Жажда скорости: как сделать свой автомобиль мощнее

Что дает малый R/S?

Плюсы: Цилиндры быстро наполняются на низких и средних оборотах коленвала, поскольку поршень двигается от ВМТ быстрее, следовательно, возрастает разряжение, это приводит к улучшению наполнения цилиндров, и ускорению движения ТВС. Кроме того, сама ТВС становится более однородной, в результате чего улучшается сгорание и производительность в целом. Плюсы также заключаются в том, что доработка не такая кардинальная, а требования к диаметрам впускных и выпускных каналов ГБЦ не такие высокие.

Минусы: Небольшая величина RS значит больший угол наклона шатуна, то есть значительно большее усилие будет прилагаться на поршень в горизонтальной плоскости. Проще говоря, мотор будет получать большую нагрузку на центральную часть шатуна, что в итоге может привести к его разрушению. Также увеличиваются нагрузки на стенки ГБЦ, а также поршни и кольца. Происходит увеличение температуры из-за повышенного трения, в результате повышается износ колец, а также стенок цилиндра.

Укороченный шатун повышает скорость движения поршня, которая так или иначе способствует износу и повышению трения. Когда коленвал находится под углом 80°, достигается максимальная скорость поршня. Главным параметром можно считать зависимость скорости поршня от длины шатуна. Чем больше ускорение поршня, тем быстрее наполняются цилиндры на малых и средних оборотах. В свою очередь это приводит к повышению тяги двигателя и улучшению динамики в общем.

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.

Облегчение машины

Улучшить динамику и скоростные характеристики можно и обходными путями, без вмешательства в двигатель. Законы физики просты: чем легче объект, тем проще его разогнать. Соответственно, тот же двигатель лучше разгонит автомобиль со сниженным весом.

Путей снижения массы автомобиля несколько. Во-первых, стоит банально избавиться от ненужного хлама в багажнике, которого накапливается иногда несколько десятков килограмм. Второй шаг, на который идут некоторые автомобилисты – выкидывание «запаски», так поступают те, для кого скоростные характеристики важнее возможного возникновения нештатных ситуаций. В ряде случаев решаются даже на такой шаг, как снятие ненужных сидений. Это низкобюджетные и низкотехнологичные решения.

Второй шаг – замена тяжелых деталей на более легкие:

окна из стекла – на акрил или пластик;
установка облегченных колесных дисков;
замена тормозов на дисковые;
замена некоторых элементов капота на углепластик и другие альтернативные материалы;
смена металлического топливного бака на пластиковый.

Такие решения позволяют машине «сбросить» до сотни килограмм, что положительно сказывается на динамике.

«Багги» — облегченный автомобиль:

Установка кованых поршней и облегченного маховика

Облегченный маховик:

Данные модификации часто включают в список манипуляций для комплексного тюнинга двигателя с целью повышения мощности. Легкий маховик проще раскрутить, двигатель тратит на это меньше сил, а максимальные обороты двигателя достигаются гораздо быстрее. Одной этой операцией можно получить до 4 процентов прироста мощности двигателя.

Поменять маховик двигателя можно и в сервисе, и самостоятельно, стоимость запчасти, как правило, не очень велика.

Кованые поршни двигателя также легче, если сравнивать с обычными. Как следствие, меньше энергозатрат на «хождение» их в цилиндрах, и больше снимаемая с двигателя мощность. Эта модификация, вместе с легким маховиком, тюнингом впуска-выпуска и другими изменениями двигателя, часто ставится любителями высоких скоростей. Кроме всего прочего, кованые поршни способны выдерживать большие температуры и медленнее изнашиваются.

Ресурс в зависимости от типа двигателя

Во многом о сроках службы двигателей можно судить по тому, к какому типу силовых установок относится тот или иной агрегат.

Несмотря на то, что ресурс для современных двигателей составляет около 300 тысяч километров, это усреднённое значение

Для более точного определения важно учесть, о каком именно типе мотора идёт речь в конкретном случае

Открыто компании в этом не признаются, но в действительности для новых легковых автомобилей ресурс устанавливаемых двигателей занижается искусственно. Как именно это делается, каждый производитель решает сам. Но для современных машин подобное явление стало нормой.

Потому вполне закономерно, что автолюбители активно интересуются, у какого двигателя, предусмотренного для легкового автомобиля, ресурс самый большой.

Вопрос более чем справедливый, поскольку роторные, двухтактные, четырёхтактные и прочие силовые агрегаты действительно обладают разными запасами прочности. На примере разных типов мотором стоит узнать, каков ресурс в том или ином движке, и чем срок службы бензинового двигателя отличается от дизельного.

Самый маленький запас прочности отмечается у двухтактных двигателей, работающих на бензине, которые устанавливают на мототехнику. Это обусловлено очень высокими параметрами оборотов коленвала. Также здесь фактически отсутствует смазочная система, что также негативное влияет на срок жизни. Чтобы цилиндро-поршневая группа смазывалась, для этого используется смесь из топлива и масла. Меняя режим работы, таким двигателям требуется разное количество смазки, но система мотора менять этот параметр не может. То есть двигатель нормально смазывается, находясь только в определённых рабочих режимах. Когда нагрузки повышены, наблюдается эффект масляного голодания. Отсюда и малый ресурс.
Заметно лучше себя показывают роторные силовые установки. В настоящее время подобные двигатели встречаются редко. Есть только один автопроизводитель, который использует роторные ДВС серийно. Это японская компания Mazda. Причём стоят они на ограниченном количестве моделей. Моторесурс в таком случае превышает двухтактные двигатели, но уступает классическим четырёхтактным решениям. Даже если вовремя и грамотно обслуживать роторную систему, срок службы не превысит 100-150 тысяч километров. Но поскольку такие моторы ставят на серийные спортивные автомобили, реальный пробег до капитального ремонта обычно составляет не более 75 тысяч километров.
Четырёхтактные бензиновые. Эти двигатели превосходят по моторесурсу оба рассмотренных ранее мотора. Причём на иномарках срок службы двигателя больше, чем у отечественных разработок. Но даже в этой ситуации срок жизни исчисляется сотнями тысяч километров. Не такие уж и редкие ситуации, когда четырёхтактники проезжали свыше 500 тысяч километров. Подобные параметры актуальны для всех типов четырёхтактных бензиновых моторов, вне зависимости от того, какая используется схема расположения цилиндров.
Оппозитные силовые установки. Характерная особенность японских автомобилей производства компании Subaru. Владельцы этих машин часто заявляют о том, что оппозитные агрегаты очень долговечные, и якобы превосходят конкурентов четырёхтактного бензинового типа. Но существенных и принципиальных отличий по моторесурсу между этими агрегатами нет. Потому несправедливо заявлять о том, что оппозитники обладают большим сроком службы. Плюс классические четырёхтактные двигатели проще по своей конструкции, из-за чего упрощается их обслуживание и снижается стоимость проведения ремонтных работ.

Турбированные двигатели

Если говорить применительно к турбомоторам об их долговечности, то тут основное внимание уделяется сроку службы именно самой турбины. Она не может похвастаться продолжительной безотказной эксплуатацией, при том что сам двигатель может продолжить качественно выполнять свои функции в течение длительного времени

Но стоит убрать с турбомотора турбину, и он превращается в стандартный и самый обычный атмосферный двигатель. Средняя продолжительность службы турбины составляет 100 тысяч километров. После этого нужно её ремонтировать, но чаще выполняется полная замена элемента. Чем правильнее водитель придерживается рекомендаций по эксплуатации турбомотора, которые отличаются от атмосферных аналогов, тем дольше прослужит турбированная силовая установка.
Дизельные двигатели. Это моторы с наибольшим ресурсом и запасом прочности. Тому есть свои объяснения и причины. Для начала при производстве дизельных двигателей используются высокопрочные сплавы, что обусловлено повышенной степенью сжатия. Плюс дизели более тихоходные. Речь идёт об оборотах. Если стандартные бензиновые двигатели обычно в рабочем режиме передвигаются при оборотах 3-4 тысячи единиц, для дизеля актуальной цифрой является 1,5-2 тысячи оборотов. Другими словами, при равных пробегах, поршни на дизельной силовой установке совершают в 2 раза меньше возвратно-поступательных движений, чем на бензиновых аналогах. А это непосредственно влияет на физический износ.

Наглядно можно видеть, что двигатели разного типа действительно могут существенно отличаться по ресурсу. Срок службы во многом зависит от конструктивных особенностей мотора.

И если говорить применительно к автомобилям, самыми слабыми в плане срока службы оказываются роторные двигатели. А вот лучшие показатели демонстрируют четырёхтактные бензиновые моторы и дизельные агрегаты.

Учитывая усреднённые показатели, производителями наиболее долговечных двигателей можно считать следующие компании:

Nissan;
Vokswagen;
Ford;
Toyota;
Mercedes.

Утверждать точно, сколько именно сможет проехать тот или иной автомобиль до капитального ремонта, практически невозможно. Всё очень индивидуально и зависит от целого ряда факторов.

При благоприятных условиях и при адекватной эксплуатации есть все шансы на надёжных двигателях преодолеть отметку в 500-600 тысяч километров. Если же перегружать мотор, регулярно ездить по плохим дорогам, заливать плохое топливо и не менять своевременно расходники, то даже самые теоретически долговечные моторы не продержатся и 150 тысяч километров при потенциале более 500 тысяч км.

Установка облегченных поршней и шатунов

Уменьшение веса деталей кривошипно-шатунного механизма (КШМ) помогает снизить инерцию, способствует более быстрой раскрутке коленчатого вала с маховиком. Для спортивных машин облегчение шатунов, поршней, маховика производится вручную, лишний металл убирается:

на маховике – путем сверления отверстий по кругу;
на шатунах – срезанием металла с шатунных крышек, с двутаврового сечения;
на поршнях – с помощью укорачивания юбки, удалением алюминия с бобышек.

При доработке вручную нужно помнить, что разный вес поршней плюс шатунов (П+Ш) приводит к дисбалансу мотора, а если облегчается маховик, после этого и вовсе нужно делать его балансировку на специальном станке. В заводских условиях коленвалы балансируются в сборе с маховиком и сцеплением, но перед этим каждая из деталей КШМ проходит эту процедуру отдельно. Для подгонки шатунов, поршневых пальцев и поршней необходимы электронные весы, сначала подгоняются по весу шатуны, затем отдельно поршни. После производится сборка деталей цилиндро-поршневой группы, и каждый П+Ш завешивается отдельно.

Как правило, пальцы имеют минимальное различие по весу, и их не всегда дорабатывают, разница между любыми деталями для каждого цилиндра, а также вес в сборе не должен превышать 1,5 г (идеальный вариант – не больше 0,5 г). Здесь еще есть много различных нюансов, некоторые собственники авто, чтобы не заморачиваться с подгонкой (процесс довольно нудный), покупают готовые комплекты для тюнинга.

Тюнинг системы впуска

Улучшение впуска представляет собой уменьшение сопротивления поступающего воздуха в цилиндры. Это не сильно сложная доработка, но она требует изменение или добавление большого количества деталей, которые вместе дадут неплохой результат.

Установка или замена ресивера

Ресивер для лучшей мощности двигателя имеет большой объем и короткие впускные патрубки. Установка этой детали дает хороший результат и поэтому ее можно поставить даже при легкой доработке мотора. Данная деталь сглаживает пульсации воздуха. Из-за того, что впускные трубопроводы короткие, максимальное наполнение цилиндров смещается на большие обороты, тем самым лошади и крутящий момент станут больше только на высоких оборотах, а на низких немного снижаемся. Можно добиться того, что у вас прирастет только крутящий момент на низких оборотах, но при этом тяга мотора во всем диапазоне станет меньше.

Также можно установить впускную систему у которой изменяется геометрия каналов, чтобы цилиндры наполнялись воздухом идеально во всем диапазоне опираясь на данные об оборотах и открытия дроссельной заслонки. Это будет самый идеальный, но при этом дорогостоящий вариант.

Отсутствие впускного коллектора

Иногда впускной коллектор снимают, а вместо него устанавливают так называемые дудки, которые настроены под большие обороты. Это позволяет сильно поднять количество поступаемого в мотор воздуха, также уменьшает холостые обороты и улучшает стабильность работы при низких и средних оборотах. На высоких оборотах, конечно, все становится просто шикарно.

Это самое сложное в тюнинге впуска атмосферных моторов, но при этом это самый эффективный и дорогостоящий вариант. Также можно установить несколько дроссельных заслонок, тем самым улучшить отклик на педаль газа. К сожалению, в результате снижается ресурс вашего мотора, и достаточно сильно прирастает расход топлива.

Где лучше выполнять переоборудование

Объявления об увеличении мощности машины часто можно встретить на билбордах, в газетах, на сайтах автосервисов. Многие небольшие мастерские предлагают изменить двигатель, но достаточно часто встречается ситуация, когда они не располагают нужным инструментом либо квалификацией. Опытные мастера редко будут работать в маленьких мастерских, которые имеют минимум оборудования.

При обращении в сервис нужно обратить внимание на некоторые факторы:

у автосервиса должна быть лицензия на проведение ремонтных работ;
следует изучить отзывы об автоцентре, а также узнать квалификацию мастеров и оснащение сервиса;
уважающие себя СТО предоставляют гарантию на все выполняемые работы.

Иногда мастера автоцентров могут подсказать где купить ту или иную запчасть по выгодной стоимости.

Через сертифицированные сервисы можно заказать оригинальные детали с гарантией от производителя.

От того, насколько был выбран надежный центр и квалифицированный мастер, зависит долговечность и надежность работы мотора. Неправильная расточка либо установка несовместимых деталей может привести к полному выходу агрегата из строя.

Эффект большого R/S:

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах

Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня

ПРОТИВ: Мотор, собранный с 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.

Неисправности

Всем автолюбителям известно, что неисправности деталей КШМ – это самые серьезные неприятности, которые могут случиться с двигателем. Устранение таких поломок, как правило, бывает довольно затратным и трудоемким мероприятием, так как обычно предполагает эвакуацию и осуществление капитального ремонта силового агрегата. Среди причин неисправностей кривошипно-шатунного механизма выделяются выработка ресурса ДВС и нарушение правил эксплуатации последнего (например, применение некачественного моторного масла, затягивание сроков до очередного техобслуживания, продолжительная эксплуатация транспортного средства под нагрузкой и т.д.).

Подавляющее большинство неисправностей КШМ можно диагностировать по ряду внешних признаков и с использованием таких простейших диагностических приборов, как компрессометр и стетоскоп. К числу наиболее часто встречающихся неисправностей ДВС, вызванных неполадками в работе КШМ, относятся:

снижение значения компрессии в цилиндрах;
преждевременное воспламенение и детонационное сгорание топливовоздушной смеси;
стуки пальцев и поршней;
стуки в коренных и шатунных подшипниках;
резкое снижение мощности двигателя;
падение давления масла в системе смазки;
перегрев силового агрегата;
попадание воды в цилиндры либо картер (данное явление имеет место при износе выполненных из резины уплотнительных колец, которые устанавливаются в нижней части гильз);
потеря герметичности прокладки ГБЦ.

Результатами изнашивания поршня с кольцами и цилиндра становится уменьшение компрессии, падение мощности двигателя, снижение числа оборотов коленвала, повышение расхода горючего и моторного масла, появление дыма в картере. Названные явления могут также иметь место в случае закоксовывания поршневых колец. Уменьшение компрессии в дизельных моторах чревато возникновением серьезных трудностей при их пуске, что особенно актуально при запуске дизеля в мороз. Причина повышенной компрессии в цилиндрах может крыться в выходе из строя маслосъемных колец. Снижение давления моторного масла нередко наблюдается вследствие увеличения зазоров в подшипниках коленчатого вала.

4.1. Увеличение рабочего объема двигателя

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

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

При увеличении частоты
вращения KB с 5550 1/мин до 5800 1/мин мощность
двигателя возрастает с 52,3 кВт (71 л.с.) до
62,6 кВт (85 л.с.). Максимальный крутящий
момент двигателя в диапазоне средних
и низких частот вращения KB увеличивается
на 10%. В результате выполненного тюнинга
коэффициент приспособляемости уменьшается
с значения
=1,18 до=1,15. Полученные результаты достигаются
при соответствующей настройке и
регулировке систем питания и зажигания
двигателя. У двигателя с системой
впрыскивания производится, кроме того,
замена программы управления.

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

имеющиеся поршни
заменяются на «спортивные»,
изготовленные методом ковки, с
эксцентричным расположением отверстия
под поршневой палец;
стандартный
распределительный вал заменяется на
новый, обеспечивающий ход клапанов
10,26 мм;
клапаны регулируются
на новую базу распределительного вала;
для тонкой настройки фаз газораспределения
на распределительный вал устанавливается
разрезная шестерня, зубчатый венец
которой можно перемещать относительно
ступицы;
впускные и выпускные
каналы головки цилиндров спрямляются
и увеличиваются в сечении, после чего
подвергаются полированию;
контуры фланцев
впускных и выпускных каналов в головке
цилиндров и обоих коллекторов
обрабатываются по шаблону, после чего
их центрирование производится посредством
штифтов;
для улучшения
теплоотвода от клапанов их чугунные
направляющие в головке цилиндров
заменяются на бронзовые;
для уменьшения
сопротивления на впуске-выпуске радиус
перехода от стержня клапана к его
головке уменьшается.

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

Для получения указанной
мощности тюнинг двигателя включает
следующие дополнительные мероприятия:

установка впускного
коллектора объемом 3 л;
стандартный
распределительный вал заменяется на
новый, обеспечивающий ход клапанов
11,2 мм.

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

Расточил блок, насколько увеличится объем и расход бензина?

Элементарная математика, объем теперь у тебя 1802 куб. см, расход в худшем случае на 1.2% увеличится.

Извини, но ты ошибаешься. Объем увеличится, хоть и не намного.

Объясни. С чего он увеличится?

объем двигателя считается так: площадь среза цилиндра * на ход поршня * количество цилиндров. А площадь среза увиличивается вследствие увеличения диаметра.

Какую шлифовку? ему просто расточили цилиндры на 0,5 мм.

вон оно как! молодца! :biggrin: :biggrin: :biggrin: :biggrin:

Ну и ? Поршня 0,5 и кольца 0,25. Где увеличение?

так, всё, тебе трое уже в один голос говорят, спор бесполезен, если хочется поговорить — в другой ветке!

а с какой стати вы сюда приплели толщину вкладышей. их поставили толще, т.к. проточили вал, от этого что, ход поршня вырос? а кольца причем? зазор между поршнем и цилиндром всегда одинаковый, влияет на объем из вышеперечисленного только расточка блока!!

Источник

Лэндавто

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.

Источник