ДВС — это совсем другая установка распределительного вала. Другими словами, его нужно поставить с широкими фазами, что значительно улучшает наполнение камеры сгорания на высоких оборотах и происходит это за счет снижения момента на «низах». Через это автомобиль, наделенный таким распредвалом, при движении вынуждает водителя постоянно задействовать рычаг КПП, чтобы обороты ДВС не падали, а сам силовой агрегат, если можно так выразиться — не тупел.

Настройка впуска и выпуска — это очередной способ повысить мощность двигателя. Что дает этот способ? Благодаря ему удается повысить передачу крутящего момента в узком диапазоне за счет резонанса. Форсирование ДВС этим методом позволяет увеличить мощность двигателя, и приходится уже ставить не обычные, а легкие кованые поршни, чтобы сохранить приемлемость инерционных нагрузок.

Наконец, увеличение степени сжатия дает возможность увеличить показатели ДВС. Это объясняется тем, что детонация на высоких оборотах возникает достаточно редко. Правда, владелец такого двигателя должен суметь обеспечивать свой автомобиль высокооктановым бензином, но, если знать, как уменьшать расход топлива, метод станет лучшим.

Говоря другими словами, этот способ форсирования двигателя предусматривает изменение фаз газораспределения.

Электронное и механическое форсирование ДВС

На видео рассказывается о простом способе форсирования двигателя:

Теперь рассмотрим методы форсирования ДВС с общей точки зрения, не вдаваясь во все тонкости. Самый лучший и распространенный метод — это чип-тюнинг, который идеален для автомобилей современного типа. Знание этого способа форсирования ДВС является, по сути, методом того, как можно форсировать двигатель, вторгаясь в электронный мозг транспортного средства. Благодаря определенным способам коррекции или «прошивки» удается управлять программами, которые автоматически повышают производительность.

В таком случае следует установить дополнительные контроллеры или модули, которые и станут, по сути, составными, которые увеличат мощность двигателя. Минусом такого способа является то, что проводить его в гараже своими руками просто невозможно, так как требуются особые знания и, самое главное, дорогостоящее оборудование.

Что касается механического форсирование ДВС, то этот метод более прост. Как и говорилось выше, метод предполагает доработку уже существующих узлов автомобиля или их замену на новые.

Хотя такой вид тюнинга и простой, но начинать его без особых расчетов не стоит.

Минимизируем механические потери

На видео рассказано о плюсах и минусах форсирования двигателя:

Практически все средства форсирования двигателя бывают направлены на одно — уменьшить механические потери ДВС. Куда же уходит немалая часть энергии двигателя? Оказывается, трение, которое происходит в цилиндрах любого ДВС, уменьшает производительность. В этом случае можно устанавливать сборные маслосъемные кольца, тем самым увеличивая промежутки между цилиндром и поршнем. Этот способ не проводится на ура. Нужно сначала провести тщательное балансирование составляющих и все детали кривошипно-шатунного механизма подобрать по весу.

Трение в цилиндрах — это не единственная причина потери мощности ДВС. Кроме этого, потери объясняются и трением в шейках коленчатого. В этом случае, как и было сказано выше, применяют установку распредвала с более широкими фазами и еще дополнительно ставят систему под названием «сухой картер», которая значительно снижает насосные потери, затрачиваемые коленвалом. Следует помнить, что попадание на коленвал масла значительно тормозит его вращение.

Значительная часть энергии двигателя может идти и на вспомогательное оборудование. Например, к ним относятся такие детали и приборы, как привод ГРМ, кондиционер, водяной насос, гидроусилитель и многое другое. В этом случае приходится увеличивать передаточное отношение привода генератора и водяного насоса.

Форсировать двухтактный двигатель — это не просто модернизация ДВС, а в наше время необходимость. Если на четырехтактном двигателе является больший ресурс и экономичность, что делает форсирование делом правильным, но не обязательным, то на двухтактных ДВС сделать это уже важно. Кроме того, как утверждают эксперты, проводить форсирование на двухтактных двигателях легче.

Как форсировать двигатель автомобиля

Форсирование двигателя представляет собой ускорение или же усиление каких-либо характеристик привода. Если рассматривать эту процедуру в современных автомобилях, она представляет собой тюнинг двигателя, когда заводские инструменты и комплектующие дорабатываются для того, чтобы максимизировать мощность. Форсирование проводится, чтобы в конечном итоге добитьсяповышенной производительности различных узлов и комплектующих.

Какие двигатели можно форсировать?

Практически любой двигатель может быть форсирован, при этом такой тюнинг может привести в конечном итоге как к снижению, так и к повышению его ресурса в зависимости от того, как именно будет осуществляться эта процедура. Помните, что ресурс этого механизма непосредственно зависит от того, как именно он будет эксплуатироваться.

Если автомобиль работает в оптимальном режиме, при этом в нем используется действительно качественное масло, то ваш двигатель прослужит в течении длительного времени. Если же вы, к примеру, занимаетесь стрит-рейсингом, готовьтесь к тому, что вам придется достаточно часто заниматься ремонтом. Также стоит отметить, что заводской мотор имеет гораздо меньший срок службы по сравнению с тем, который собирается в профессиональном центре опытными специалистами.

Таким образом, форсирование двигателя зачастую значительно увеличивает его срок службы, так как в процессе массового производства автомобилей просто нет времени на то, чтобы разбираться в каждой детали изготавливаемых моторов, выверяя каждый градус или миллиметр. В особенности, это актуально для отечественных автомобилей, где стараются соблюсти экономичность, а не добиться предельно высокой надежности и точности всех комплектующих.

Обновление

Самый легкий и в то же время экономичныйметод тюнинга мощности двигателя – это проведение восстанавливающих процедур. В данном случае как двигатель, так и узлы трансмиссии обрабатываются специализированным модификатором трения. При помощи таких препаратов вы увеличиваете мощность и приемистость не только двигателя, но еще и узлов трансмиссии. После форсирования вы в любом случае почувствуете результат, особенно если речь идет об автомобиле с большим пробегом, производительность двигателя в котором существенно снизилась. Помимо всего прочего вы исключите потребность в проведении целого комплекса трудоемких процедур, что также заметно скажется на общей стоимости тюнинга.

Этот вариант форсирования является доступным практически каждому, и в случае необходимости его можно будет даже провести самостоятельно. Конечно, вы не сможете добиться значительного увеличения производительности, но вам определенно удастся увеличить его мощность приблизительно на 3-5%.

Чип-тюнинг

Чип-тюнинг представляет собой наиболее оптимальный вариант форсирования двигателей современных автомобилей. Это своего рода вторжение в электронную систему автомобиля для того, чтобы изменить стандартные настройки управляющего ПО. В большинстве случаев изменяется блок управления двигателем или же монтируются дополнительные контроллеры, обеспечивающие увеличение мощности двигателя. Если у вас нет знаний в этой области и специализированного оборудования, то крайне не рекомендуется делать такое форсирование своими силами.

Механическое форсирование

Сегодня практически каждый автолюбитель знает, что представляет собой чип-тюнинг, но при этом мало кто разбирается в том, что такое форсирование двигателя механическим путем. Данная процедура включает в себя целый ряд специальных действий, направленных на модернизацию уже установленных узлов или же на полную их замену новыми комплектующими, которые отличаются большей эффективностью и производительностью работы. Если даже вы умеете работать со стандартными инструментами, не стоит сразу начинать механическое форсирование своими руками.

Не забывайте о том, что любой вариант тюнинга вашего автомобиля, начиная от обыкновенного стайлинга и заканчивая форсированием двигателя, должен начинаться с предельно точных расчетов того, как будет изменяться поведение автомобиля при дальнейшей его эксплуатации.

Увеличение рабочего объема

Форсированный двигатель после такой обработки оснащается коленвалом с увеличенным ходом, а также диаметром цилиндров. Самостоятельно выполнить такую работу крайне сложно, так как необходимо будет произвести гильзование, расточку блока цилиндров и все остальные работы, которые к этому относятся.

Если вы можете проделать все эти процедуры самостоятельно, изначально нужно провести тщательный технический осмотр автомобиля, после чего соблюсти все нюансы, которые связаны с корректировкой объема привода.

Увеличение степени сжатия

Этот вариант предусматривает корректировку фаз газораспределения посредством перекрытия впускного клапана. Также более эффективное сжатие обеспечивает монтаж тюнингованного распределительного вала, имеющего более широкие фазы. Помимо всего прочего,увеличить производительность привода можно посредством заливания высокооктанового бензина.

Снижение механических потерь

• Трение в цилиндрах.

Снижение трения осуществляется за счет увеличения расстояния от поршня до цилиндра, применения специализированных маслосъемных колец, а также снижения массы шатуна. Рекомендуется часто проводить тщательную балансировку, а также выбор по весу элементов, которые включает в себя кривошипно-шатунный механизм.

• Потери в насосе.

Наиболее сильно этот недостаток проявляется в виде трения, которое происходит в шейках коленвала. Уменьшение насосных потер обуславливается монтажом распределительного вала, имеющего расширенные фазы. Также рекомендуется устанавливать систему, изготовленную по технологии «сухой картер», которая позволит минимизировать насосные потери, которые затрачиваются коленвалом в процессе эксплуатации.

• Вспомогательное оборудование.

Различные комплектующие снижают эффективность работы двигателя. Рекомендуется в автомобилях, оснащенных форсированным двигателем, увеличивать передаточное отношение генератора и привода водяного насоса.

Оптимизация сгорания смеси

Камера сгорания должна иметь предельно компактные габариты для того, чтобы минимизировать тепловые потери, а также риск детонации. Таким образом, вы сможете добиться предельно эффективного смешивания топлива с воздухом.

Литровая мощность и методы форсирования двигателей

Литровой мощностью называют номинальную эффективную мощность, снимаемую с единицы рабочего объема двигателя:

Чем выше литровая мощность, тем меньше рабочий объем и соответственно меньшие габариты и массу имеет двигатель при одинаковой номинальной мощности.

По литровой мощности оценивают степень форсированности. Двигатели, имеющие высокие значения Nл называют форсированными.

Форсирование двигателя — это комплекс технических мероприятий, способствующих повышению литровой мощности.

Возможные способы форсирования двигателей следуют из выражения; Nл увеличивается с увеличением номинальной частоты вращения n, среднего эффективного давления ре или при применении двухтактного рабочего процесса.

Увеличение литровой мощности посредством повышения n широко используется в карбюраторных двигателях, для с временных моделей которых n достигает 6500 мин-1 и выше.

Дизели грузовых автомобилей, как правило, имеют номинальную частоту вращения, не превышающую 2600 мин-1.

По этой причине литровая мощность дизелей без наддува находится в пределах от 12 до 15 кВт/л и существенно уступает аналогичному показателю карбюраторных двигателей, имеющих Nл = 20…50 кВт/л.

Однако в настоящее время в ряде конструкций дизелей легковых автомобилей трудности форсирования их по частоте вращения удается преодолеть. Появляется все большее количество дизелей с номинальной частотой вращения n = 4500…5500 мин-1 и литровой мощностью до 20 кВт/л.

Для дизелей форсирование по частоте вращения менее характерно, чем для двигателей карбюраторных, для которых этот способ повышения литровой мощности является одним из основных.

Как следует из анализа зависимости, при переходе с четырехтактного рабочего цикла на двухтактный литровая мощность должна увеличиваться в два раза.

В действительности же при этом Nл увеличивается всего лишь в 1,5… 1,7 раза вследствие использования лишь части рабочего объема на процессы газообмена и снижения качества очистки и наполнения цилиндров, а также в результате дополнительных затрат энергии на привод продувочного насоса.

Большая (на 50…70%) литровая мощность — существенное достоинство двухтактного двигателя. Однако недоиспользование части рабочего объема цилиндра для получения индикаторной работы приводит к тому, что они имеют заметно более низкие энергоэкономические показатели, чем аналогичные четырехтактные двигатели.

К недостаткам двухтактных ДВС следует отнести сравнительно большую тепловую напряженность элементов цилиндропоршневой группы из-за более кратковременного протекания процессов газообмена и, следовательно, меньшего теплоотвода от деталей, формирующих камеру сгорания, а также большего теплоподвода к ним в единицу времени, что объясняется вдвое более частым следованием процессов сгорания.

Большим недостатком двухтактных карбюраторных двигателей является потеря части горючей смеси в период продувки цилиндра, что значительно снижает их экономичность.

Особое место в ряду мероприятий, направленных на повышение литровой мощности, занимает форсирование двигателей по среднему эффективному давлению рс.

Однако существенного увеличения Nл путем повышения рс удается достигнуть лишь при увеличении тепловой нагруженности рабочего цикла из-за подвода к рабочему телу большего количества теплоты.

Необходимая для этого подача в цилиндр большего количества топлива (возрастание цикловой подачи qп) требует для его полного сжигания и большего количества окислителя. На практике это реализуется путем увеличения количества свежего заряда, нагнетаемого в цилиндр двигателя под давлением.

Этот способ носит название наддува двигателя. При этом ре возрастает практически пропорционально увеличению плотности свежего заряда.

На рисунке изображена схема двигателя с наддувом и механическим приводом компрессора от коленчатого вала.

Рис. Схема наддува двигателя с приводным компрессором

Одним из недостатков такой системы наддува является существенное снижение экономичности двигателя, обусловленное необходимостью затрат энергии на привод компрессора.

Наибольшее распространение в практике современного двигателестроения получил газотурбинный наддув, схема которого приведена на рисунке выше.

Здесь для привода центробежного компрессора 1 используется энергия ОГ, срабатываемая в газовой турбине 2, конструктивно объединенной с компрессором в единый агрегат, который называют турбокомпрессором (ТК).

Поскольку при газотурбинном наддуве отсутствует механическая связь агрегата наддува с коленчатым валом двигателя, применение ТК заметно ухудшает тяговые характеристики и приемистость двигателя. Это связано с инерционностью системы роторов ТК, а также с уменьшением энергии отработавших газов при малых нагрузках, в связи с чем, особенно в начале разгона, не обеспечивается подача в цилиндр нужного количества свежего заряда. Для преодоления этих недостатков нередко возникает необходимость использования комбинированного наддува. Система комбинированного наддува выполняется в различных конструктивных вариантах и обычно представляет собой определенные комбинации наддува с приводным компрессором и газотурбинного наддува.

Для повышения плотности свежего заряда, подаваемого в цилиндры двигателя, в ряде случаев используются колебательные явления в системах газообмена (пульсации РТ в системе впуска и выпуска), являющиеся результатом цикличности следования процессов газообмена в цилиндре.

Если, например, задать впускному патрубку такие конструктивные параметры (в основном длину и площадь проходного сечения), чтобы перед закрытием впускного клапана около него была волна сжатия, то масса поступающего в цилиндр заряда увеличивается.

Аналогичный эффект можно получить, «настроив» выпускной трубопровод так, чтобы при открытом выпускном клапане вблизи него была волна разрежения. В результате этого улучшится очистка цилиндров и в него поступит большее количество свежего заряда.

При правильном выборе геометрических параметров систем газообмена в отдельных случаях с помощью динамического наддува становится возможным увеличить эффективную мощность двигателя на 15…25%.

При использовании наддува увеличивается механическая и тепловая напряженность элементов, формирующих камеру сгорания, что является одним из основных факторов, ограничивающих возможное увеличение плотности свежего заряда, поступающего в цилиндр. Поэтому при конструировании двигателей с наддувом и выборе величины давления на выходе из компрессора р’х необходимо учитывать возможные последствия роста механических и тепловых нагрузок на его элементы.

По величине создаваемого на входе в цилиндр дизеля давления рк (или степени повышения давления Пк=pк/p0) различают наддув низкий Пк < 1,5, средний Пк > 1,5…2,0 и высокий Пк > 2,0. При этом эффективная мощность двигателя увеличивается соответственно на 20…30, 40…50 и более 50%.

Применение наддува в двигателях с искровым зажиганием требует принятия специальных мер по предотвращению нарушения процесса сгорания, называемого детонацией. Это обстоятельство, а также более высокая тепловая напряженность лопаток турбины из-за большей температуры ОГ существенно усложняют практические возможности использования наддува в двигателях данного типа.

Что такое форсировка двигателя. Как форсировать двигатель?

Классика форсировки — прямоточные сдвоенные карбюраторов

Многим хотелось бы иметь под ногой как можно больше «резвых скакунов», но не все представляют себе, какую цену они запросят. И не только в условных единицах. Поэтому, вначале нужно выяснить пределы своих желаний, исходя из возможностей не только своего conto, но также исходного материала. То есть — имеющегося автомобиля и его двигателя. Один предел может быть для чистокровного баварца, а совсем другой — для чисто советского москвича или волгаря. Скажу сразу, что последние клиенты и так близки к своему пределу рассыпания, поэтому говорить об их форсировке просто смешно.

Турбулентность потока на
резких перепадах сечения
каналов

Итак, у нас есть крепкий, модерный автомобиль, желательно с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, двумя распредвалами в (каждой) головке и надежда, что он может дать и выдержать большее. С чего начинать? Посмотрим, какие есть пути повышения мощности. И еще одно, если вы решили форсировать двигатель, то большой расход топлива причины вас не должны интересовать, поскольку при возрастании мощности двигателя само собой возрастет и расход.

Практическая инъекция

Основной метод форсировки — облегчение «дыхания двигателя». Под этим понимается не только снижение пассивных сопротивлений каналов впускного и выпускного трактов, но главное — увеличение параметра «время-сечение» клапанов, зависящего от ширины фаз газораспределения и высоты подъема клапанов. То есть чем выше обороты (а их увеличение — наиболее эффективный способ повышения мощности), тем раньше должен открыться и позже закрыться впускной клапан, чтобы свежий заряд успел наполнить цилиндр. Однако, при слишком раннем открытии и позднем закрытии смесь будет выталкиваться обратно, причем для каждых оборотов двигателя имеется свой оптимум. Он различен для каждого двигателя, поэтому окончательно подбирается на испытательном стенде. Чем выше степень форсировки, тем более узок рабочий диапазон оборотов двигателя, что вынуждает применять многоступенчатые коробки передач. Этот недостаток могут устранить или ослабить механизмы с регулируемым изменением фаз, однако они еще не вошли в практику тюнинга и требуют значительной реконструкции механизма газораспределения и головки.

Головка цилиндров с обработанными каналами

Сопротивления впускного и выпускного трактов должны иметь плавные переходы сечений без резких изгибов, характерных для серийных автомобилей, и ступенек в их стыковках с каналами в головке, гладкую поверхность, желательно полированную или даже хромированную, а также максимально возможные проходные сечения.

На поверхности лежит идея использовать естественный скоростной напор воздушного потока для дозарядки цилиндров. Однако, давление этого напора слишком мало, чтобы повлиять на наполнение и мощность. Так, при скорости 100 км/ч оно составляет 0,0047 кр/см2, при 200 — 0,0189, а при 350 — 0,06. Большее влияние имеет низкая температура всасываемого воздуха.

Кованые дюралевые шатуны Childs & Albert

Наилучшее наполнение обеспечивают системы впрыска топлива. Хороший эффект дают итальянские гоночные сдвоенные параллельные карбюраторы Weber 40(45) DCOE, многие годы безраздельно украшавшие гоночную технику, а сейчас хот-роды в их разнообразных вариантах. Для форсированных двигателей также предназначены одиночные горизонтальные и наклонные карбюраторы Dell’Orto, дающие хороший пик мощности, но больший расход топлива, и более чувствительные к регулировкам. Наиболее эластичную характеристику обеспечивают английские карбюраторы SU и аналогичные по устройству Stromberg и Bing с постоянным разрежением в диффузоре, а также японский Keihin. Американцы предпочитают местные четырехкамерные карбюраторы, например Holley или Carter, особенно в вариантах с компрессором.

Для снижения механических потерь и уменьшения динамических нагрузок на детали механизмов двигателя производится облегчение ответственных деталей: поршней, шатунов, клапанов, толкателей (кроме легких стаканчиков), коленвала и маховика.

Облегченный на 100 г и стандартный шатуны Audi

Для высокой степени форсировки поршни изготовляют ковкой из деформируемых алюминиевых сплавов группы АК. Такие поршни выдерживают более высокие нагрузки, но имеют больший коэффициент теплового расширения, что требует большего рабочего зазора в холодном состоянии. Очень полезен масляный канал под днищем для охлаждения горячих зон поршня, однако это трудная задача. Некоторые форсировщики ухитряются делать его изнутри. Известная пo F1 фирма Mahle решила проблему по-другому. Она вырезает кольцевой канал сверху днища и вваривает туда кольцевую крышку электронным лучом.

Диаграмма профиля поршня в плане

Гоночные поршни выполняются с минимальной высотой и поверхностями трения и минимальным числом колец — 3 или даже 2. Сами кольца очень тонкие: 1 -1,2 мм для уменьшения напряжений при вибрациях и потерь на трение. Конечно, ресурс таких деталей невелик.

Большое влияние на нагрузки кривошипного механизма и механический КПД оказывает масса шатунов. К примеру, замена шатунов более легкими в спортивном варианте Skoda автоматически подняло мощность на 5 л.с. Тюнеры Audi облегчают стандартные шатуны на 100 г. Еще больший эффект дает применение легких кованых дюралевых шатунов. Однако, их делает мало фирм и они гораздо дороже стальных. Очень крутые фирмы, типа Porsche и им подобные, применяют в своих гоночных моторах титановые шатуны. Их изготовление требует сложной технологии, а, кроме того, их малая теплопроводность создает проблемы с перегревом вкладышей. Более перспективно изготовление шатунов из композитных материалов. Само собой подразумевается использование качественных вкладышей надежных фирм, иначе вся paбота не имеет смысла.

Стандартные системы смазки нуждаются в доработке во избежание отлива масла от деталей механизмов, особенно распределительного, под воздействием силы инерции в напряженных поворотах трассы. Для этого выполняются дополнительные каналы и трубки слива масла из головки, изменяются маслоприемники, применяются маслонасосы большей производительности. Иногда устанавливают дополнительный маслонасос. После этих доработок конечно же не дымит двигатель на холодную . Доработка бывает нужна и для системы охлаждения.

Облегченный на 5 кг
и стандартный коленвал Audi

Эффект дает и облегчение коленчатого вала и маховика. Для напряженного двигателя оба должны быть стальными, так как прочность чугунных недостаточна для высоких оборотов. Средний коленвал облегчается на 5 кг. Маховики иногда выполняются дюралевыми с напрессованным венцом и накладкой сцепления.

И после этих всех трудовых и финансовых подвигов Вам остается только добавить гоночное сцепление, «короткую» коробку передач, самоблокирующийся дифференциал, хорошие амортизаторы, усиленные тормоза, добавить жесткость облегченному кузову, соответствующие спойлеры, широкую резину, узнать какой бензин и какое масло лучше и залить их — и Вы уже почти гонщик. Не забудьте шлем и то, на что его надевают.