Тюнинг Разоблачаем миф о холодном впуске

Разоблачаем миф о холодном впуске

999
Разоблачаем миф о холодном впуске
Владимир Шарандин
Автор Владимир Шарандин / Автожурналист портала autotest.pro

Всем привет! Побывал я как-то на Европейском чемпионате по драг рейсингу. Честно, был сильно удивлен! Нет, не с технической стороны, там как раз всё очень просто, а вот с количеством зрителей. Это просто невероятно, как много людей пришло на это мероприятие. Если сравнивать с кольцевыми гонками, так наверное количество сравнимо с ДТМ.

Выкладываю фотоотчет:

Не знаю быстро это или нет, но много машин ехало около 8 секунд, кто чуть меньше, кто чуток больше. Конечно, мне сразу бросилось в глаза (драг - это не моя тема) как они регулируют смесь (подстраивают). Старт, очень важен, "лямбда" не успеет откорректировать, если она вообще у них есть, скорее только ЕГТ на каждый цилиндр. Блин всё просто, много машин на карбюраторах, а как же быть со смесью. заметил такую штуку, у многих комп и они следят за погодой (давление, температура, влажность), подумал, потом ещё подумал и опят подошёл. Смотрю регулятор давления топлива ну очень качественно хороший, и тут стало всё понятно. Зная все погодные условия, можно без проблем используя таблицы или программу, выставить соответствующее давление топлива и всё готово. Как мне понравилось, что всё так просто, нет ограничений (особых), делай себе, твори.

Но в принципе, я хотел сегодня поговорить, точнее продолжить наш разговор о принципах постройки мощных моторов. Как-то я писал несколько постов о различных видах систем впуска. После одного из них, мне переслали ссылку с видео, где пара весельчаков разбивает миф о нулевиках и холодном впуске. Конечно, это видео не имеет ничего общего с реальностью. И тому подтверждение машины на фотографиях, которые я выложил с драг-рейсинга.

Давайте рассмотрим этот вопрос поглубже, как с теоретической стороны, так и с реальными примерами в цифрах.

Аэродинамика, очень близка к гидродинамике, правда она не так хорошо, интуитивно чувствуется. Для примера, масса 1 метр кубического сухого воздуха у поверхности земли равняется 1,29 кг. Даниил Бернулли (Daniel Bernoulli) – математик, рожденный в Голландии, который издал свои исследование о гидродинамике в 1722 году. Если кто его не знает, то напомню, что именно он придумал, как измерять артериальное давление крови у человека. Я не буду вас сильно нагружать, но вот всё-таки, на одно его уравнение придётся взглянуть:

deltaP = 0,5*RHO*Velocity^2/GC

где:
delta P = 28 in H2O
GC 32.174 ft-lbm/lbf/sec^2 (gravitational constant)
RHO — 0.07633 lbm/ft^3 (@ Motorsport standart day)

"Смысл данного уравнения в том, что потеря давления происходит с увеличением плотности, и с УВЕЛИЧЕНИЕМ СКОРОСТИ ПОТОКА — В КВАДРАТЕ."

Далее: поток воздуха CFM (cubic feet per minute) CFM = A*V, где А – проходное сечение, а V – скорость потока. Теперь ясно, что скорость потока напрямую зависит от площади (диаметра) проходного сечения т.е. чем меньше размер, тем выше скорость и как следствие происходит потеря давления в квадрате, а значит и массы воздуха.

Но это еще только начало, теперь давайте взглянем на следующую картинку:

Cd – (coefficients of discharge) коэффициент разряжения, я подписал его значения. Не будем вдаваться в подробности, рассматривать понятия Venta Contracta, просто возьмите это как факт.

Теперь наша формула преобразится: CFM = A*(Cd*K*P1)
K – 4005 (константа), P1 – дифференциал давления (in of H2)
Cd коэффициеннт разряжения зависит от многих параметров, к примеру таких как: коэффициент скорости Cv, коэффициента сжатия Cc. Cd = Cv*Cc. Коэффициенты для труб, для различных видов отверстий, входов, выходов, изгибов – варьируются.

Главное, запомните следующие правила:

— Поток не любит резко менять направление
— Поток не любит резко расширяться (вариант а и б на фото)
— Поток не любит резко сужаться, но не так, как расширяться (вариант с на фото)
— Поток любит очень плавное изменение направления
— Поток любит очень плавное расширение (вариант d на фото)

Думаете это ерунда все?

Выше - пример проведенных испытаний различных фильтров. Тест на потерю давления 1.5 inHg, что это значит CFM 1.5 in Hg? Эти значения указывают на то, что скажем при измерении потока на карбюраторе с полностью сток-системой впуска при потоке равном CFM 554 происходит потеря давления 1,5 дюйма ртутного столба (здесь можете пересчитать в значения вам удобные www.cleavebooks.co.uk/scol/ccpress.htm) Много это или мало, об этом мы уже говорили в предыдущих постах.
Что интересно с фильтром K&N значение выше, чем при измерении ВООБЩЕ БЕЗ ФИЛЬТРА.

Для чего же все это я пишу, в том злополучном видео парни при испытании, сравнении, как они сказали – использовали НЕ СИСТЕМУ GOLD AIR INTAKE, или SHORT INTAKE – а ГОФРИРОВАННУЮ ТРУБУ С ФИЛЬТРОМ выведенную из под ОТКРЫТОГО КАПОТА. Конечно это не имеет ничего общего с реально качественно сделанными системами впуска.

Если установить систему впуска на стандартную машину, то результат не будет сильно заметен. На многих автомобилях штатная система великолепна рассчитана и очень хорошо работает, но есть одно но, эта система рассчитана на данную конфигурацию, для нее, актуальный поток воздуха не создает особых проблем. А вот если начать поднимать мощность, то она уже становится реально проблемой, именно для этого и необходимо усовершенствовать штатную систему впуска, когда вы планируете получить ощутимую прибавку. Сток система будет серьезным рестриктором, но и не качественная система, может быть еще хуже.

Правило: "Больше - это значит лучше" и в этом случае не работает. Нам необходимо всегда поддерживать баланс между скоростью потока воздуха (топливно-воздушной смесью) и потерей давления, массы воздуха, кислорода. Слабая система впуска сильно ощутима на высоких оборотах, где максимальная скорость потока (помните – потеря давления в квадрате от скорости).

А теперь пора поговорить о реальных примерах из нашей жизни. Когда я впервые стал работать в международной компании, то оказался несказанно счастлив возможности учиться у очень авторитетных дядичек, к примеру у американца, которого все знают как Don. Он в своё время построил много моторов, на которых даже выигрывали гонки и квалификацию в NASCAR, именно он нам помогал в написании уже не калькуляторе мощности, и целого комплекса программ симуляции, проектирования тюнинговых и гоночных моторов, да он вообще большой специалист в области гидродинамики, постройки гоночных моторов и ГБЦ.

Пример. Машина Ford Fiesta ST 150, с двухлитровым мотором Duratec, это один из наших подопытных кроликов. Что же мы получили. Пока расскажу об "атмо-версии".

В стоке, у нашей "Фиесты" было 146 сил ( по паспорту 150, но в реальности - меньше). Мотор великолепный, особенно мне нравится головка блока цилиндров, в стоке у нее впускной клапан 35 мм. После продувки ГБЦ на продувочном стенде, она выдала 255 [email protected] H2O, это очень и очень неплохо, скажем так, ее хватит без проблем в таком варианте до 245-250 сил. Если вам не нужна больше мощность даже не трогайте её. А то я знаю, в России любят всё большое. Нет ребята, "Больше - не есть лучше"! А касаемо моторов – скорее только хуже. К примеру, в России на "Ладу" продают 32 мм впускной клапана (тюнинг), это куда же такой? Мы делали 1,6-литровый мотор VW – нам нужен низовой, до 8000 оборотов, так у нас получается 200 сил на 7800 оборотах и 204 ньютона момента на 5950 об/мин и все это на 29,5 мм впускном клапане.

Ладно, про мотор "Дюратек". Как я уже говорил раньше, до 7200 об/мин, где максимальная скорость поршня составляет 6382 ft/min "сток-шатуны" держат без проблем, далее необходимо (стейдж 2) поменять болты шатунов и поднять до 7700 об/мин лимит оборотов. Поэтому все рассчитывалось и делалось исходя из этого, на максимальный момент. Так какие же результаты. После установки специально изготовленной системы впуска (сток-ресивер), системы выпуска и специально для этого сделанный выпускной коллектор, распредвалы (низовые) у нас получилось 189 сил на 6590 оборотах.

Мало, мы установили специально сделанный впускной ресивер, оставили те же распредвалы и получили около 200 л.с. на 6750 об/мин – и встали. Всё, не хочет так просто дальше расти. Вот тут то и самое время вспомнить о том, что я писал в этом посте. В "стоке", на этом моторе установлена заслонка 55 мм, да для 150 сил все очень неплохо, но у нас, на 200 "силах", потери давления в дроссельной заслонке составили 0.95 in Hg (это и являлось рестриктором). Поменяли на 60 мм и сразу выскочили на мощность 206 л.с.

Ладно, на сегодня хватит, а то в дальнейшем нечего будет писать, а там ещё потом установили четыре дросселя, все сделано было на максимальный момент (результат потрясающий получился), сейчас поменяем болты шатунов и новые валы, вот это будет толк, а то на сток-валах (правда пришлось их покрутить) с дросселями тока 207 "сил" на 6700 оборотах.

Вообще, мне кажется это идеальная машина для трек-дней, любительских гонок, и все это на сток-моторе, лёгкая, мощная, дешёвая и очень быстрая. Но рассказ о ней будет в другом посте.

Всем удачи, Барик


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