Тюнинг Тюнинг впуска и выпуска своими руками: как добавить 35 л.с., часть 1

Тюнинг впуска и выпуска своими руками: как добавить 35 л.с., часть 1

937b462s-960
Тюнинг впуска и выпуска своими руками: как добавить 35 л.с., часть 1
Владимир Шарандин
Автор Владимир Шарандин / Автожурналист портала autotest.pro

Всем привет, решил написать, как самому можно добавить лошадей. Очень много получил просьб - как и чем настроить свою машину. К сожалению, в этом я вам не помогу, не потому что не знаю, а наоборот знаю и поэтому хочу уберечь ваши моторы, это дело непростое и требует очень серьезных тех.знаний и опыта.

Владельцам "Форда" с двухлитровым 130-сильным мотором  повезло, потому-что на его примере я покажу - как можно серьезно увеличить мощность. Будет 3 части, 1 часть — теория настройка впуска и выпуска (без нее незя), 2 часть – делаем сами впускной ресивер с направляющими, выпускной коллектор и свободный выпуск и подстраиваем смесь в результате получите + 35 сил. 3 часть – портинг каналов своими руками. Поверти — это несложно, если у вас есть руки и голова.
Давно хотел описать реальный проект, и тут как раз получил заказ на Ford Focus 2.0 130 л.с. Клиент сказал, что хочет сделать все сам.
Начнем с впуска и выпуска. К большому сожалению, я не могу их разделить, потому что они на прямую связаны между собой. При изготовлении настроенных систем впуска и выпуска необходимо учитывать планируемую мощность, вид топлива, распредвалы, а точнее их фазы и здесь очень важно если фазы большие - с большим оверлапем (момент когда одновременно открыты впускные и выпускные клапана) настройка продувки мотора в этом режиме. Расчеты делаются импульсные - для получения максимальной мощности на определенных оборотах, и резонансная - для решения продувки мотора.
Процесс впуска в 4-тактовом моторе - цикличный. В течении такта впуска, поршень разгоняет столб свежего воздуха в направляющих и впускном канале до 1000 ft/sec, а потом обратно в ресивер - за какие-то тысячные доли секунды. Декселерация (торможение) этого потока, столба воздуха, когда впускной клапан закрывается, создает во впускных направляющих и каналах высокое давление около клапанов. Так вот это высокое давление увеличивает подачу свежего воздуха, как турбина, в мотор и как результат - увеличение момента. Это явление называется inertia tuning, но мне больше нравится импульсная настройка. Импульсная настройка оптимальна - когда в впускном канале высокое давление в течении всего периода, когда клапан открыт и особенно важен момент его закрытия. Посмотрим на рисунок:

Ноль – атмосферное давление, выше - повышенное, а ниже - вакуум.

Наша задача состоит в том чтобы настроить так впуск, чтобы на момент закрытия клапана (intake valve closеs) приходился пик давления, на рисунке это и показано, ну вот и все с inertia tuning, я же говорил - всё просто.

Как мы это делаем – подбором длины и диаметра направляющих. Меняя эти размеры мы тем самым меняем скорость потока воздуха, амплитуду и ширину импульса, и момент - когда этот импульс должен появиться. К сожалению, мы можем оптимально настроить только на определенных оборотах, а именно на тех - которые нам больше всего нужны, но не на всех. Увеличивая длину и/или уменьшая диаметр направляющих мы увеличиваем скорость потока, его амплитуду и тем самым передвигаем пик максимальной мощности на более низкие обороты и наоборот, короче направляющие и/или больше диаметр - идем наверх.

Резонансный тюнинг, его задача также очень важна. Задача поймать положительный пик одного из следующих импульсов на момент открытия клапана, это очень важно для продувки мотора в режиме оверлап (об этом поговорим позже т.к. это связано с настойкой выпуска также). На примере хорошо видно, что в момент открытия клапана мы умеем положительный пик.
Коротко повторю цели: Добиться максимального давления в момент закрытия клапана и положительный пик на момент открытия.

А теперь о выпуске

Inertia tuning или настройку выпуска на момент открытия выпускных клапанов - нет необходимости в данном случае делать. Ведь в этот момент из-за того, что газы в камере сгорания имеют очень большую температуру, а соответственно и давление будет большое.

Но вот резонансный тюнинг очень важен. В момент открытия выпускных клапанов происходит выстрел горячих газов в коллектор или паук, это кстати и создает тот звук, который в дальнейшем глушитель и гасит. Этот первый пик называется blow down, летит он по трубам выпуска и ударяется о коллектор (я здесь имею ввиду место где сходятся трубы паука или проще где начинается основная труба выпуска), потом обратно и так несколько раз. Так вот наша задача поймать один из этих импульсов, чтобы он приходился на момент закрытия выпускных клапанов, но в отличии от настройки впуска нам нужен отрицательный пик (вакуум).

Сами подумайте если в момент закрытия клапана в канале будет вакуум (ясно что в камере сгорания у нас давление) произойдет высасывание воздуха, как пылесосом из мотора за счёт разницы давления, это то что нам и надо. Смотрим рисунок:

Мы видим, что первый отраженный импульс самый большой, но можно использовать второй и третий. Первый импульс требует самых длинных выпускных труб, второй - короче почти в два раза, а третий - в-основном используется в чугунных коллекторах. Левый нижний рисунок показывает оптимальную настройку, а правый, наоборот – плохую, в момент закрытия клапана - в канале есть давление, соответственно воздух не будет выходить, а наоборот будет всасываться, а это не хорошо, нам нужен свежий, холодный воздух.

А вот теперь самое время поговорить о режиме оверлап (момент когда открыт как впускной, так и выпускной клапан)

В правильно настроенном впуске и выпуске, в момент оверлапа в впускном канале у нас - давление, а в выпускном - вакуум. Соответственно имеем шикарную продувку — давление во впускном канале давит, толкает свежий воздух, а вакуум в выпускном канале высасывает газы.

1 бар где-то 14.7 PSI. Слева - выпускной канал, справа - впускной (режим оверлап), выпускной ещё не закрыт, а впускной уже открыт. Оптимальная настройка – в выпускном канале вакуум 10.8 PSI, а во впускном давление - 16.8 PSI, разница 6 PSI (0.41 бар) – неплохой буст для атмосферного мотора. Особенно это важно с распредвалами, которые имеют большой оверлап.

Возьмем пример - компрессорный мотор с наддувом скажем 0,5 бара. Валы с фазами 240* и оверлапем 30*, стандартный, не отстроенный полный выпуск, который создает обратное давление 0,7 бара (нормальное явление для стока, ниже привожу общеизвестный факт по глушителям)
Стандарт = 7 to 12 PSI at the RPM for peak HP
Тюнинг = 2 to 8 PSI at the RPM for peak HP
Race = 0,5 to 3 PSI at the RPM for peak HP
Open Headers = 0 PSI

У сток-моторов впуск и выпуск настроен на режим круиза, и поэтому - чем мы выше 4500 об/мин поднимаемся, тем мы больше теряем мощности. Смотрите, в режиме оверлап - буст 0,5 бара, а обратное давление 0,7 бара, чистый наддув (буст) – минус 0,2 бара.

Что мы имеем при 240* фазе и 30* оверлап = 210* поступает свежий воздух и 30* горячие газы или в наш мотор поступает только 85% свежего воздуха, или можно сказать что буквально мотор уменьшился на 15%.

А к примеру если буст 1,24 бара, то во время оверлап 30* мы имеем 1,24 - 0,5 = 0,74 бара чистого буста. После того, как выпускные клапана опять закроются то в течении 210* будет опять буст 1,24 бара. С помощью нетрудных математических расчетов получается – потери в наддуве 0,14 бара или где-то 1,1 бара нетто, что составляет где-то 12% потери мощности. Да к тому же, еще оставшиеся горячие газы в камере сгорания приводят к детонации. Вывод: если поднимаете надув, то первым шагом должна быть не покупка кованных поршней, а купите настроенный выпуск.

Принцип настройки такой же, как и у впуска. Длиннее и/или меньше диаметр выпускного коллектора сдвигаем к более низким оборотам. Короче и/или больше диаметр – сдвигаемся к более высоким оборотам.

А теперь перерыв, скоро продолжим.

Barik-CZ


Оставьте ваш комментарий и на него ответит лично автор статьи!
На нашем сайте размещены только авторские материалы от профессиональных журналистов и известных блоггеров, они с удовольствием вступают в диалог с нашими читателями :)

Об авторе

Владимир Шарандин

Владимир Шарандин

Основатель знаменитой тюнинговой компании Торгмаш, инженер, автогонщик, неоднократный победитель и призёр соревнований по автокроссу, кольцевым гонкам, чемпион России, мастер спорта, пишет диссертацию в University of Texas at Austin, о своих увлечениях: Focus on a new way of thinking about how the modern racing engine works