Тюнинг 400+ л.с. на серийной поршневой

400+ л.с. на серийной поршневой

5d9d6fas-960
400+ л.с. на серийной поршневой
Владимир Шарандин
Автор Владимир Шарандин / Автожурналист портала autotest.pro

Что надо для того, чтобы получить на Subaru 400-500 л.с.? Путей много. Один из них – поменять поршневую на "ковку" и "дуть", но я хочу написать, как это сделать на "сток поршневой" (серийной). Многие относятся к своим машинам, как к женщинам, с любовью, так вот если у вашей девушки есть проблемы по женской части вы же не ведете ее к любителю гинекологу, так почему же вы это делаете с вашим любимым автомобилем?

Постараемся разобраться в принципах тюнинга. Есть вещи, которые бесспорно при установке принесут пользу, а именно интеркулер. Так, что же делает эта штука. А делает он две очень важные вещи, точнее одну – охлаждает воздух после компрессора турбины. Законы физики никто не отменял, поэтому напоминаю – ПРИ СЖАТИИ ВОЗДУХА, ПОСЛЕДНИЙ НАГРЕВАЕТСЯ. Ну да ладно, нагрелся себе, что с того, а то, что:

1) Вот она и детонация сразу замаячила, потому что, поднимается температура в камере сгорания. Конечно, мы можем с этим бороться путем уменьшения зажигания, но два минуса при этом: потеря мощности и повышение температуры EGT.
Значит начинаем решать эту проблему, для этого начинаем богатить смесь, чтобы охладить камеру сгорания, выпускные клапана и т.д. Охладили, можем добавить зажигания и все опять сначала (как собака которая пытается укусить свой хвост). При этом при сильном обогащении опять начинается потеря мощности или нужно убирать буст, а это тоже потеря, в то время когда мы хотим все делать для её повышения. Если вы используете высокооктановое топливо (я имею ввиду не 98 или 100, а много больше), так на первых порах это не проблема.

2) Но есть еще проблема вторая. К большому сожалению многих читателей я должен опять вернуться к формулам. Топлива мы можем налить сколько хотим, это не трудно, а вот количество воздуха (точнее нам нужен кислород) сложнее. Чем больше кислорода, тем больше можем дать топлива, тем больше получим энергии в виде газов которые давят на поршень, тем больше будет момент и соответственно и мощность. Нагреваясь воздух расширяется, уменьшается его плотность. Это как, воздух в колесе. К примеру вы накачали колесо 2 бара и поехали, скажем достаточно быстро, давление в колесе подскочило до 2,5 бар, а количество воздуха осталось тоже, соответственно и кислорода. Тоже самое и в турбомашинах, вы смотрите на приборчик который показывает наддув или буст (если у вас есть) – ЭТО ВСЕГО ЛИШЬ ДАВЛЕНИЕ, А НЕ МАССА. Мотор чихать хотел на ваш буст, для мощности ему нужна еда, пища в виде кислорода и топлива, а не давление (буст). Соответственно, чем интеркулер сильнее охладит воздух, тем больше массы воздуха и кислорода попадет в мотор и в итоге больше мощность.

Всё? Нет, не всё. Это вовсе не значит, что надо скорее ставить большой интеркулер, просто возьмите это, как факт – интеркулер должен быть эффективный, а не большой. Если вы покупаете обувь для бега, она должна быть по размеру, ни большая и ни маленькая.
Пример – возьмем серийный Subaru STI 2.5 (300 л.с.) и сравним сток интеркулер с качественным фронтальным:

Максимальная мощность на 6000 об/мин, там мы имеем эффективность 65% в "стоке" и 87% с "фронтальником", а это значит, что прирост будет от 7%-15% и особенно это будет заметно в жаркие дни или при интенсивных нагрузках.

Вторая очень важная характеристика — потеря давления в интеркулере (intercooler pressure drop). Серийный интеркулер на Subaru STI имеет потери 2,5-3 PSI буста, а качественно подобранный фронтальный - 1,5-2 PSI. Или скажем большой с непонятным ядром может иметь потери до 7 PSI, что приведет к большой задержке. Пожалуйста, не пытайтесь на этом экономить, заменяя большими, короче это отдельная глава, берем это как факт. И это я только показал пример интеркулера воздух-воздух.

Но наша цель охладить и мы можем это сделать разными интеркулерами – воздух-вода, сухой лед или химический интеркулер, вопрос цены, и вкуса. Можно воспользоваться дедовским способом, недорогим и очень эффективным. Вода или вода и метанол. Еще в 1930 году H. Ricardo добился удвоения мощности на том же топливе используя впрыск воды и метанола в мотор. Во времена Второй мировой войны истребители летали на таком принципе. Цена вопроса - от 200 долларов. Вода при переходе из жидкого состояния в газообразное забирает огромное количества тепла, в несколько раз больше чем метанол, но метанол хорош тем, что он повышает октан топлива, принцип ясен. Мы можем подвести впрыск вода/метанол в любом месте после датчика расхода воздуха и цилиндром. Или в двух местах, к примеру перед турбиной и перед дроссельной заслонкой, в этом случае заодно охладим и турбину (150 000 об/мин). Результат в приросте мощности около 10%, но не забывайте, что мы можем в данной конфигурации безопасно поднять буст до 1,4 бара и не боятся детонации.
Следующее чтобы я поменял, и это изменение не навредит - так это выпуск, а именно вся система за исключением выпускного коллектора – цель снизить обратное давление. Ниже указаны показатели обратного давления в глушителях:
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
Для снижения обратного давления в системе выпуска необходимо поменять весь выпуск целиком, что является достаточно дорогим вложением, к тому же, если машина на каждый день, да еще одна в семье - это не очень удобно. Поэтому можно использовать двухрежимный выпуск, с управлением с дистанционного пульта (стоит 100-150 долларов). Называется оно Electric Cut Out Exhaust.

Следующее что также поможет, но только при правильной установке, это холодный впуск. В стоке обычно есть "аэробокс" или "фильтрбокс", к нему обычно подсоединены одна или две трубки диаметром примерно 5 см в диаметре. Они нужны для того, чтобы изменять частоту пульсирования аэробокса, потому что двигатель всасывает воздух не сразу всеми поршнями, а по отдельности.

В стоке фильтрбокс настроен на городскую езду, где-то 3000 об/мин. Поэтому выкидываем фильтрбокс, а вместо него сделаем сами холодный впуск. Для этого воспользуемся обыкновенными китайскими дешевыми алюминиевыми трубами, продается их полно с разными диаметрами, длинами, углами и соединительными элементами, и поставим конический "фильтр-нулевик". Фильтр должен быть в том месте где он сможет получать доступ к холодному воздуху, а не горячий от мотора (а то мы не улучшим, а только ухудшим). Необходимо избегать резких углов (не больше 45 градусов). Диаметр должен быть больше на 5-6 мм, чем заслонка. Необходимо при размещении подумать, как вся эта система поведет себя при дожде и т.д., или любителям ездить по воде надо подумать о возможном гидроударе.
Все вышеуказные изменения улучшат характеристики мотора и не навредят, а вот дальнейшие усовершенствования требуют тщательного подбора. Настроенные впускной и выпускной коллекторы совместно с правильным глушителем могут добавить 30% мощности, более подробно об этом написано здесь:

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 2

 

Кратко по настройке впуска и выпуска:
1. Необходимо учитывать вид топлива (бензин, этанол, метанол, нитрос), распредвалы, турбину (у турбомоторов), размер каналов (а именно их длину).
2. Очень важно определить на каких оборотах будет максимальная мощность и какая планируемая мощность.
3. Система впуска должна дружить с системой выпуска. Лучший впуск в одном случае, не значит лучше в другом.
Возьмем к примеру очень хороший впускной коллектор на Subaru:

Мы видим прирост мощности 48 л.с. с колёс или 12,2% на 7200 оборотах. Да еще немаловажный факт, что температура воздуха на момент измерения с новым впуском была на 20 градусов выше, а это 9,3% потери мощности, так что при одинаковых условиях прирост мощности был бы 12,2% + 9,3% = 21,5%

С одной стороны неплохо. Мотор на котором производились измерения сильно изменен, поставлены другие распредвалы, рассчитанные на максимальную мощность при 7000-7200 об/мин (соответственно усилена поршневая, чтобы выдержать такие обороты), установлена другая турбина, выпуск настроенный также на 7000-7200 об/мин. Но, что произойдет если поставить этот впуск на сток, да ничего хорошего, на графике хорошо видно, что до 5500 об/мин - потеря мощности, а прирост - на 7000-7200 об/мин К тому же впуск рассчитан на мощность значительно большую, чем сток, а значит "ранеры" большего диаметра, а увеличение диаметра сильно ухудшает характеристику во всем диапазоне, так, что в итоге установка данного впускного коллектора приведет только к ухудшению.
Подбор турбины, вопрос очень важный. Скажем если произвести все вышеуказанные модификации, но при этом оставить "сток" турбину, то в этом случае в диапазоне максимальных оборотов - мощность будет работать с эффективностью 50-55% не больше, но если мы подберем турбину под данный сетап, планируемую мощность, обороты, то в этом случае она будет работать с эффективностью 70-78%, а это прирост 10% мощности, т.к. при одном и том же давлении наддува будет поступать большее количество кислорода потому-что температура воздуха на выходе из интеркулера будет меньше на 80 градусов. Кроме того мы можем безопасно поднимать буст и не бояться детонации.
Я не сторонник замены поршневой, если это машина не для спорта, т.к. не вижу в этом смысла. Мотор убивает не увеличение мощности или поднятие наддува. Увеличивая момент в два раза, это не значит увеличении нагрузки на поршень и шатун в два раза. Подробнее об этом здесь.

subaru-impreza-wrx-5-door-1308589212-790
Мотор убивают две вещи:
1. Детонация, и для решения этой проблемы надо бороться не путём установки кованых поршней, а уменьшением температуры в камере сгорания, улучшением продувки мотора, в чём помогут интеркулер, настроенный впуск и выпуск, подобранная турбина.
2. Поднятие оборотов или настройка мотора на более высокие обороты. Слабые места в механизме поршень/шатун более подробно здесь.
Именно высокие обороты критичны для любого мотора. Поэтому, я не сторонник настройки моторов на Subaru STI на работу в диапазонах выше 6000 об/мин.
И без поднятия оборотов (и соответственно без замены поршневой) реально получить 400+ л.с.

Смотрите сами:
— интеркулер повышает на 7-15% или вода/метанол – на 10%
— настроенная система впуска и выпуска на 25-30%
— турбина на 10% при том же давлении наддува
И самое главное, все эти модификации уменьшили температуру в камере сгорания, уменьшили обратное давление, тем самым сдвинули порог детонации, следовательно можно поднять буст до 1,3-1,4 бара на бензине, а с метанолом и того выше.
Решайте сами каким путем идти.

Фото автора и из сети Интернет

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