Турбирование атмосферного двигателя

Что нужно знать об установке компрессора на атмосферный двигатель

Иногда у владельцев автомобилей с атмосферным двигателем возникает желание увеличить мощность мотора. Это можно сделать с помощью турбины. Но возможна ли установка турбины на атмосферный двигатель, и если да, то как ее осуществить?

Зачем устанавливать турбину

Когда говорят «атмосферный двигатель», то подразумевают обычный двигатель внутреннего сгорания, в который воздух попадает естественным путем без дополнительных приспособлений. Воздух смешивается с бензином или другим топливом, попадает в цилиндр, загорается от искры, в результате чего совершается работа. За счет этой работы машина и едет.

Двигатель, к которому подсоединена турбина, называется турбированным. Впервые автомобили с турбированными моторами появились в середине прошлого века.

Турбина работает за счет выхлопных газов, которые на нее попадают. Вращаясь, она создает давление воздуха, подаваемого в цилиндры, то есть воздух поступает уже не самотеком. Топливная смесь становится более насыщенная воздухом, интенсивнее горит. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 10%, а в некоторых случаях и больше.

К недостаткам турбированного мотора относят большую требовательность к качеству масла и топлива. Моторное масло и масляные фильтры надо менять в 2 раза чаще, потому что турбокомпрессор работает при высокой температуре. Для стабильного функционирования устройства надо постоянно следить за воздушным фильтром.

Помимо турбины, для увеличения мощности мотора на него можно устанавливать компрессор, который будет нагнетать воздух. Привод компрессора подключают к коленвалу. Компрессор не повышает температуру, поскольку не использует отработанный газ, но он уменьшает полезную работу мотора.

В целом установка компрессора считается более простой задачей, чем монтаж турбины. Ставя перед собой вопрос, выбирать ли компрессор или турбину, зачастую владельцы авто склоняются к первому варианту.

Необходимые элементы для установки турбины

На установку турбины решаются водители, которым не хватает мощности на своем авто. Благодаря турбированию атмосферного двигателя автомобиль становится более экономичным, поскольку мощность мотора возрастает, а объем остается неизменным. Так, после установки турбины на двигатель мощностью 1,4 литра, автомобиль ведет себя, как если бы у него стоял мотор 1,8 литра.

Однако к вопросу надо подходить с осторожностью, поскольку при техническом усовершенствовании автомобиля затрагиваются многие его важные части, применяются дополнительные запчасти.

Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

• непосредственно сама турбина;
• выпускной коллектор;
• интеркулер, чтобы охлаждать воздух;
• магистраль подачи воздуха, которую делают из алюминиевых трубок или нержавейки;
• силиконовые патрубки для соединения трубок;
• трубки под подачу охлаждающей жидкости и масла;
• труба от выхода турбины до глушителя (называется пайп или даун-пайп);
• форсунки высокой продуктивности;
• электроника, которая будет контролировать подачу топлива.

Вместо обычного коллектора, нужен турбоколлектор, через который будут проходить выхлопные газы и направляться в турбину.

Коллектор должен быть прочным, толстостенным, поэтому лучше всего сделать его в автомастерской, а не заказывать дешевый вариант в интернет-магазине. Сварка должна быть качественной, чтобы коллектор не треснул, а окалина не попала в турбину.

Чтобы турбина не перегревалась, устанавливают охлаждающую систему. В пайп надо будет встроить датчик лямбда-зонда (датчик кислорода).

Обороты крыльчатки турбины очень высокие. Чтобы она не вышла из строя, надо подвести масло, которое будет поступать из двигателя. Для сбрасывания лишнего давления нужен специальный клапан (блоу-офф).

Установка турбины

Можно ли поставить турбину на автомобиль, зависит от конкретной модели авто. В некоторых случаях проще приобрести новую машину, чем подбирать запчасти. Если же вы решили это сделать, то найдите хорошего мастера, потому что самостоятельно справиться с установкой довольно сложно.

Процесс переоборудования начинается с того, что все детали в автомобиле, связанный со впуском и выпуском воздуха, снимают. Новый турбоколлектор соединяют с турбиной, которую разворачивают так, чтобы работа с присоединением патрубков была максимально упрощена.

Подшипники турбины, которая вращается с большой скоростью, постоянно нуждаются в смазке. Трубку подачи масла подключают к месту в двигателе, где масло идет под давлением.

Для подключения можно также использовать тройник датчика давления масла. Другой конец трубки подсоединяют к верхней части картриджа турбины. Сливаться масло будет уже под низким давлением в поддон через специальный сосок. Система охлаждения будет подключаться с другой стороны от водяной помпы.

Поскольку в двигатель будет поступать больше воздуха, ему потребуется больше топлива. Чтобы увеличить его подачу, устанавливают более производительные форсунки. Не помешает также установка нового топливного насоса, соответствующего форсункам. Но делать ли это, решают в каждом конкретном случае.

Избыточное давление воздуха в двигателе будет контролировать электроника. К ней подключают датчики температуры охлаждающей жидкости и воздуха. Контроллер должен быть откалиброван так, чтобы топливо впрыскивалось ровно в необходимый момент времени, связанный с состоянием двигателя.

Отдельно проводят электронную настройку, чтобы автомобиль мог нормально ездить и по городу, и по скоростной трассе.

Прошивкой мотора должен заниматься специалист с большим опытом за плечами. В противном случае, сбив заводские настройки, можно привести двигатель в нерабочее состояние, и затем тратить деньги на его ремонт.

Если на автомобиль будет установлен компрессор, то настройка пройдет значительно проще. Не потребуется такое количество дополнительных деталей. Он сможет работать на низких и на высоких оборотах.

В целом процесс переоборудования довольно трудоемкий и требует навыков. Соответственно и цена вопроса будет высокой. Нужно ли вам это, решайте сами. Зато при успешном монтаже турбины динамические характеристики автомобиля значительно улучшаются.

Турбирование на понятном языке

Сейчас турбирование двигателей авто — наиболее распространенный и универсальный вариант форсировки.
Изучено немало конструкций и принципов работы различных опробованных схем. Решил вот поделиться опытом и теоретическими знаниями с теми, кто задумался турбировать атмосферный двигатель или же форсировать имеющийся уже турбированный.

1.Во-первых нужен новый выпускной коллектор, на который можно будет установить турбокомпрессор. Если ваша модель двигателя популярна для тюнинга, то скорее всего можно купить готовый коллектор с фланцем под турбину. Также его можно изготовить самостоятельно при наличии навыков работы со сваркой, трубами и так далее. Ещё можно подобрать похожий и подогнать или же изготовить из стандартного. Отличие выпускного коллектора к турбине от обычного в том, что он направляет выхлопные газы не в приёмную трубу глушителя, а в турбину, чтобы привести её в движение, а только потом из турбины выхлопные газы попадут в выпускную систему. Так же немало внимания уделяется равнодлинности каналов коллектора.

2.Так как воздуха машина с турбиной должна "вдыхать" побольше, можно подобрать новый воздушный фильтр больших размеров(подобрать его несложно) после чего либо переделать стандартную коробку воздушного фильтра под новый, или подобрать готовую коробку с фильтром от более прожорливой тачки. Другой вариант-нулевик конечно же. А необходима замена фильтра по нескольким причинам: во-первых при увеличении расхода воздуха стандартный воздушный фильтр будет загрязняться намного быстрее, во-вторых пропускной способности малообъёмного фильтра будет не хватать. Кроме фильтра и корпуса фильтра желательно заменить впускной воздуховод к фильтру на более крупный по диаметру.

3.В зависимости от модели выбранной турбины помимо четырех больших отверстий для впуска/выпуска воздуха и впуска/выпуска выхлопных газов вы обнаружите на ней два или четыре(четыре встречается реже) места для крепления патрубков. Если у вас их два — это впускное отверстие для масла(верхнее) и сливное(соответственно нижнее). Масло выполняет одновременно и смазывающую и охлаждающую функцию, в приёмное отверстие нужно подключить патрубок( на входное можно поставить армированный) от двигателя, по которому масло будет поступать в турбину. Для этого можно например приобрести проставку под масляный фильтр с входным и выходным фланцами(такие проставки активно используются и найти их можно под любой двигатель). Сливное отверстие нужно патрубком соединить с двигателем так, чтобы масло вернулось в его поддон. Для этого можно вварить фланец прямо в поддон, можно подсоединить к той же проставке. Масло турбине нужно в больших количествах потому как у неё очень высокая скорость вращения, высокий диапазон рабочих температур и используются подшипники скольжения на масляной подушке, хотя встречаются и шариковоподшипниковые. Если же отверстия четыре, то другие два из них нужны под охлаждающую жидкость, откуда её подвести я думаю любой найдет без проблем.

4. Переходим к впуску. Ко впускному отверстию турбины нужно подсоединить патрубок воздухозаборника(тот, на котором смонтирован воздушный фильтр). Но в отличие от атмосферного двигателя, у которого есть только один впускной пайпинг до дросселя, на турбодвигателе путь воздуха от фильтра к дросселю намного длиннее: Выходной патрубок турбины сначала подает сжатый нагретый воздух в интеркулер, для его охлаждения, что снизит нагрев двигателя и увеличит плотность воздуха, подаваемого в цилиндр, а только потом уже в дроссель. Поэтому нужно придумать схему расположения новых впускных трубопроводов в вашем капоте с минимумом поворотов — следовательно, минимальным сопротивлением. Также важно, чтобы сечение впускного тракта не варьировалось по его длине, чтобы не создавались лишние препятствия воздушному потоку. Другое отличие от впуска атмосферника — нужна большая прочность пайпингов, так как нагрузка на трубы и патрубки, создаваемое давлением турбины, намного больше, чем нагрузка, создаваемая разрежением обычного мотора. Поэтому применяются прочные силиконовые патрубки, а так же алюминиевые трубы, соединённые силиконовыми манжетами. Соединения скрепляются хомутами увеличенных размеров, чтобы давлением не сорвало тот или иной патрубок. У алюминиевых воздуховодов есть и еще плюсы — они рассеивают тепло сжатого воздуха — что только на пользу, а также не раздуваются, как резиновые, тем самым они не поглощают часть давления на преодоление упругости. Поэтому лучший вариант — выварить весь пайпинг из алюминиевой трубы, будет крепче, холоднее, однороднее.

5. следующий важный элемент блоу-офф(Blow-off). Это клапан сброса избыточного давления. Когда вы отпускаете педаль газа обороты двигателя падают, расход воздуха падает, но вал турбины благодаря инерции совсем не сразу снижает свою скорость. Из-за того давление в воздуховоде возрастает, так как мотор не справляется с объёмом подаваемого в него воздуха. Это даёт большую нагрузку на двигатель(детонация, температура), воздуховоды, крыльчатку турбины и ухудшает качество смеси. Блоу-офф это клапан, который открывается при возрастании давления в воздушной системе издавая при этом характерный свистящий "пшик" например при сбросе газа при переключении передач или просто когда вы отпускаете акселератор. Ставится клапан в разрез между компрессором и интеркулером, но возможны варианты: вварить в впускной воздуховод фланец под блоу-офф, вварить его прямо в воздуховод, вварить во впускной коллектор, в интеркулер, или иначе. Есть и другой вариант-байпасс(Bypass) клапан. он выпускает лишний воздух не в атмосферу а во впускной канал компрессора по трубке(в общем как бы избавляя двигатель от необходимости засасывать уже "обработанный" объем воздуха через воздушный фильтр). Байпасс-клапаны обычно стоят с заводана турбо-автомобилях, так как они менее шумные в отличие от блоу-оффов, а так же не загрязняют воздух, так как на выходе турбины воздух может содержать масло и другие продукты, а для повседневных автомобилей это считается неприемлемым. Также проблемой лишнего давления занимается встроенный в горячую часть турбины механизм(если есть). при превышении давления в холодной улитке он перемещает специальную заслонку внутри турбины, которая отправляет выхлопные газы в обход лопаток турбины в глушитель( или же изменяет геометрию наклона лопаток), тем самым сбрасывая обороты вала компрессора, сопротивление выпускной системы и понижая давление на впуске. Если давление на выходе турбины наоборот недостаточно, он наоборот повышает количество энергии выхлопных газов, направленных на вращение турбины, повышая частоту её вращения. Это приспособление называется Вестгейт, он бывает встроен в турбину, смонтирован на ней, а может быть вообще выносным, отдельным. Это единственный орган управления турбиной кроме изменения мощности потока газов.

6.Степень сжатия — отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Для эффекта от использования турбины нужно понизить степень сжатия в цилиндрах двигателя. Для этого можно использовать поршни со сниженной степенью(с выточками-"лужами"), можно расточить камеры сгорания, использовать короткие шатуны, коленвал с уменьшеным подъемом. В общем нужно каким-либо способом увеличить объем камеры сгорания, так как в рабочий объем цилиндра будет нагнетаться количество воздуха, в разы превышающее обычное, а форсунки подадут большее количество топлива. То есть в цилиндр попадет намного больше смеси, поэтому после сжатия в не увеличенной камере сгорания эта смесь приобретет чрезмерно высокую компрессию, что может повлечь детонацию и повреждение двигателя, а так же создаст большее сопротивление вращению коленчатого вала. Поэтому снижение степени сжатия призвано сделать так, чтобы большее, чем раньше кол-во смеси после сжатия приобрело компрессию, не превышающую необходимую для полного сгорания топлива величину и не создающую лишнего сопротивления валу, не меняя при этом рабочий объем. Можно даже использовать толстую стальную "прокладку" под ГБЦ, что немного её приподнимет, главное учесть длину и тепловое расширение болтов крепления головы, соответственный момент затяжки, угол доворота и прочность — таковы требования. Конечно же поверхности проставки, гбц и бц должны быть идеально подогнаны и в проставке должны быть каналы подачи масла, антифриза и т.д. Также при установке турбины стоит подумать о кованной поршневой(чтобы выдержать возросшие нагрузки), усиленных шпильках гбц(для того же), более злых клапанных пружинах и прочем, причем чем больше узлов будет затронуто, тем больше будет рабочий диапазон форсированного двигателя и его надежность, отсюда и срок службы.

7. Отстройка — скорректировать фазы газораспределения(посредством установки разрезных шестерен, модифицированных распредвалов, или программно на автомобилях, оснащенных муфтой смещения фаз газораспределения или регулировки подъема клапанов, такие как VVT или VTEC ) отрегулировать ХХ, количество подаваемого топлива(путем изменения времени открытия форсунок, использования форсунок большей производительности), чтобы оптимизировать двигатель под новый диапазон оборотов и для получения пиковых мощности и момента ну других оборотах. Сделать это можно, внеся изменения в прошивку мозгов, в формулу смеси, если мозг подлежит перепрошивке, если же нет — используется вспомогательный мозг, получающий сигналы от штатного эбу, подменяющим нужные величины на нужные значения и отправляющий их дальше(такой как HKS f-con, например). Так же возможна установка гоночных управляемых мозгов вместо заводских. Какой вариант придется использовать — зависит от совместимости устройств и конкретной конфигурации.
Установив буст-контроллер(такой как Blitz sbc i-D) вы сможете задать давление, которое будет создавать ваша турбина. Вестгейт управляет частотой вращения крыльчатки и расчитан на определенное давление, когда оно достигается, частота снижается, когда до него далеко, вестгейт наращивает обороты турбины. Но если вы хотите управлять этим давлением, то устанавливаете в разрез трубки от выходи турбины к вестгейту специальный соленоид, который будет заменять давление на вест-гейт желаемым вами, таким образом позволяя "надуть" больше, а так же продлить пиковый буст при ослабевании потока выхлопных газов при сбросе оборотов.
Двигатель нужно опробовать в различных диапазонах оборотов, привести в соответствие возросшие объемы воздуха и топлива, время выхода на буст, возможно сдвинуть отсечку по оборотам, подобрать размер дросселя, на который будет более оптимальная реакция, изменить параметры холостого хода, учитывая, что на холостом ходу турбина не работает, а мощность турбодвигателя до включения наддува ниже, чем мощность на атмосферном, а поэтому для поддержания ровной работы на хх нужно снизить объем подаваемый форсунками относительно объема на рабочих оборотах, а так же увеличить обороты холостого хода.
Ну и конечно другие важные факторы:
маслорадиатор. — необходим чтобы компенсировать дополнительный нагрев масла в связи с контактом масла и турбины. Может быть установлен вразрез выходного патрубка с турбины, может быть подсоединен к проставке под масляный фильтр, можно и иначе.
так же Важное место имеет геометрия выпускного коллектора, или паука, считается, что лучшая геометрия — равнодлинный коллектор с минимальным сопротивлением потоку и большей надежности чем оригинальный. Поэтому используют выпускные коллекторы, сваренные из гнутых труб таким образом, чтобы несмотря на разные расстояния от цилиндров до турбины поток газов проходил их за одно и то же время. Таким образом обеспечивается наиболее ровный и стабильный поток газов и давление в выпускном коллекторе. Использование нержавеющей стали вместо чугуна ускоряет охлаждение выпускного коллектора, а так же снижает его вес.
Топливный насос повышенной производительности — его установка необходима, так как пропускная способность родного насоса расчитана на поддержание давления с учетом более слабых форсунок и режимов эксплуатации.
Увеличенный радиатор охлаждения-так же логично, чтобы радиатор справлялся с большей жарой большей мощности.
Свечи учитывая, что количество смеси, воспламеняемое свечой за раз возрастает, возрастает и нагрузка на свечу, причем чем больше смеси воспламеняет свеча за раз, тем больше заметна будет эффективность свечей. На двигателе 1.6 атмо мы почти не замечаем разницы от использования гоночных свечек, но когда чем выше общие показатели двигателя, тем более ощутим даже небольшой прирост в процентах от них.

—>Автозапчасти и СТО —>

1. Откуда берется мощность?
Турбину крутят выхлопные газы, быстро выталкиваемые из двигателя. Компрессор турбины нагнетает воздух в мотор. Больше воздуха — больше топлива можно сжечь, больше мощность.

2. Ой расход наверное конский?
Конечно, если выше максимальная мощность, то и расход воздуха/бензина выше. НО. Не всегда же вы будете ездить на максимальных режимах. Практика показывает, что грамотно построенный и настроенный эффективный турбомотор потребляет не больше обычного, а иногда (например на трассе) и меньше, причем что едет заметно лучше. К примеру уже настроил не один 16кл переднеприводник "обычный" (сток мотор, голова, только поршни нива с лужей, СЖ 7.8), расход по трассе 6-7 л. 95-го, по городу 11-12 л. Запуск в любой мороз. И пробег не 5 тыс до ремонта, один мотор уже отбегал 70 тыс, развозит СУШИ 🙂

3. Какие проблемы чаще всего возникают после постройки турбомотора?
а. перегревы, мотор сильно греется, нужен хороший обдув, большой радиатор и надежные вентиляторы
б. давит масло, тосол, откручиваются болты, нагрузка на двигатель то возросла, все что может проканать на обычном двигателе, на турбо моторе вылазит, причем постоянная череда этих косяков иногда доводит строителей до отказа или продажи проекта, были случаи, мотор нужно собирать очень надежным
в. слабое сцепление, крутящий значительно, зачастую в 2 раза больше, поэтому родная сцепа быстро сдается, особенно при наваливании на 3 и 4 передачах
г. кпп резко укорачивается, первые 2 передачи не информативны становятся, сложно контроллировать букс
д. ломает трансмиссию (шестрени) и привода
е. дует (поднимает) прокладку ГБЦ, нужно усиливать болты ГБЦ и применять надежные прокладки (например мет. приоропрокладку для 16кл ваза).

4. Пацаны сказали надо дуть 1.5 бара, типа меньше смысла нет?
На самом деле мотор с давлением выше 1.0 уже очень серьезное произведение, если он не сыпется каждый день. 0.5-0.6 давление вполне щедящее, можно без проблем ездить долгое время, а потом задуть под 1 бар и поломки полезут одна за одной. Основные проблемы это прокладка гбц, сцепление, привода, кпп. Так что мощный мотор выше 1 бара потянет за собой усиленное (возможно керамику, зависит от стиля езды) сцепление, хороший дорогой бенз, прочие усиленные моменты в кпп и приводах.
Опять же само по себе давление не показатель. То что в двигатель задули 1.5 бара и он не развалился еще не значит что он мощный. Мощность зависит от наполнения цилиндров и оборотов. Можно поставить маленькую турбину (как на многих сайтах советуют GT17) и иметь пик момента чуть ли не с холостых, зато на середине двигатель уже умрет, выпускные газы упрутся в маленькую горячу турбины и двигатель перестанет дышать. Да пинать будет знатно в спину, но после пинка нужно будет сразу перелючаться.
Я считаю, что нужно турбину подбирать по стилю езды в первую очередь. Не бывает с низов и до верхов. Да и конский момент с низов он не нужен, ездить будет не удобно, постоянные подрывы и переключения.
Лучше пусть принимает с 3000, но чтоб до 5000-6000 ехала. Будет эффективный диапазон с запасом на разгон. И тошнить до 3000 по городу можно.
К тому же не каждая турбина рассчитана на большое давление. Чем выше давление, тем сильнее давление на крыльчатки, быстрее изнашиваются подшипники, упорные кольца, масло давит наружу. Проще говоря турбина быстрее умрет, даже если двигатель не развалится.

5. Хочу поставить турбину на стоковый двигатель, что нужно сделать?
а. определиться с диапазоном работы двигателя
б. понять какое давление надо, выбрать турбину
в. возможно расжать двигатель, для большой мозщность разобрать, продефектовать, собрать надежный и с правильными зазорами, СЖ.
г. определиться с настройками блока управления, лучше это делать на доступных деталях и у опытных людей, т.е. сначала ищем кто будет все настраивать, а не наоборот, самый доступный вариант настраивать все на ЭБУ Январь в онлайне, если это возможно, карбюратор сразу в печь
д. найти откуда взять масло и тосол на турбину, врезать слив в поддон или блок выше уровня масла
е. установить форсунки и насос соответствующих мощности
ж. все установить, завести, обкатать, настроить

6. У меня впрыск, хочу поставить турбину, что-то нужно переделать?
Хорошо если такой вопрос возник. Бывали случаи, что сначала ставят, ломают, потом спрашивают. В чем собственно проблема? А проблема в выходе за рамки расчетной заводом мощности, поэтому многие компоненты мотора на это не рассчитаны. Если с железом более менее понятно, то на электронике остановимся подробнее.
Устаревшие системы типа моновпрыска рассматривать не будем.
Основная проблема при установке жутко не стандартного железа — как этим всем управлять?
У двигателя есть центральный процессор (ЭБУ, мозг, проц и пр.). Который смотрит в датчики, считает режимы, воздух и подает нужное количество топлива и вычисляет нужный момент зажигания.
Атмосферный двигатель изначально настроен на среднюю смесь между бедно и вроде едет. Т.е. в обычных режимах это в районе 14-15 (воздух/топливо), на переходных и экономичных может быть 15-17 или даже 18, что достаточно бедно. В нагрузочных режимах судя по таблицам может быть и даже 12.5, но на самом верху. У хонды например очень богатые смеси в режиме валилова. Для турбо же в режиме буста необходимо укладываться в рамки 10-12.5, т.е. штатный лямбда-зонд для этого не подходит однозначно, он настроен на 14.7. Для настройки понадобится использовать специальный прибор с широкополосной лямбдой.
И тут вырисовывается основная проблема — как настроить программу? Обычно в штатный мозг залеть или сложно или невозможно. Можно использовать полумеры-обманки, отдельные процессоры заменяющие сигналы основному процессору и таким образом заставляющие его выдавать что надо. В этом случае невозможно настроить все таблицы, запуск, прогрев, переходные какие-то режимы, отсечку и прочее. Да и стоят такие системы порядочно. Популярны для тюнинга иномарок, например при буст-апе или замене валов в ГБЦ.
Но мы то строим двигатель можно сказать с нуля. Поэтому лучше сразу продумать как это все будет управляться.
В России популярным, доступным и достаточно изученным методом является установка Января или Корвета. Эти мозги позволяют рулить многими параметрами, причем прошивка настраивается полностью под конкретный двигатель во всех режимах, все настройки открытые. Есть конечно и другие направления, но они не так распространены, банально можно много времени на их изучение убить недостроив проект, а спросить не у кого.
Для подсчета воздуха у процессора есть 2 направления:
а. ДМРВ считает напрямую пролетевший воздух через трубу, по кол-ву воздуха вычисляется сколько нужно топлива. Часто используется, позволяет точно посчитать воздух. Не надежный часто ломается, забивается, врет. При разрыве патрубков мотор работать не будет. Не любит хлопков и большого давления. При настройке придется по отдельным приборам смотреть давление, чтобы выставить смеси/зажигание на бусте. К тому же предела штатного ДМРВ может не хватить.
б. ДАД показывает давление во впускном коллекторе, кол-во воздуха вычисляется эмпирически через наполнение, объем и поправки по оборотам и пр. Очень удобный для турбо и надежный прибор. Стоит не дорого. Но требует переделки проводки и специального спортивного ПО, штатное с ним работать не будет.

Турбомощность затягивает, приравниваю к тяжелым наркотикам, деньги тратятся очень даже. Начать нужно со стабильного заработка.

Совет: настоятельно не рекомендуем проделывать данную процедуру на своем автомобиле, далеко не каждый автомобиль по своим техническим характеристикам ориентирован на большую мощность двигателя, всё это может привести к необратимым последствиям, а в случае ДТП, к фатальным. Кроме того, цена вопроса — более 3 тыс. у.е.

Наддув без вариантов: почему у атмосферных моторов нет будущего

Летом организаторы международного конкурса «Двигатель года» (International Engine of the Year) назвали лучшие моторы 2016 года. Эксперты оценивали силовые агрегаты по нескольким параметрам: экологичность, динамические характеристики и расход топлива. При этом в тройке лидеров не оказалось ни одного атмосферного агрегата. По результатам голосования победу одержал 3,9-литровый битурбо V8, который устанавливают на Ferrari 488 GTB. На втором месте оказалась гибридная силовая установка BMW i8, в составе которой тоже есть наддувный бензиновый мотор объемом 1,5 литра. Третьим стал шестицилиндровый турбированный двигатель Porsche, которым комплектуют спорткары 911. Повальный переход на турбированные моторы в мировом автопроме происходит отнюдь не для обеспечения высоких показателей мощности. По мнению специалистов НАМИ, все дело в экологических нормах, которые могут привести к исчезновению атмосферных моторов.

С атмосферных двигателей можно снять практически такую же удельную мощность, что и с турбированных. Самым высокопроизводительным безнаддувным мотором на текущий момент остается 4,5-литровый V8 от Ferrari 458 Speciale A, который выдает 605 лошадиных сил. Таким образом, удельная отдача агрегата составляет 134 л.с. с одного литра объема. Для сравнения, с 4,0-литрового V6 TFSI с двумя турбинами (Audi RS6) инженеры сняли 605 л.с. – 151 л.с. с одного литра объема.

В автомобильных двигателях без наддува литровая мощность выше 100 л.с. обеспечивается, в первую очередь, за счет повышения его предельных оборотов (быстроходности), пояснил директор Центра «Энергоустановки» ФГУП «НАМИ» Алексей Теренченко. В качестве примера кандидат технически наук вспомнил мотор мотоцикла Honda CBR400F (145 л.с./1 л), максимальная мощность которого достигается на 12 300 оборотах в минуту. Абсолютные рекордсмены здесь двигатели болидов Формулы-1, с которых снимают по 310 л.с. на 1 л, но уже на 19 000 оборотах.

Влияние на литровую мощность оказывают и другие факторы: степень сжатия, смесеобразование, сгорание. Например, в 1997 г. Alfa Romeo начала устанавливать на седаны 156 двигатели линейки Twin Spark, в которых было по две свечи на цилиндр. Моторы выдавали рекордную для европейского автопрома по тем временам удельную мощность. «Четверка» объемом 1,75 л обеспечивала 144 л.с., а 2,0-литровый мотор – 165 лошадиных сил. У японских брендов двигатели были еще производительнее. Например, в начале 1990-х Honda разработала DOHC i-VTEC объемом 1,6 л, который выдавал 160 лошадиных сил. При этом максимальная мощность достигалась практически на мотоциклетных оборотах – коленвал Honda Civic раскручивался до 8 тыс. оборотов в минуту. Позже на Honda S2000 появилась бензиновая «четверка» объемом 2,0 л с высокой степенью сжатия, которая выдавала 250 л.с. (125 л.с. на 1 л объема). В российском автопроме рекордсменом по удельной мощности является двигатель АвтоВАЗа под индексом 21127, которым комплектуется Lada Vesta (1,6 л, 106 лошадиных сил).

Представитель НАМИ, в свою очередь, пояснил, что все эти факторы, повышающие отдачу мотора, имеют второстепенное значение. «Быстроходность двигателя ограничивает процесс газообмена, для улучшения которого стремятся увеличить число цилиндров, уменьшить отношение хода поршня к диаметру цилиндра, увеличить количество клапанов на цилиндр, повысить пропускную способность выпускной и особенно впускной системы», — уточнил Теренченко.

Автопроизводители и дальше продолжили бы совершенствовать атмосферные моторы, если бы не жесткие экологические нормы, ограничивающие уровень выбросов СО2 в атмосферу. Одним из самых популярных способов для выполнения требований, помимо сокращения веса автомобилей, является уменьшение рабочего объема двигателей. «При уменьшении рабочего объема пропорционально снижается его мощность и, соответственно, ухудшаются ездовые качества автомобиля. Чтобы избежать этого, крутящий момент и мощность двигателя восстанавливают до уровня двигателя большего литража за счет применения турбонаддува», — объяснил кандидат технических наук, добавив, что в обычном режиме такой мотор работает, как малообъемный «атмосферник».

При этом повышение предельных оборотов мотора также позволяет восстановить мощность, однако крутящий момент в этом случае будет низким. Именно по этой причине форсирование двигателя за счет применения турбонаддува более эффективно, чем повышение быстроходности силового агрегата.

При этом, пояснил представитель НАМИ, нет прямой зависимости между форсировкой двигателя при помощи турбины и его надежностью – все зависит от условий эксплуатации. У атмосферных двигателей обратная ситуация: долговечность мотора во многом связана с его литровой мощностью. «С увеличением оборотов и, соответственно, литровой мощности, растут инерционные нагрузки, трение и износ основных деталей, поэтому надежность снижается», — рассказал Алексей Теренченко.

Например, срок службы атмосферного двигателя Формулы-1 равен 1 тыс. км, в то время как на массовых автомобилях эта цифра в среднем составляет 150 тыс. километров. НАМИ также работает над повышением удельной мощности двигателей. По прогнозам разработчиков, реально добиться цифр порядка 125-135 л.с. на 1 л объема за счет применения разных комбинаций новых и традиционных технологий. В том числе, регулируемого клапанного привода, регулируемой степени сжатия, непосредственного впрыска топлива в цилиндры, турбонаддува, гибридизации и электрификации силового агрегата. В моторе будущего флагмана проекта «Кортеж» также предусмотрен целый ряд технических инноваций, но едва ли он будет атмосферным.

Турбирование – реальный прирост мощности!

Турбирование атмосферного или карбюраторного двигателя – популярный вариант тюнинга для иномарок и автомобилей ВАЗ, с помощью которого можно добиться существенной прибавки мощности без замены основного агрегата. Установка турбины – это сложный процесс модернизации двигателя, и далее в статье мы опишем основные изменения и работу с различными типами моторов ВАЗ.

1 Модернизация или установка нового впускного коллектора

Как упоминалось выше, установка турбины на двигатель, где она не предусмотрена конструкцией (особенно актуально для моделей ВАЗ) – трудоемкий процесс, как, например, и установка закиси азота. Для получения максимального эффекта от подобного тюнинга нужно просчитать все возможные теоретические и практические варианты и иметь необходимые детали и инструменты. Полное турбирование лучше доверить специалистам, при проведении работ своими руками даже у самых опытных автовладельцев на определенных этапах возникают трудности.

Похожие статьи

Независимо от модели двигателя, для установки турбокомпрессора необходим специальный впускной коллектор. Для популярных марок автомобилей, особенно в среде любителей тюнинга, существует множество различных комплектов с впускным коллектором, от простых до дорогих моделей. Коллектор – важная часть турбированного двигателя, он служит для сбора отработанных газов, с помощью которых осуществляется запуск турбины, а затем они подаются в выпускную систему.

При выборе или изготовлении впускного коллектора для турбины своими руками необходимо учитывать его геометрию, так как от этого зависит скорость доставки газов и производительность компрессора. Специалисты рекомендуют использовать коллектор с максимально прямолинейной геометрией, это позволит избежать наличия дополнительного сопротивления.

2 Доработка системы подачи воздуха

Важным элементом для работы турбокомпрессора является воздух. Поэтому стандартный воздушный фильтр необходимо заменить спортивными аналогами или увеличить его размеры, как и размеры впускного патрубка. Обычный фильтр будет быстро засоряться, а через небольшой патрубок не будет доставляться необходимое количество воздуха.

Так как турбированная система работает иначе, чем система подачи воздуха в обычном атмосфернике, необходимо рассчитать и создать схему нового расположения трубопровода подачи воздуха, причем сделать это с расчетом избежать резких поворотов. Соединительные патрубки и трубки должны быть намного прочнее заводских, так как при турбировании возникает больше давления, чем при работе обычного двигателя.

Они должны быть изготовлены из прочного и в тоже время эластичного материала (силикон, алюминий), при этом на стыках соединений используются увеличенные и более мощные хомуты, чтобы избежать воздушных потерь. При изготовлении трубопровода своими руками на двигателях различных моделей ВАЗ, чаще всего, используется алюминиевая труба со сварными стыками.

3 Настроенная масляная система – залог правильной работы турбины

Самая распространенная и простая турбина представляет собой деталь с четырьмя большими отверстиями под подключение впуска и выпуска воздуха и выхлопных газов. Помимо этого, на ней есть несколько отверстий для подключения патрубков входа и слива масла. Так как турбина вращается, она потребляет большое количество масла, которое выполняет одновременно и функцию смазки, и функцию охладителя.

Таким образом, при подключении компрессора отверстие турбины соединяется с маслоприемником в двигателе специальным патрубком. Можно приобрести его вместе с комплектами для установки турбины ВАЗ, речь идет о детали под фильтр со специальными фланцами, или изготовить и приварить фланцы своими руками, например, сделать армированный вариант. При соединении сливного отверстия под турбину с двигателем необходимо помнить о том, что масло должно возвращаться в сливной поддон.

После выполнения всех подключений замените или долейте масло в двигатель, заведите машину и дайте ей поработать на холостых оборотах. Так масляный насос успеет прогнать масло в системе и слить его обратно в поддон. Ни в коем случае не нажимайте на газ, иначе турбина будет работать всухую, а это может вывести ее из строя в кратчайшие сроки. Помимо правильного подключения масляной системы, рекомендуется также установка специального маслорадиатора. Он устанавливается несколькими способами (все зависит от модели и конкретного типа турбины, а также мощности двигателя ВАЗ и типа используемого масла). Необходима эта деталь для компенсации излишнего нагрева масла при возникновении контакта внутри турбины.

4 Тюнинг двигателя для установки турбины на ВАЗ

Чтобы эффект от установки турбокомпрессора был достаточным, необходимо снизить степень сжатия в заводских цилиндрах. Этого можно достичь путем их замены или расточки. Кроме того, нужно выточить поршни, скорректировать высоту коленвала. Все эти изменения приводят к увеличению камеры сгорания в объеме, что существенно повышает потенциал турбины и мощность двигателя.

В данном случае речь идет о сложных работах, при которых учитываются даже такие факторы, как расчет излишнего сопротивления вала, степень теплового расширения болтов крепления головки блока цилиндров и другие расчеты, проводить которые стоит, только имея все необходимые знания и опыт. В противном случае можно существенно повысить уровень компрессии в камере сгорания и, как следствие, детонацию, что попросту выведет двигатель из строя.

Кроме механических изменений, на более свежих вариантах мотора ВАЗ (для Калина 2, Гранта или Лада Веста) потребуется провести и программный тюнинг, который включает в себя корректировку фаз газораспределения. Кроме того, потребуется корректировка формулы подаваемой смеси, изменение времени открытия форсунок или их замена, установка буст-контроллера. Все это требует качественного программного вмешательства в работу ЭБУ. Такие изменения невозможно провести для обычного карбюраторного двигателя ВАЗ.

5 Дополнительные изменения и рекомендации

При установке турбины также необходимо иметь новый топливный насос. Это должен быть более мощный и модернизированный вариант, так как заводской не справится с потоком избыточного давления и изменениями в режиме эксплуатации. При полной форсировке мотора с помощью компрессора необходимо установить дополнительное охлаждение, для этого нужно как минимум увеличить площадь радиатора или подвести к турбине дополнительные патрубки охлаждения, в случае наличия на ней специальных отверстий.

Определенные изменения должны быть проведены и в системе выхлопа, а свечи зажигания нужно заменить на спортивные варианты с большим процентом воспламенения.

При турбировании следует помнить, что пропорционально увеличению мощности увеличивается и расход топлива, причем на машинах с максимальными вариантами такого тюнинга расход топлива растет в геометрической прогрессии. Ведь качественно установленный турбонаддув, вкупе с увеличенной камерой сгорания, позволяет двигателю сжигать гораздо больше топлива в момент времени. И конечно, важно понимать, что наддув своими руками устанавливается только на двигатели в хорошем техническом состоянии, с нормальными показателями компрессии, без «ошибок» на диагностике. В противном случае вы только ускорите износ или выход из строя двигателя и сопутствующих систем.