Увеличение объема двигателя


Как увеличить рабочий объем двигателя автомобиля

Дата публикации: 10 октября 2018. Категория: Автотехника.

Любому автовладельцу хотелось бы сделать мощность двигателя более высокой. Простой и действенной мерой улучшения мощностных и динамических показателей автомобиля может стать модификация уже имеющегося в транспортном средстве мотора путем увеличения его объема. Естественно, если в машине установлен 2-х литровый двигатель (или больше), то «добавка» в 100÷200 см³ к его объему не будет заметна. А для автомобилей, оснащенных малолитражными или среднеобъемными бензиновыми атмосферными моторами, подобная модернизация будет весьма ощутимой.

Варианты увеличения рабочего объема

Расчет рабочего объема двигателя достаточно прост. Для стандартного 4-х цилиндрового двигателя он равен V=4×(S×H), где S – площадь поршня («пистона»), H – расстояние, которое он проходит от нижней до верхней мертвой точки (то есть, его ход).

Исходя из этой простой арифметической формулы, логично вытекают три доступных способа повышения объема силового агрегата:

  • увеличиваем S (то есть, растачиваем цилиндры и устанавливаем поршни большего диаметра);
  • изменяем в сторону увеличения H путем установки длинноходного колевала;
  • используем одновременно два вышеописанных метода.

Перечисленные способы имеют не только достоинства, но и недостатки (более подробную информацию о каждом из них на примере очень популярного в свое время двигателя ВАЗ-2103 читайте в разделах ниже).

Расточка цилиндров и замена поршней

О том, что расточка цилиндров и замена поршней необходима, свидетельствует снижение компрессии, увеличенный расход масла и уменьшение мощностных и динамических показателей автомобиля. И если капитального ремонта не избежать, то его лучше совместить с мероприятиями по увеличению объема двигателя. Причем, дополнительных затрат на такой тюнинг не потребуется.

На заметку! Если сборку и разборку силового агрегата вы сможете произвести самостоятельно (естественно, имея соответствующие навыки в проведении таких работ), то саму расточку вы вряд ли сделаете, так как ее проводят с использованием специальных станков на станциях техобслуживания или в ремонтных организациях.

Очень часто завод-изготовитель транспортного средства выпускает и специальные поршни ремонтных размеров, которые можно приобрести в магазинах автозапчастей. Например, для проведения первого ремонта двигателя классического ВАЗ-2103 (стандартный диаметр поршня составляет 76 мм) понадобится изделие Ø=76,4 мм, а для второго уже 76,8 мм. Подобная замена, естественно, не приведет к увеличению объема двигателя. Об этом свидетельствуют следующие расчеты:

V=4×(S×H), где S=π×R² – площадь поршня, R – его радиус, H – ход.

Тогда рабочий объем заводского мотора будет равен: V=4×(3,14×3,8²×8)=1451 см³, а после первого капитального ремонта: V=4×(3,14×3,82²×8)=1466см³. То есть, практически, ничего не поменялось.

Но, если расточить цилиндры под установку поршней от ВАЗ-21011, которые имеют больший диаметр (79 мм), то получаем двигатель с рабочим объемом: V=4×(3,14×3,95²×8)=1568 см³. То есть, увеличение составляет более чем 100 см³ (а это уже дает существенный прирост мощности – дополнительные 4÷5 лс).

Важно! Растачивать же блок двигателя от ВАЗ-2103 до размеров поршней с Ø=82 мм нельзя, так как это приведет к критическому снижению толщины стенок цилиндров.

Замена коленвала

При минимальном износе поршней и внутренних поверхностей стенок цилиндров объем мотора можно увеличить за счет замены заводского коленвала на более длинноходный. Чтобы осуществить подобную модернизацию придется либо приобрести новые шатуны (более короткие), либо установить специальные «пистоны» с крепежными отверстиями под пальцы, смещенными вверх (так как ход «пистонов» увеличится). В первом случае, из-за увеличения угла перекладки шатунов, усилится давление поршней на внутренние поверхности стенок цилиндров, что приведет к уменьшению ресурса всей конструкции двигателя. Во втором случае снизится надежность самих «пистонов», так как их верхние части имеют меньшую толщину (по сравнению со стандартными) и велика вероятность их прогорания.

На заметку! Некоторые компании по производству запчастей предлагают готовые наборы для проведения такого тюнинга моторов.

Возвращаемся к нашему ВАЗ-2103. Если оставить заводские поршни (Ø=76 мм) и установить коленвал ВАЗ-2130 (с величиной хода H=84 мм), то рабочий объем модифицированного двигателя составит: V=4×(3,14×3,8²×8,4)=1524 см³. Получается, что при такой модернизации увеличение объема составит всего лишь около 70 см³, а значит и прирост мощности будет незначительным. К тому же менять «неизношенную» поршневую исправно работающего двигателя на новый коленвал и поршни (а иногда и более короткие шатуны) довольно затратно. Однако, учитывая то, что при таком методе не требуется расточка цилиндров (то есть, отпадает необходимость обращаться за услугами в специализированные мастерские), такой способ находит достаточное количество «поклонников», так как все работы можно осуществить самостоятельно.

Комплексный метод

Третий способ увеличения объема мотора сочетает в себе оба вышеописанных метода. Естественно, при комплексном подходе (расточив блок цилиндров и установив длинноходный колевал) владелец сможет получить максимальный прирост объема двигателя, и, как следствие, значительное увеличение его мощности.

Например, если расточить цилиндры ВАЗ-2103 под установку поршней ВАЗ-21011 (Ø=79 мм) и установить коленвал ВАЗ-2130 (с величиной хода 84 мм), то рабочий объем модернизированного силового агрегата составит: V=4×(3,14×3,95²×8,4)=1646 см³.

То есть, при комплексном подходе удается увеличить рабочий объем заводского двигателя почти на 200 см³ (а это уже 10 дополнительных «лошадок» под капотом автомобиля). И хотя такой метод является наиболее дорогостоящим, он принесет владельцу транспортного средства ощутимые результаты (как в увеличении мощности, так и в улучшении динамики езды).

Выводы

Если вы решили увеличить рабочий объем двигателя вашего автомобиля с помощью одного из предложенных способов, то следует помнить о некоторых моментах тюнинга подобного рода:

  • Двигатель станет более «прожорливым» (то есть, расход топлива в любом случае увеличится).
  • Растачивая цилиндры под максимально возможный диаметр поршней, вы заведомо соглашаетесь с тем, что проведенная модернизация автоматически становится последним капитальным ремонтом силового агрегата вашего автомобиля.
  • Увеличение мощностных показателей требует повышенного внимания к исправности тормозной системы.
  • После изменения рабочего объема может понадобиться перенастройка системы впуска/выпуска (так как изначально она была оптимизирована под меньший объем).
  • Приступать к увеличению объема двигателя следует только после того, как вы убедились, что в продаже имеются все необходимые детали (поршни, кольца, шатуны или коленвал) для вашего конкретного двигателя.

На заметку! Для проведения предварительных расчетов увеличения объема двигателя можно воспользоваться он-лайн калькуляторами. Подставив в нужные «окна» все технические характеристики деталей, которые вы планируете установить (а именно ход и диаметр поршня, длину шатуна, толщину прокладки, количество цилиндров и так далее), вы не только получите величину рабочего объема модернизированного двигателя, но и степень его сжатия.

Мощности двигателей современных автомобилей можно увеличить и другими способами (например, с помощью ЧИП-тюнинга или установки так называемых спортивных распредвалов). Поэтому прежде чем повышать рабочий объем, следует внимательно ознакомиться со всей информацией касательно этого вопроса в отношении вашего конкретного двигателя. И только после этого следует выбрать наиболее приемлемый вариант.

Page 2

Дата публикации: 04 августа 2016. Категория: Автотехника.

Владельцам пикапов и микроавтобусов не приходится думать о том, как перевозить крупногабаритные вещи, так как даже мебель можно без проблем транспортировать в салоне или багажнике такого АТС. Но что же делать тем, кто ездит на легковушке? Несомненно, можно установить дополнительный багажный отсек на крышу автомобиля, но иногда этого бывает недостаточно, либо груз отличается слишком большим весом. В этом случае лучшим выбором становится прицеп, который фиксируется благодаря специальному устройству – фаркопу.

Что такое фаркоп

Фаркоп, фото которого представлено ниже, это специальное тягово-сцепное устройство (ТСУ), которое используется при буксировке легковых прицепов. Конструкция этого изделия отличается в зависимости от конкретного автомобиля, но она чаще всего включает в себя поперечину и шаровой узел. Первый элемент крепится к специальному отверстию в кузове или раме машины. Шаровой узел обычно закрепляется на балке.

Чаще всего фаркопы используются для буксировки различных прицепов, включая грузовые и жилые модели. Некоторые водители используют это приспособление чтобы защитить авто от удара сзади, предполагая что в случае ДТП фаркоп примет на себя основной удар. Однако это мнение ошибочно, ведь в случае такого происшествия, кузов повредится куда больше. Именно поэтому в большинстве стран использовать фаркоп без прицепа запрещено.

Полезно! Чтобы избежать неприятностей рекомендуется устанавливать съемный фаркоп.

Если говорить о типах тяговых устройств, то их отличают по многим параметрам, рассмотрим их подробнее.

Основные виды фаркопов

Выбирая фаркопы на иномарки или для отечественных авто, стоит учитывать отличия этих изделий.

По типу крепления тяговые изделия бывают:

  • Фиксированными. Это несъемные модели.
  • Съемными. Такие фаркопы почти нечем не отличаются от фиксированных, но их можно снимать в любое время. Некоторые модели пикапов-внедорожников комплектуются такими изделиями на заводе производителя.
  • Фланцевыми. Это приборы, крепящиеся на специальной площадке, на задней части авто, либо они фиксируются 2-4 болтами. Устройства этого типа также можно снимать при необходимости. Фланцевые модели используются для перевозки габаритных и тяжелых грузов.

Полезно! Фланцевые фаркопы подходят далеко не для каждого автомобиля, так как АТС должно быть оснащено специальной рамной конструкцией.

Также ТСУ отличаются по типу шара, который может быть одной из нескольких категорий:

  • Категория «А» встречается на автомобилях чаще всего. Шары этого типа быстро снимаются, для этого достаточно лишь открутить несколько болтов. Такие фаркопы отличаются надежностью и практичностью. Шар выдерживает нагрузку в 150 кг и перевозит прицепы весом до 1500 кг. Также такие ТСУ часто называют малыми тяговыми устройствами.
  • Шар типа «Н» не так надежен и стоит почти в два раза дешевле изделий категории «А». По весу такой фаркоп имеет такие же ограничения, как и в первом случае.
  • Категории «F» и «G» - это практически одинаковые устройства, которые отличаются по типу регулировки. Изделия «F» крепятся в двух положениях по отношению к основанию, благодаря чему вы можете без проблем менять уровень ТСУ. Шары типа «G» регулируются только в том случае, если конструкция крепления оснащена более чем 6 отверстиями для фиксации. Такие фаркопы также называются большими, так как они устанавливаются на большие внедорожники для перевозки груза весом до 3,5 тонн.
  • Шары категории «V» не регулируются по высоте, так как в них недостаточно необходимых отверстий. Грузоподъемность такого изделия составляет 2,5 тонны, поэтому устройства этого типа также называются средними ТСУ. Они чаще используются для внедорожников и кроссоверов.

Также сегодня встречаются комбинированные типы и шары BMA, которые легко снимаются. Однако их стоимость в разы выше. Самыми дорогими считаются фаркопы, которые убираются в бампер, но они подходят только для машин американского производства, в которых предусмотрены специальные крепления.

При выборе ТСУ следует обращать внимание на разъем устройства.

Что такое розетка для фаркопа

Если вы крепите на фаркоп прицеп, важно учитывать то, что на нем есть своя электрическая проводка, отвечающая за работу габаритных огней и поворотников, которые подключаются в бортовой системе машины. В свою очередь автомобиль оснащен своей проводкой, а специальный разъем для ТСУ или розетка для фаркопа позволяет связать машину и прицеп.

Чтобы произвести подключение правильно, необходимо соединить одноименные цепи, используя схему их разводки.

Розетка может быть подключена:

  • Штатно, то есть через специальный разъем на машине, в который выведены сигналы. Распиновку для такого подключения можно найти в руководстве АТС. В этом случае вам не придется производить манипуляции с электрикой, поэтому этот вариант считается лучшим.
  • Универсально. Такой метод применяется, когда нет возможности подключиться штатно. Например, если на машине нет сложной б/с, то электрику приходится подключать напрямую к существующим сигнальным цепям. Для этого проводка, идущая с разъема, соединяется с электрическими цепями, расположенными на задних фонарях.

Иногда разъемы на прицепе и машине не подходят друг другу, в этом случае используются специальные переходники.

В заключении

Безусловно, фаркоп – это полезное устройство, которое незаменимо для тех, кто любит путешествовать. Этот прибор, стоимостью от 2 000 рублей, позволит перевозить прицепы весом до 3 500 кг на большие расстояния, без вреда для кузова автомобиля.

avto-moto-shtuchki.ru

Можно ли увеличить объем двигателя?

Статья о том, как можно увеличить объем двигателя: расточка цилиндров, замена поршней, монтаж коленвала. В конце статьи — видео о переделке двигателя ВАЗ с 1,5 в 1,6.Содержание статьи:Можно ли как-то увеличить объем и мощность двигателя? Автомобилисты задались этим вопросом еще много лет назад. В результате было придумано несколько способов, позволяющих увеличить объем и, следовательно, мощность мотора. Об этих способах и их преимуществах и будет рассказано далее.Рассчитать рабочий объем мотора несложно — он зависит от величины хода поршня (расстояние, которое он проходит от верхней мертвой точки к нижней) и площади самого поршня. Следовательно, зная это, можно прийти к выводу, что рабочий объема можно увеличить тремя способами:
  • расточка цилиндров двигателя с целью установки поршней большего диаметра;
  • увеличение хода поршня при помощи коленчатого вала с большим ходом;
  • применение обоих методов.
Силовая установка имеет свою долговечность и иногда требует капитального ремонта. Если компрессия мотора снижается, увеличивается расход масла, а сам двигатель теряет свои мощностные и динамические характеристики, это говорит о необходимости проведения капитального ремонта силовой установки. И во время этого ремонта целесообразно будет расточить цилиндры с последующей установкой поршней больших диаметров.

Не рекомендуется производить расточку самостоятельно, даже если вы сможете сами произвести разборку силового агрегата. Расточку следует доверить специалистам станций техобслуживания, которые при помощи специального оборудования смогут провести качественные работы по увеличению рабочего объема двигателя.

В некоторых случаях производитель автомобиля поставляет на рынок поршни больших диаметров, которые нетрудно будет приобрести в магазинах. Однако разница в диаметрах там минимальна, что не приведет к значительному увеличению объема двигателя. Поэтому целесообразнее будет найти детали с большим диаметром данного производителя, но для других моделей автомобиля.

К примеру, можно произвести расточку цилиндров с последующей установкой поршней от автомобиля ВАЗ-21011 на ВАЗ-2103 (имеем диаметры цилиндров 79 и 76 мм, соответственно), что позволяет увеличить объем силовой установки почти на 0,1 литра. А это свидетельствует о повышении мощности в 5 л.с.

Если внутренние стенки цилиндров и поршни изношены минимально, работы по расточке проводить нецелесообразно. Объем в данной ситуации увеличивается при помощи монтажа длинноходного коленвала. Подобный тюнинг становится возможным лишь:
  • при установке шатунов меньшего размера;
  • при применении поршней с отверстием под поршневой палец, которое смещено несколько вверх.
У первого способа есть недостатки в виде усиления давления поршней на стенки цилиндров, что автоматически приводит к скорейшему износу силового агрегата. Во втором случае велика вероятность снижения надежности самих поршней с последующим прогоранием, поскольку толщина металла в верхней части значительно меньше.

Увеличение объема двигателя путем замены коленчатого вала составит примерно 0,07-0,08 литра. Не самый внушительный показатель, учитывая, что шатунно-поршневая группа после замены подвержена скорейшему износу.

Тем не менее, работы по расточке производить не потребуется, а это значит, что и затраты на повышение мощности мотора будут минимальны, поскольку заменить коленвал можно и самостоятельно. Поэтому у данного способа находится множество последователей.Конечно, применение сразу двух вышеописанных методов позволяет получить максимальное повышение объема автомобильного мотора. Мощность также увеличивается на 9-10 л.с.

Расточка цилиндров с последующей заменой поршней с диаметра 76 мм на диаметр 79 мм и установка коленвала с длиной хода в 84 мм позволяет повысить объем примерно на 0,2 л.

Безусловно, применение обоих способов будет дорогостоящим, однако это позволяет достигнуть максимальных результатов в виде увеличенной мощности и лучшей динамики разгона.

Итак, вы решили повысить рабочий объем своего мотора. Рекомендуем ознакомиться с некоторыми последствиями этой процедуры:

  • значительно возрастет расход топлива;
  • проведение расточки цилиндров под максимально допустимый производителем диаметр становится последней операцией в капитальном ремонте двигателя, поскольку после нее отремонтировать силовую установку уже не получится;
  • значительное увеличение мощности мотора повышает нагрузку на тормозную систему;
  • увеличение объема потребует перенастройки системы впуска и выпуска, поскольку производителем ее работа рассчитывается с меньшими мощностями.
Желательно начинать работы по увеличению мощности лишь после приобретения необходимых запчастей (длинноходный коленвал, новые поршни и т.д.), предназначенных специально для вашей машины.Повышение рабочего объема силовой установки нельзя назвать сложной операцией. Однако она требует предварительного детального изучения, поскольку у каждого двигателя имеются свои особенности. И уже на основании полученной информации следует выбирать способ, который поможет повысить мощностные характеристики двигателя вашего автомобиля.

Видео о переделке двигателя ВАЗ с 1,5 в 1,6:

Теги

Авторемонт Статья о том, как можно увеличить объем двигателя: расточка цилиндров, замена поршней, монтаж коленвала. В конце статьи — видео о переделке двигателя ВАЗ с 1,5 в 1,6.

Интересные статьи:

fastmb.ru

Увеличение рабочего объёма двигателя

Увеличение рабочего объема — наиболее радикальный способ увеличения мощностных показателей двигателя.

Рабочий объем определяется количеством цилиндров, их диаметром и величиной перемещения (ходом) поршня. Поскольку количество цилиндров — величина неизменная, варьировать можно только два последних параметра.

Диаметр цилиндра определяется конструкцией двигателя. Для его увеличения в двигателях с чугунными блоками цилиндров (F3R и ВАЗ) применяется расточка блока цилиндров для установки поршней большего диаметра с последующим хонингованием (нанесением микронеровностей) для задержки масляной пленки на рабочей поверхности стенки цилиндра. Наиболее просто изменение рабочего объема осуществляется в двигателях с алюминиевым блоком цилиндров и вставными мокрыми гильзами (двигатель УЗАМ). В этом случае для изменения диаметра цилиндра используют соответствующие новые гильзы, имеющиеся в ассортименте. Следует иметь в виду, что посадочный диаметр гильз для двигателя УЗАМ имеет различные типоразмеры — для двигателей УЗАМ-412 и УЗАМ-331.10 рабочим объемом 1.5 л применялись гильзы внутреннего диаметра 82 мм с посадочным диаметром 89 мм, а для двигателей УЗАМ большего рабочего объема — гильзы с посадочным диаметром 92 мм. Для установки гильз внутренним диаметром 85 мм в стандартный блок 1.5 л можно проточить наружный диаметр посадочной части гильзы до 89 мм; в продаже также встречаются уже проточенные гильзы внутренним диаметром 85 мм под блок цилиндров 1.5. Установить в такой блок без его доработки гильзы внутренним диаметром 88 мм невозможно, т.к. толщина стенки получается всего 0,5 мм. Однако можно расточить блок цилиндров 1.5 л под установку гильз с посадочным диаметром 92 мм, но это требует применения сложного специального оборудования. Блоки же цилиндров рабочим объемом более 1.5 л имеют посадочные места под гильзы диаметром 92 мм, поэтому в них можно установить гильзы как с внутренним диаметром 85 мм, так и с внутренним диаметром 88 мм.

Необходимо иметь в виду, что до 1992 г. блоки цилиндров УЗАМ для двигателей с рабочим объемом 1.5 л выпускались для установки гильз с посадочным диаметром 89 мм и уплотнительной медной прокладкой между гильзой и головкой блока цилиндров. Позже эти прокладки были исключены во избежание коррозии в этом месте вследствие образования гальванической пары на участке силумин-медь-чугун, а блок цилиндров стал выполняться с более высокой посадкой под гильзы на величину толщины этих прокладок. Поэтому при установке проточенных гильз в блоки цилиндров УЗАМ, выпущенных до 1992 г., необходимо также установить медные прокладки. В любом случае необходимо проконтролировать выступание гильз из блока на соответствие заданным параметерам.

Для увеличения хода поршня в цилиндре применяют измененный коленчатый вал с увеличенным радиусом кривошипа. Существует большой выбор коленчатых валов для двигателей ВАЗ и УЗАМ, как стандартных, так и изготавливаемых тюнинговыми фирмами. Для двигателей УЗАМ выпускаются стандартные стальные коленчатые валы с радиусами кривошипа 35, 37.5 и 40 мм, обеспечивающие ход поршня соответственно 70, 75 и 80 мм. Фирма «Автотехнология» изготавливает коленчатые валы из высокопрочного чугуна ВЧ-70 с радиусом кривошипа 42.5 мм для двигателей УЗАМ, обеспечивающий ход поршня 85 мм. Эта величина хода поршня для данного двигателя является предельной, т.к. при больших его значениях нагрузки при перекладке поршня превышают допустимые.

При значительном форсировании двигателей УЗАМ применяют гильзы и поршни от автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-3110, предварительно расточив посадочное отверстие в блоке цилиндров под гильзу. При использовании гильз такого большого диаметра необходимо выполнить доработку ГБЦ, заключающуюся в упрочнении каналов в местах сопряжения гильзы с ГБЦ посредством их частичной заварки.

Ниже показаны примеры комбинаций диаметра цилиндра камеры сгорания и хода поршня для различных двигателей УЗАМ и их рабочий объем. В скобках показаны индексы названия двигателей, если двигатели в такой комбинации выпускались.

ВАРИАНТЫ КОМПОНОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ УЗАМ

Диаметр цилиндра, мм

Ход поршня,мм

70

75

80

85

82

1479 (УЗАМ-412, 331.10)

1584 (УЗАМ-0102)

1649

1861

85

1589

1702 (УЗАМ-3317)

1816 (УЗАМ-3313,3318)

1929

88

1703 (УЗАМ-327)

1825

1946 (УЗАМ-248, 3320)

2068

92*

1861

1994

2127

2260

* применение поршней диаметром 92 мм требует серьезной доработки конструкции головки блока цилиндров

Двигатели ВАЗ выпускаются рабочим объемом 1.3, 1.5, 1.6, 1.7 и 1.8. Серийно на автомобилях «Москвич» применялись двигатели ВАЗ с рабочим объемом 1.6 (2106) и 1.8 (2130).

ВАРИАНТЫ КОМПОНОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВАЗ

Модель двигателя

2106

21213

2130

21203

рабочий объем

1568

1689

1774

1985

диаметр цилиндра

79

82

82

82

ход поршня

80

80

84

94

Увеличение рабочего объема двигателей ВАЗ за счет увеличения диаметра цилиндра трудно реализуемо в связи с близостью каналов системы охлаждения к стенкам чугунного блока цилиндров.

При выборе конфигрурации двигателя в процессе увеличения его рабочего объема выбирают между «длинноходным» и «короткоходным» вариантами, определяющими, какой из параметров — ход поршня ( «длинноходный» вариант) или диаметр цилиндра ( «короткоходный» вариант) преимущественно будет увеличиваться. При этом не следует забывать, что рабочий объем двигателя влияет не только на величину максимальной мощности, но и на то, при каких оборотах будут получены максимальные значения мощности и крутящего момента. В общем случае, при увеличении хода поршня максимальные значения мощности и крутящего момента достигаются при меньших значениях оборотов двигателя. К тому же, более «длинноходный» двигатель обеспечивает меньшее значение максимальной мощности, но большее значение крутящего момента по сравнению с «короткоходным». «Короткоходные» двигатели при этом достигают максимальной мощности при более высоких оборотах и при том же рабочем объеме развивают большую мощность, но почти всегда это сопровождается меньшими значениями крутящего момента на низких оборотах [19].

В разное время преобладали различные тенденции при увеличении рабочего объема двигателей. Так, в 70-х годах был разработан и прошел полный цикл испытаний «короткоходный» двигатель УЗАМ-327 рабочим объемом 1.7 л. По ряду причин этот двигатель не был запущен в производство, а позже появился более «длинноходный» вариант двигателя с рабочим объемом 1.7 с индексом 3317, выпускавшийся с двумя вариантами поршней — первоначально с поршнями, имеющими клиновидную поверхность без проточек и уникальной головкой блока цилиндров, а позже — с поршнями с поверхностью в форме усеченных конусов с проточками под клапана, рассчитанный на унифицированную головку блока цилиндров. Конструкция поршней в этих разновидностях двигателя невзаимозаменяема и поршни старой конструкции могут использоваться только с уникальной головкой блока цилиндров и не могут использоваться с унифицированной головкой.

Выбор поршней при форсировании двигателя

В случае увеличения рабочего объема двигателя с получением «стандартных» вариантов (например, при переходе на следующий уровень двигателей УЗАМ) есть возможность использования стандартных поршней. Разновес поршней в одном двигателе не должен превышать 3 г, стандартные поршни подразделяются на 4 весовых группы, номер которой выбит на днище поршня. Для поршней, поставляемых в з/ч, вместо номера группы указывается непосредственно масса поршня в граммах.

Однако для реализации нестандартных вариантов встает вопрос изготовления нестандартных поршней. Обычно такие поршни изготавливают специализированные фирмы (например, фирма «Автотехнология») методом ковки или изотермической штамповки. При этом выбирают между стандартными (литыми) и штампованными поршнями. Бытует мнение о неоспоримых преимуществах кованых поршней, однако это не совсем так.

В стандартных и умеренно-форсированных двигателях литые поршни обеспечивают большую мощность, чем кованые [19]. Происходит это по следующим причинам:

— литые поршни имеют имеют меньший износ канавок для поршневых колец и очень малую теплопроводность, оставляя больше тепла в камере сгорания, что улучшает термический КПД двигателя;

— литые поршни обеспечивают меньший зазор в цилиндре и обеспечивают более стабильное положение поршневых колец;

— литые поршни в большинстве случаев легче кованых;

— литые поршни имеют существенно меньшую стоимость.

Для двигателей повседневного применения литые поршни более предпочтительны. Лишь при работе двигателя постоянно при высоких нагрузках и повышенной температуре предпочтительнее использование кованых поршней [19]. Если удельная мощность и другие особенности конструкции двигателя, например, уникальный размер, форма или положение относительно поршневого пальца, требуют применения кованого поршня, необходимо обеспечить требуемый рабочий зазор между поршнем и стенкой цилиндра, что для кованых поршней является технически непростой задачей в связи с тем, что зачастую кованые поршни изготавливаются из сплавов с высоким коэффициентом термического расширения. Такие поршни будут обладать стабильными характеристиками при высоких температурах и больших оборотах, но в обычном режиме движения их показатели невысоки — поршни, имеющие большие зазары между поршнем и стенками цилиндра в холодном двигателе, отрицательно влияют на топливную экономичность и увеличивают расход масла и токсичность выхлопных газов [19].

При выборе поршня необходимо обеспечить возможно меньший зазор у его юбки при всех, а не только «щадящих» условиях эксплуатации. Чем больше термическая стабильность сплава материала поршня, тем меньше поршень будет расширяться при нагревании и тем меньше будет минимально гарантированный зазор между поршнем и стенкой цилиндра.

Для продления срока службы поршней иногда применяют их покрытие специальными материалами — твердыми молекулярными покрытиями или керамикой. Получение твердого молекулярного покрытия подобно процессу металлизации. Такие покрытия имеют очень жесткую поверхность, которая хорошо отражает тепло. Керамика же поглощает тепло, но только в слоях, близких к поверхности. Эти слои в конечном счете действуют как очень эффективные изоляторы, удерживая тепло и предотвращая его проникновение в материал поршня. Нанесение керамического покрытия на верхнюю часть поршня предотвращает поглощение тепла головкой поршня. Непоглощенное тепло удерживается в камере сгорания и увеличивает давление газов, повышая термический КПД двигателя. Покрытие днища поршня способствует увеличению мощности двигателя на 4-8% [19]. Кроме того, головка поршня с покрытием намного меньше чуствительна к тепловыделению, вызванному детонацией.

Немаловажное значение имеет также форма поршня. Поршни с плоским днищем обеспечивают лучший фронт пламени в камере сгорания, чем поршни с выпуклым или вогнутым днищем.

Подбор поршневых колец

Особое внимание следует уделить подбору поршневых колец для форсируемого двигателя. Общим направлением в конструкциях высококачественных поршней является использование узких поршневых колец. Считается, что тонкое кольцо предотвращает вибрацию колец на высоких оборотах и уменьшает трение в цилиндре. Однако при этом тонкие кольца вследствие меньшей поверхности соприкосновения со стенкой цилиндра оказывают на стенки большее давление, такие кольца вызывают ускоренный износ цилиндров и самих колец. Поэтому если двигатель не используется преимущественно при оборотах более 6000 1/мин, предпочтительнее использовать широкие кольца. Практически улучшение характеристик двигателя при использовании тонких колец столь невелико, что может быть обнаружено только на испытательном стенде или при большом количестве испытательных заездов [19].

При изготовлении поршней важно также положение поршневых колец в поршне, особенно положение верхнего кольца. Если верхнее кольцо расположено высоко на поршне около его верхней части, характеристики двигателя будут лучшими вследствие того, что меньший объем недоступных газов будет захвачен в перемычке между кольцами. Однако если кольцо расположено слишком близко к верхней части поршня, то тонкая перемычка над канавкой кольца может перегреться и разрушиться, так как верхнее поршневое кольцо и перемычка над ним работают в очень жестких условиях. Верхнее кольцо не только должно обеспечивать качественное уплотнение у рабочих поверхностей при очень высоких температурах, но и работает в окружении высокотемпературных газов, сохраняя свою упругость и хорошее уплотнение, что определяет технологию производства и металлургические особенности колец [19].

Материал кольца должен иметь низкий коэффициент трения, хорошие характеристики против заедания и низкий коэффициент износа. Одним из первых эффективных материалов, используемых для поршневых колец, был ковкий чугун. Он хорошо сочетается с характеристиками чугуна, используемого в блоке цилиндров, а его пористая структура хорошо удерживает масло, уменьшая износ. Широко также применяется его разновидность — пластичный чугун, обладающий большинством качеств чугуна и кроме того может гнуться, что упрощает установку колец.

В форсированных двигателях применяются более сложные по конструкции кольца. Первоначально на чугунные кольца наносился слой хрома, помогающий противостоять истиранию и заеданию даже при очень высоких температурах и больших давлениях, к тому же обеспечивающий очень высокую износоустойчивость. Недостатком хромированных колец является их очень высокая твердость — необходимо очень точно выдержать размеры цилиндра для нормальной работы таких колец. Позже стали применять кольца из нержавеющей стали — в этот материал входит большое количество хрома, поэтому кольца из нержавеющей стали обладают большинством свойств хромированных чугунных колец [19]. Нержавеющая сталь противостоит высокой температуре лучше, чм хромированный чугун.

Для увеличения срока службы колец и обеспечения их быстрой приработки появились молибденовые кольца — кольцо с основой из чугуна с молибденовым покрытием. Молибден обладает противоизносными слоями хрома и зачастую превосходит их, эти кольца долговечнее, легко прирабатываются, более надежны. В настоящее время молибденовые кольца наиболее широко применяются в форсированных двигателях.

Существуют также керамические поршневые кольца из твердого и износостойкого неметаллического материала, однако их применение в двигателях пока сталкивается с трудностями сопряжения таких колец со стенками цилиндра, эта технология в настоящий момент находится в стадии развития.

Кроме материала поршневого кольца важное значение имеет его конструкция. Например, кольцо может иметь преднамеренное небольшое перекручивание, т.е. верхняя и нижняя поверхности кольца не лежат плоско в канавке, а слегка наклонены, и только верхний или нижний край рабочей поверхности кольца контактирует с отверстием цилиндра. Кольца сконструированы таким образом, чтобы ускорить приработку поверхностей поршневых колец и стенок цилиндров и помогать уплотнению кольца в верхней и нижней частях канавки. Величина перекручивания кольца очень незначительна и обычно получается путем стачивания фаски на внутреннем крае кольца. Фаска уменьшает небольшие напряжения вдоль внутреннего края и позволяет кольцу неравномерно ослабиться, приводя к его незначительной деформации, вызывающей требуемое перекручивание [19].

Для улучшения уплотнения цилиндров от повышенного давления газов также применяют сверление в верхней части поршня ряда очень мелких отверстий, доходящих до внутренней части канавки верхнего компрессионного кольца. Когда в цилиндре появляется давление, газы проходят через эти каналы и прижимают верхнее компрессионное кольцо к стенке цилиндра, обеспечивая очень хорошее уплотнение, но увеличивая износ цилиндра в его верхней части. Однако при этом весьма значительно увеличивается трение колец о стенки цилиндра, что приводит к дополнительным потерям.

Второе компрессионное кольцо обеспечивает дополнительное уплотнение для газов, прошедших через верхнее кольцо, поэтому их рабочие давление и температура существенно меньше, и, как следствие, требования к материалам их изготовления существенно ниже. Однако второе кольцо имеет важную дополнительную функцию — помогает маслосъемному кольцу, действуя как «скребок», предотвращая попадание масла в камеру сгорания и возникновение детонации. Иногда эти кольца спесиально делают скошенными, так, чтобы скос был меньше у верхнего края кольца, что помогает работе маслосъемного кольца — такое кольцо будет двигаться поверх масла при движении поршня вверх и будет удалять его при движении вниз.

Нередко применяют вторые компрессионные кольца без зазора, точнее — с очень маленьким зазором — при их использовании двигатель быстрее прирабатывается и выдает несколько большую мощность, так как предотвращает потери мощности за счет уменьшения прорыва картерных газов [19].

Важное значение также имеет конструкция маслосъемного кольца. Моторное масло, остающееся в камере сгорания, уменьшает октановое число топлива, что может приводить к детонации, а также приводит к образованию нагара в камере сгорания и на днище поршня, что вызывает снижение мощности двигателя. Хорошее маслосъемное кольцо поддерживает свои верхнюю и нижнюю кромки центральным разделителем. В дешевых кольцах используются волнообразные разделители верхней и нижней кромок, однако это не обеспечивает правильного положения кромок — при увеличении оборотов двигателя силы инерции стремятся распрямить волнообразный разделитель и кольцо вкручивается внутрь канавки, а масло проходит поверх кромок.

Подбор шатунов

Обычно при форсировании двигателя используют стандартные для данной модели двигателя шатуны. Однако необходимо оценить их состояние. Разновес шатунов в одном двигателе не должен превышать 4 г, излишки металла следует удалить. Для этого на шатуне имеются большие балансировочные подушки на обеих концах шатуна. Желательно добиться минимально возможной массы всех шатунов, удаляя металл с этих подушек и постоянно при этом производя его взвешивание.

Изогнутые и даже незначительно деформированные шатуны будут уменьшать мощность двигателя, т.к. они держат поршень под углом, увеличивая трение. Разумеется, обязательно должно быть проверено совмещение шатунов перед сборкой двигателя, а также размер большого отверстия шатуна — если шатун подвергался повышенным нагрузкам или детонации, отверстие в головке шатуна может быть деформировано или увеличено. Также следует проверить шатуны на наличие трещин.

Если двигатель предполагается эксплуатировать на высоких оборотах, то лучше подобрать шатуны с отверстием большого конца таким, чтобы оно укладывалось в нижний предел допуска, что увеличивает сжатие шатунного подшипника.

Необходимо также обратить внимание на болты шатунов — если эти болты растянулись под нагрузкой, то это ослабит зажим и может привести к проворачиванию вкладышей. Если при разборке двигателя обнаружено, что вкладыши проворачивались, не следует повторно использовать этот шатун.

Дата публикации: 17.10.2007

azlk-team.ru

Увеличение объема двигателя автомобиля

Увеличение объема двигателя - простой способ поднять крутящий момент и мощность автомобиля. Существует несколько вариантов, о которых расскажем ниже.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

АВТОВАЗ комплектует моторы шатуном 121 мм - он обеспечивает R/S = 1.7, но для «тюнинга» используется коленвал с большим радиусом кривошипа. Шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «спортивных» запчастей существуют шатуны с большей длинной – 129, 132 мм.

amastercar.ru

Доступные способы увеличения объема двигателя

Весьма распространенной процедурой по улучшению характеристик автомобиля, является увеличение рабочего объема двигателя, с целью его форсирования. Для этого существует несколько вариантов:

  • можно заменить коленчатый вал, установив другой, с большим ходом;
  • расточить блок цилиндров, тем самым увеличив их диаметр;
  • сделав то и другое одновременно.

Целесообразней делать увеличение объема двигателя тогда, когда износ блока требует перехода на ремонтный диаметр. Тем самым можно убить двух зайцев — и характеристики улучшить, и ремонт произвести.

Замена коленчатого вала

Верхняя и нижняя мертвые точки поршня определяют рабочий объем цилиндра. Если заменить штатный коленвал на другой, с большим ходом поршня — получим увеличение объема. Коленвал, для двигателей ВАЗ семейства 21083, бывает с ходом поршня:

  1. 60,6;
  2. 71;
  3. 74,8;
  4. 75,6;
  5. 78;
  6. 80;
  7. 84.

Стандартный ход поршня на двигателе ВАЗ 21083 составляет 71 мм. Самый распространенный способ увеличить рабочий объем до 1600 см3 — это установка коленвала с ходом 74,8 либо 75,6. Увеличивая ход поршня, так же необходимо заменить, либо существенно доработать имеющиеся. Здесь тоже существует несколько способов решения проблемы. Можно установить поршни со смещенным отверстием под палец, либо же использовать более короткие шатуны. Наиболее распространены варианты с установкой специальных кованых поршней под выбранный коленвал, либо снятие излишков металла с имеющихся цилиндров. Из минусов можно отметить быстрый износ шатунно-поршневой группы. Происходит это в силу того, что из-за увеличения хода поршней меняются углы работы шатуна, а значит, возрастает боковое давление на стенки цилиндра.

Еще стоит добавить, что на больших оборотах, штатные впускная и выпускная системы, не смогут справляться в полной мере. Наполнение цилиндров станет затруднительным, что неизбежно повлечет за собой потерю мощности. Данный недостаток с легкостью можно отнести и к следующему способу увеличения рабочего объема двигателя.

Расточка блока цилиндров

Это вариант подразумевает расширение диаметра цилиндров, и установку поршней большего диаметра, что в свою очередь так же увеличивает рабочий объем. Любой капитальный ремонт, своего рода небольшой тюнинг, в сторону увеличения объема. При правильном подходе, и руках растущих из нужного места, их можно расточить до 84 мм. Дальнейшая расточка опасна, могут выйти дефекты литья, и тогда можно отправляться за новым блоком. Но здесь тоже есть ограничения и минусы. Значительное уменьшение толщины стенок цилиндров, в любом случае приведет пусть к небольшому, но снижению ресурса блока цилиндров. Так же увеличивается термонагрузка, проще говоря, тонкие стенки будут нагреваться куда быстрее.

Расточка блока и замена коленвала

Это вариант включает в себя оба перечисленных выше, и позволяет произвести максимальное увеличение рабочего объема двигателя. К примеру, расточка до диаметра 84 мм, с установкой коленвала с ходом 80 мм, увеличит объем двигателя до 1798 см3. В данном случае так же понадобится установка кованых поршней. Какой бы вариант вы для себя не избрали, важно помнить то, что доработка двигателя дело весьма серьезное и кропотливое. Лучше всего поручить дело профессионалам, которые на этом собаку съели. Ведь без необходимых навыков и специального оборудования, тюнинг рискует превратиться в муку и напрасную трату денег, времени и сил.

Только тщательно взвесив все за и против, стоит отправляться в магазин за запчастями. Как правило, расходы на форсирование двигателя, включая стоимость запчастей и работы, не приносят владельцу какой-то ощутимой пользы. Прироста мощности вы вряд ли ощутите, как говориться в сиденье вас ваша девятка вжимать все равно не будет.

Оцените полезность статьи!

znanieavto.ru

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 ( и его производных – ВАЗ 2111, 2112).

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

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего спортивного распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата. Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль. Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

Мы рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ-2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.

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

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

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

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:

1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна. 2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении 'кованных' поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней. 3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80 м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121 мм - он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1.7, что вполне удовлетворительно. Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна.

real-avto.com

УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА ДВИГАТЕЛЯ. ЗНАЧЕНИЕ R/S

УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА ДВИГАТЕЛЯ. ЗНАЧЕНИЕ R/SУвеличение объема двигателя является простым способом поднять моментные и мощностные характеристики мотора. Существует несколько вариантов по увеличению объема двигателя.ВАРИАНТЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕМА ДВИГАТЕЛЯПервый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём. Затратная часть – коленчатый вал, комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.Рост рабочего объема двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего спортивного распредвала и после этих операций «снять» большую мощность с силового агрегата.Чтобы возможности распредвала раскрылись, необходима доработка ГБЦ – зачастую серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установки клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение.Кроме ГБЦ, большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленвалов, хотя они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленвала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени. Рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленвала на «характер» двигателей. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.ЭФФЕКТ БОЛЬШОГО R/SЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.ПРОТИВ: Мотор, собранный с большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.ЭФФЕКТ МАЛОГО R/SЗА: Обеспечивает хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, т.к. скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более однородной, что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее: большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным и увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Более короткий шатун увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленвала от ВМТ. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.АВТОВАЗ комплектует моторы шатуном 121 мм - он обеспечивает R/S = 1.7, но для «тюнинга» используется коленвал с большим радиусом кривошипа. Шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «спортивных» запчастей существуют шатуны с большей длинной – 129, 132 мм.

e-fee.ru


Смотрите также