Форсирование двигателя — основы форсирования ДВС
Форсирование двигателя позволяет значительно повысить мощность мотора и получить разгонную динамику, как у гоночной машины. Но при этом есть несколько но… Стать владельцем настоящего гоночного автомобиля может далеко не каждый – слишком дорого обходится и сам автомобиль, и его содержание, обслуживание и ремонт.
Однако умеренное форсирование двигателя обычного автомобиля (чаще всего двигателя внутреннего сгорания), чтобы выигрывать “светофорные гонки”, вполне реально – этим занимаются многие тюнинговые фирмы. Каковы же основные принципы форсирования двигателя?
1. Увеличение рабочего объема камеры сгорания
Повысить мощность мотора можно простым увеличением рабочего объема камеры сгорания – для гоночной машины данный параметр жестко прописан в техническом регламенте, а вот для обычной – он ограничивается только геометрическими размерами головки блока цилиндров. Но стоит помнить, что мелкосерийное производство коленвалов и поршней обходится довольно дорого, правда от этого уже никуда не денешься.
2. Установка приводного компрессора
Еще один способ форсирования двигателя, очень популярный, например, в США – установка механического нагнетателя (приводного компрессора), приводящегося от коленчатого вала (подробнее читайте в статье об устройстве турбонаддува).
Достоинство первых двух способов форсирования заключается в том, что с их помощью крутящий момент поднимается во всем диапазоне работы двигателя.
3. Сдвиг пика крутящих оборотов
Кроме того, можно применить опыт форсирования спортсменов, увеличивающих мощность мотора, сдвигая пик крутящего момента в направлении высоких оборотов. Здесь главная задача – уменьшение сопротивления при впуске воздуха в цилиндры. Этого добиваются, устраняя неизбежные ступеньки в районе соединения впускного коллектора с головкой блока цилиндров и карбюратором: изнутри полируют впускной коллектор, устанавливают клапаны большего диаметра и высоты подъема, используют многоклапанные головки. Часто обычный карбюратор заменяют сдвоенным с горизонтальным протоком.
В результате такого форсирования двигателя увеличивается суммарное сечение диффузоров, смесь равномерно распределяется по всем цилиндрам, потоку топлива не приходится менять направление на выходе из карбюратора.
4. Установка распредвала с “широкими фазами”
Еще для форсирования двигателя довольно часто ставят распредвал с “широкими фазами”, который улучшает наполнение камеры сгорания на высоких оборотах за счет некоторого снижения момента “на низах”. Такой автомобиль в движении вынуждает постоянно работать рычагом коробки переключения передач, чтобы обороты не падали и мотор не “тупел”.
5. Настройка впуска и выпуска
Иногда для увеличения мощности мотора применяют настроенные впуск и выпуск, дающие некоторую прибавку крутящего момента в узком диапазоне оборотов за счет резонансных явлений. При таком форсировании обороты максимальной мощности двигателя вырастают, что требует применения легких кованых поршней для сохранения приемлемых инерционных нагрузок.
6. Увеличение степени сжатия
Довольно часто при форсировании моторов увеличивают степень сжатия.
Так как детонация на высоких оборотах возникает достаточно редко, а хозяин, выложивший немалую сумму за такой двигатель, видимо, может позволить себе раскошелиться и на высокооктановый бензин (кстати, интересная статья о том, как уменьшить расход топлива).
Форсирование двигателя — как можно повысить мощность мотора?
Форсирование двигателя, или тюнинг двигателя – это определенный комплекс технических процессов, которые направлены на модернизацию двигателя. Целью такого усовершенствования двигателя является увеличение величины максимальных оборотов и крутящего момента, посредством чего происходит повышения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания.
- 1. Какие бывают методы форсирования двигателя.
- 2. Увеличение рабочего объёма двигателя.
- 3. Увеличение степени сжатия в камере сгорания.
- 4. Уменьшение механических потерь.
- 5. Оптимизация процесса сгорания смеси.
В просторечии тюнингом двигателя называют доработку двигателя, которая преследует цель увеличения его мощности и эффективности. Помимо этого форсированием двигателя называется и полная его замена на более мощный. Для непосредственного форсирования двигателя внутреннего сгорания детали заводского стокового производства заменяются на новые усовершенствованные элементы
Данная процедура проводится для того, чтобы уменьшить потери. Кроме того на сам двигатель устанавливаются механический нагнетатель (компрессор) или турбо надув, выхлопная система улучшается, а также устанавливаются воздушнее фильтры с уменьшенным сопротивлением. Очень распространенным являются и другие виды тюнинга. Тем не менее, каким бы ни был сам процесс форсирования двигателя главная цель не меняется – увеличение эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания.
1. Какие бывают методы форсирования двигателя.
На разных языках слово форсирование означает усиление, ускорение или силу. Именно из-за этимологии данного слова оно используется для обозначения корректировки мощности двигателя внутреннего сгорания. Что же касается автомобилей то форсирование двигателя должно расцениваться как ничто иное как тюнинг двигателя и все проводимые работы, которые преследуют цель увеличения мощности двигателя – доработки заводских деталей и конструкций.
При произведении процедуры форсирования двигателя значительно улучшаются и преодолеваются заводские параметры. В итоге можно получить результат, который знаменует существенное увеличение производительности механизмов и узлов. В определенный момент, когда у автомобилиста возникает мысль о форсировании двигателя необходимо, как, собственно, и при других мыслях о тюнинге иных систем транспортного средства, задать себе несколько вопросов: для чего нужно форсирование двигателя, будет ли улучшена работа двигателя и, самое главное, каковы материальные затраты на данную работу? Если все ответы являются положительными, то можно со спокойной душой и долей энтузиазма приступать к проведению форсирования двигателя автомобиля.
Первым методом, который подходит предпочтительно к современным автомобилям, является чип-тюнинг. По своей сущности данная процедура является вторжением со стороны автомобилиста во всю электронную систему транспортного средства, с целью коррекции его управляющих программ. Зачастую, этот метод порождает коррекцию блока управления двигателем, а также установкой дополнительных контроллеров, которыми выступают модули по увеличению мощности двигателя. Если нет специального оборудования и, самое главное, специальных знаний, не рекомендуется самостоятельно проводить чип-тюнинг.
Второй метод является более радикальным, так как затрагивает механическую часть. Он так и называется: механическое форсирование двигателя. В данную процедуру входит уйма процессов, как по доработке заводских стоковых уже существующих узлов, так и по замене этих узлов на новые, которые являются более эффективными и производительными. И при том, если автомобилист профессионал в использовании таких инструментов как молоток и зубило, не следует сразу же и без подготовки и знаний приступать непосредственно к тюнингу двигательной системы автомобиля.
2. Увеличение рабочего объёма двигателя.
Самым радикальным способом по увеличению мощностных показателей двигателя автомобиля является увеличение его рабочего объема. Количество цилиндров, их диаметр и величина перемещения поршня – вот от чего напрямую зависит рабочий объем двигателя. Из-за того, что цилиндры являются стационарным устройством и изменение их количества является невозможным, коррекции могут поддаваться только два последних вышеуказанных параметра.
Диаметр цилиндра напрямую зависит от конструкции двигателя. Чтобы произвести его увеличение в двигателе, которые имеют чугунные блоки цилиндров, должна применяться расточка блока цилиндров. Данная процедура служит плацдармом для установки новых поршней, имеющих больший диаметр. После этого на поршень наносятся микронеровности, которые способствуют задержанию на рабочей поверхности цилиндра масляной пленки.
Самым простым изменением рабочего объема является процесс, который осуществляется в двигателях, блок цилиндров который создан из алюминия, а сам носит в себе вставные мокрые гильзы. В данном случае, чтобы произвести изменение диаметра цилиндра используются соответствующие новые гильзы, которые имеются в ассортименте. Для того, чтобы увеличить ход поршня в цилиндре необходимо применять измененный коленчатый вал, который имеет увеличенный радиус кривошипа. В современном мире имеется огромный выбор коленвала для разного типа двигателя: как стандартного, так и форсированного.
При непосредственном определении конфигурации двигателя в ходе возрастания его объема применяются короткоходные и длинноходные варианты, которые определяют параметр, являющийся ходом поршня или диаметром цилиндра, которые будут преимущественно увеличиваться. Важно не забывать о том, что сам рабочий объем агрегата двигателя помимо того, что влияет на максимальную величину мощности, напрямую влияет на то, при каких оборотах можно достигать этих максимальных значений мощности, а также крутящего момента.
Таким образом, максимальные значения крутящего момента и мощности, при увеличении хода, достигаются при наименьших значениях двигательных оборотов.
3. Увеличение степени сжатия в камере сгорания.
Одной из основных методик по увеличению мощности двигателя является увеличение уровня сжатия в камере сгорания. Именно из-за этой процедуры осуществляется получение большей отдачи от объема двигателя. Таким образом, расход топлива остается на том самом уровне, что и был, а мощность двигателя значительно увеличится. В таком случае возникает вопрос о том, почему же с самого завода на стоковых установках степень сжатия не поднимают до максимального возможного уровня? Ответ прост. Вся загвоздка заключается в характеристиках бензина, которые не позволяют поднимать степень сжатия более определенного указанного уровня, без образования различного рода детонации. Если степень сжатия будет значительно увеличен, то мощность двигателя также повысится в разы, но, тем не менее, проблема будет заключаться в том, что автомобиль придется заправлять более высокооктановым топливом.
Но, с другой стороны, поскольку двигатель после всего этого будет работать эффективнее даже на той мощности, которая была у него раньше, расход и потребление топлива будут значительно меньше, а разности в цене будут несущественными.
Существуют два способа по увеличению степени сжатия в камере сгорания. Первым способом будет установка более тонкой прокладки самого двигателя. В данном случае, может возникнуть проблема столкновения клапана с поршнями, так что нужно все тщательно рассчитать. Вариацией может быть установка совершенно новых поршней в двигатель, которые будут иметь более глубокие выемки для клапанов. Помимо этого произойдет изменении в газораспределении двигателя, так что их придется полностью заново настраивать.
Вторым методом является растачивание цилиндров двигателя. Данный процесс потребует замены поршней. Тем не менее, данный метод способствует увеличению рабочего объема двигателя, и, в то же время, повышению степени сжатия, так как сама камера сгорания не изменяется, а вот происходит изменение объема цилиндра.
Именно отношение первого объема камеры сгорания к объему возросшего цилиндра укажет большую величину уровня сжатия. Важно знать, что чем ниже степень сжатия стандартных настроек двигателя, тем прибавка мощности за счет сжатия камеры выше.
4. Уменьшение механических потерь.
Существует несколько видов механических потерь: трение в цилиндрах блока, насосные потери и потери вспомогательного оборудования.
Помимо этого нужно применить систему «сухого картера», что способствует существенному снижению насосных потерь, которые затрачиваются коленчатым валом. Это связано с тем, что попадание на коленвал масла способствует торможению его вращения.Помимо вышеуказанного может возникнуть проблема со вспомогательным оборудованием. Кондиционер, генератор, водяной насос и гидроусилитель – все это ведет к уменьшению эффективной работоспособности двигателя. Для решения проблемы рекомендуется: на автомобилях, где была произведена процедура форсирования двигателя увеличить придаточное отношение привода генератора и водяного насоса.
5. Оптимизация процесса сгорания смеси.
Для того чтобы произвести, а точнее дать рекомендации по произведению оптимизации процесса сгорания воздушно-топливной смеси, не нужно вдаваться в глубокую теорию всей процедуры сгорания смеси в определенной камере сгорания. Важно запомнить, что сама камера сгорания должна быть компактной. Это необходимо для того, чтобы снизить все тепловые потери, а также вероятность детонации.
Помимо этого будет обеспечено эффективное перемешивание топлива и воздуха. Только с помощью уменьшения и очистки камеры сгорания можно произвести оптимизацию всего процесса сгорания воздушно-топливной смеси.
Для того чтобы произвести увеличение наполнения цилиндров нужно понизить аэродинамической сопротивление во впускной и выпускной системах. Помимо этого необходимо снизить такое же сопротивление в каналах головки двигателя внутреннего сгорания. Огромное значение непосредственно для тюнинга двигателя имеют: конструкция резонатора, его местоположение, а также установка многодроссельной системы, которая имеет выпускную трубу на каждый отдельный цилиндр.
Вот и все. Форсирование двигателя – очень непростой и ресурсоемкий процесс. Тем не менее, полученный результат должен радовать автовладельца. Важно не забывать, что увеличение в мощности транспортного средства влечет за собою коррекцию и доработку многих других систем автомобиля: тормозной системы, коррекции в подвеске.
Это связано с тем, что в процессе форсирования изменяются стоковые расчётные заводские параметры, которые были запрограммированы на все функции автомобиля, как одного единого устройства, а усиление или хотя бы затрагивание в коррекции одной подсистемы ведет к несомненному изменению других.
Boost Advisor: поиск подходящего турбокомпрессора для вашего двигателя
Garrett Boost Advisor позволяет любому быстро и легко провести турбо-матч, введя несколько ключевых параметров. Мы делаем расчеты, наносим точки мощности на карту компрессора и сортируем турбокомпрессоры, чтобы помочь найти ряд турбокомпрессоров, отвечающих вашим потребностям. Это дает вам базовый набор продуктов для рассмотрения с дистрибьютором. Кроме того, он поможет вам найти ближайших дистрибьюторов, с которыми вам следует связаться для уточнения выбора. Boost Advisor БЕСПЛАТНО и совместим с мобильными и настольными устройствами! Все, что мы просим вас, это создать учетную запись на нашем веб-сайте, и вы получите неограниченный доступ к программе.
Вы также можете сохранять и вызывать свои предыдущие поиски, чтобы сэкономить время при просмотре различных комбинаций мощности. В любой момент вы можете нажать кнопку ниже, чтобы перейти к Boost Advisor, но вы можете просмотреть приведенные ниже советы, чтобы понять процесс сопоставления.
Перейти к советнику по наддуву
Мощность и объем двигателя
Как выбрать турбостарт с двумя основными входами. Целевая мощность коленчатого вала и рабочий объем двигателя. Каждая турбина может поддерживать диапазон мощности (ступень компрессора) и объема двигателя (ступень турбины). Помните, что мощность коленчатого вала или маховика — это то, что двигатель производит без подключенной трансмиссии. Вот совет о том, как оценить мощность вращения коленчатого вала.
- Потери в трансмиссии зависят от типа трансмиссии (оценки ниже)
- Передний привод ~ 10%
- Задний привод ~ 15%
- Полный привод ~ 20%
- Потери мощности еще выше в приложениях с автоматическими коробками передач
-
- Привод на передние колеса Потеря 10%: мощность на колесе / (1 – 10%) = мощность на кривошипе
- Задний привод Потеря 15 %: мощность на колесе / (1–15 %) = мощность на коленчатом валу
- Полный привод Потеря 20 %: Мощность на колесе / (1–20%) = Мощность на кривошипе, л.с.
Клапанов на цилиндр
Объемный КПД двигателя: VE показывает, насколько эффективно двигатель перемещает воздух через свои цилиндры. Сколько выходит и сколько входит. Пиковая объемная эффективность (VE) находится в диапазоне от 95%-99% для современных головок с 4 клапанами до 80%-95% для конструкций с 2 клапанами. На хорошо настроенном двигателе VE достигает максимума при пиковом крутящем моменте, и это число можно использовать для уменьшения VE при других скоростях двигателя. 4-клапанный двигатель обычно имеет более высокий VE в большей части диапазона оборотов, чем двухклапанный двигатель.
Используйте следующие входные данные для оценки VE:
Типы топлива
Соотношение воздух/топливо: AFR определяет отношение количества воздуха, потребляемого двигателем, к количеству топлива.
Для бензиновых двигателей стехиометрическое соотношение A/F составляет 14,7:1, что означает 14,7 частей воздуха на одну часть топлива. Стехиометрическое АТР зависит от вида топлива – для спирта оно составляет 6,4:1, для дизеля – 14,5:1. Так что же подразумевается под богатым или худым AFR? Более низкое число AFR содержит меньше воздуха, чем стехиометрическое AFR 14,7: 1, поэтому это более богатая смесь. И наоборот, более высокое число AFR содержит больше воздуха и, следовательно, это более бедная смесь.
Здесь вы можете увидеть листы динамометрического стенда Коди Майлза с одним и тем же турбонаддувом G30-770 на насосном газе и на топливе E85. Мы хотим, чтобы вы знали об изменениях производительности в зависимости от типа топлива. Турбина способна развивать мощность в широком диапазоне для любого типа двигателя, но есть много других факторов, определяющих общую мощность.
Типы промежуточных охладителей
Температура во впускном коллекторе: Компрессоры с более высоким КПД производят более низкую температуру во впускном коллекторе.
Температура коллектора в установках с промежуточным охлаждением обычно составляет 100–130 градусов по Фаренгейту, в то время как двигатели без промежуточного охлаждения могут достигать 175–300 градусов по Фаренгейту. Более плотный воздух более плотный и может производить больше энергии, поэтому в интересах вашего двигателя иметь эффективный промежуточный охладитель. система.
Высота над уровнем моря
Соотношение давлений — это переменное уравнение, которое объединяет атмосферное давление с манометрическим давлением, деленное на атмосферное давление. Это определяет, где компрессор будет выполнять свой максимальный рабочий цикл. Знание коэффициента давления является ключевым компонентом для выбора правильной турбины для вашего применения. PR определяется по оси Y (вертикальной) карты компрессора. Кроме того, степень сжатия не является показателем лошадиных сил. PSIg относится к манометрическому давлению и измеряет давление выше атмосферного. Показание манометра наддува 12 означает, что давление в коллекторе на 12 фунтов на квадратный дюйм выше атмосферного давления.
В зависимости от конструкции двигателя пределы манометрического давления будут различаться. Стандартные двигатели обычно имеют более низкую способность выдерживать наддув, в то время как сильно модифицированные двигатели могут выдерживать гораздо больше. Наличие цели наддува необходимо для определения коэффициента давления. PSIa относится к абсолютному атмосферному давлению. Это стандартное атмосферное давление при стандартных условиях. Если вы находитесь не на уровне моря, вы можете заменить PSIa значением из приведенной ниже таблицы.
Обороты двигателя
Имеется два входа для оборотов двигателя, оборотов среднего диапазона и оборотов пиковой мощности. Средние обороты двигателя — это когда ваш двигатель будет развивать максимальный крутящий момент, а обороты двигателя пиковой мощности — это когда двигатель будет производить максимальную мощность. Это должно быть реалистично, поэтому в качестве основы вы можете ввести спецификации мощности OEM.
Чтобы найти их, попробуйте выполнить поиск в Google по типу двигателя. Например, GM оценивает максимальный крутящий момент двигателя LS3 при 4600 об/мин, а пиковую мощность при 59 об/мин.00 об/мин.
Одинарная или двойная турбина
Мы предлагаем результаты для конфигураций с одной или двумя турбинами. Если вы ищете двойное приложение, потребляемая мощность и рабочий объем двигателя будут разделены на два, и каждая турбина будет поддерживать половину общего объема.
Температура воздуха
Как и в случае с промежуточными охладителями, температура окружающего воздуха влияет на температуру впускного коллектора и выходную мощность. Более холодный воздух более плотный и может производить больше энергии.
Интерпретация результатов
Может быть очень широкий результат, очень узкий результат, а иногда вообще никакого результата. Если нет результатов, вы можете проверить входные данные и посмотреть, не произошла ли ошибка. Помните, что «совпадение» рекомендуется, когда обе точки мощности находятся в пределах карты компрессора.
Ниже вы можете увидеть точки мощности, нанесенные на карту компрессора для 3,4-литрового двигателя мощностью 700 л.с.
Глядя на левую карту, обе точки находятся на карте, а пиковая мощность находится в диапазоне эффективности 71%. Мы все знаем, что наши двигатели редко работают на максимальных оборотах, если только вы не Райан Мартин из Street Outlaws, поэтому, посмотрев на карту, мы можем оценить при более низких оборотах двигателя и мощности, наш компрессор перейдет на 72% эффективности, что является максимальной эффективностью для этого. турбо. В целом хорошее совпадение, которое дает вам возможность увеличить мощность, если это необходимо.
Карта справа основана на тех же входных данных, за исключением того, что здесь показано, что происходит, когда вы находитесь на высоте 5000 футов / 1524 м над уровнем моря. Турбо должен работать усерднее, чтобы получить ту же мощность, поэтому очки на карте выше. Если мы введем более высокую высоту, в конечном итоге точка окажется за пределами карты и не будет хорошим совпадением.
Наконец, если нет совпадений, вы можете использовать расчет степени давления и скорректированного расхода воздуха из диаграммы, чтобы самостоятельно нанести данные на различные карты компрессоров и посмотреть, почему у вас может не быть соответствия.
Максимальная мощность, указанная для каждого турбонагнетателя, была рассчитана исключительно на основе дроссельного потока карты компрессора (общая мощность турбонаддува), которая представляет собой потенциальную мощность маховика. Результаты работы этого продукта сильно зависят от модификаций и настройки/калибровки вашего автомобиля. Перед покупкой проконсультируйтесь с местным дистрибьютором. Если вы готовы начать работу с Boost Adviser, нажмите на ссылку ниже.
Перейти к советнику по повышению
Boost Ready 427 Ford Small Block Stroker Crate Engine: F427-B1-LB
Boost Ready 427 Ford Long Block
$15,499
This boost ready 351 Windsor-based stroker is best suited for тех, кто хочет чего-то радикального.
Он не очень хорошо сочетается с другими, поэтому, если вы хотите выкурить соревнование на местной трассе в пятницу вечером, а затем позаниматься спортом в субботу на заезде, этот настоящий зверь с газовым насосом для вас! Наши модели 427, готовые к форсированию, оснащены многослойными стальными прокладками головки блока цилиндров, головками AFR CNC 220 с модернизированным клапаном из инконеля, шпильками головки ARP, алюминиевым балансиром из заготовки Innovators West, изготовленными на заказ крышками клапанов из литого алюминия с крышкой для заливки и выпускными патрубками -10.
Доступны планы оплаты!
Получить предварительно одобренное
Тип топлива
Насосной газ
MAX
7000
Качество холостого хода
Радикал
Лучшее использование
Street/Strip
| 9 Horsepow | ||
|---|---|---|
| Крутящий момент: | 800 | |
| Диаметр цилиндра/ход: | 4,125 x 4,000 | |
| Сжатие: | 9 | 00162 |
| Fuel Type: | Pump Gas, 93 AKI (USA) / 98 RON | |
| Block: | Aftermarket 351, Iron | |
| Crankshaft: | 4340 Forged Steel Dual Keyway Option | |
| Шатуны: | Двутавровая балка, кованая сталь 4340 | |
| Поршни: | DSS Racing FX3 Heavy Duty, толстостенные штифты с боковым газовым отверстием | |
| Подшипники: |
| Camshaft: | Solid Roller |
|---|---|
| Heads: | AFR CNC 220 heads with inconel valve upgrade |
| Valves: | Forged Stainless, Chrome Plated |
| Rocker Arms: | Алюминиевая заготовка, полный ролик |
| Впуск: | Не входит в комплект |
| Масляный поддон: | Улица/полоса |
| Клапанные крышки: | custom cast aluminum valve covers with fill cap and -10 evacuation fittings |
| Power Adder: | Not Included |
| Fuel Delivery: | Not Included |
| Ignition: | Not Included |
Динамические испытания
Динамические испытания не включены в стоимость длинного блока.
Здесь, в Prestige Motorsports, наше «Dyno Promise» означает, что мы тестируем каждый двигатель, который мы производим, чтобы проверить качество нашей работы, целостность каждого компонента и надежность каждого двигателя, который мы производим. Затем мы доставляем результаты динамометрического стенда для вашего проекта непосредственно вам, заказчику. Часы для динамометрических испытаний будут рассчитываться при покупке группы топлива и зажигания для каждого заказа на двигатель.
Двигатели будут производить +/- 2% заявленной мощности на маховике. Заявленные уровни мощности достигаются с помощью электрического водяного насоса и специальных систем впуска и выпуска. Мощность будет изменяться после установки систем шкивов или внесения изменений в систему впуска или выпуска (например, распределительный вал, головку блока цилиндров, сжатие, впускной коллектор, выпускные коллекторы, воздушные фильтры и т. д.). Результаты динамометрического стенда шасси измеряют мощность на колесах и рассчитывают только мощность на маховике.