Как увеличить мощность на классическом двигателе

Любители автоспорта во всех его разновидностях знают, что существует целая индустрия, занимающаяся увеличением КПД двигателей (следовательно, и повышением их мощности). Но такие работы относятся к категории очень дорогостоящих, а сами силовые агрегаты – это действительно уникальные по сложности изделия. Поэтому их установка на обычные массовые автомобили в принципе невозможна.

Что же делать рядовым автолюбителям, которые неудовлетворенны мощностными характеристиками своих четырехколёсных друзей? В современном мире скорость решает всё, а в условиях загруженности городских транспортных магистралей любое промедление на перекрёстке чревато большими временными потерями. Повышение мощности мотора позволяет увереннее себя чувствовать и на скоростных магистралях, где время обгона – показатель критичный, особенно если дело касается бюджетных авто, изначально характеризующихся наличием маломощного мотора.

Существует немало способов прироста мощности силового агрегата. Некоторые из них достаточно просты, другие – сложные и финансово затратные. Одни дают практически неуловимый прирост мощности, другие могут порадовать заметным улучшением динамики (и ухудшением других характеристик). Поэтому желательно изучить все популярные методики, описывающие, как увеличить мощность двигателя. Информирован – значит вооружён, а знание преимуществ и недостатков каждого из востребованных способов позволит вам выбрать только те, которые будут соответствовать вашим ожиданиям и возможностям.

Увеличение рабочего объёма

Именно этот показатель стесняются приводить владельцы малолитражек, когда их расспрашивают о характеристиках автомобиля. Что ж, увеличение объёма камеры сгорания – пожалуй, самый радикальный способ сделать свою машину более приёмистой и динамичной.

Известно, что в понятие «объём двигателя» входит несколько взаимосвязанных характеристик: на сколько перемещается поршень, каковы количество и диаметр цилиндров. Но поскольку конструктивно изменение числа цилиндров невозможно даже теоретически, остаётся воздействие на два других вышеназванных параметра.

Увеличение диаметра цилиндров в принципе возможно, но поскольку они двигаются в камерах, рассчитанных именно на заводские размеры, потребуется расточка на соответствующую величину блока цилиндров. Если БЦ выполнен из чугуна, новые поршни большего размера должны подвергнуться дополнительной обработке, заключающейся в нанесении на стенки поршней микронеровностей, служащих для удержания масляной плёнки. Не стоит говорить, что в гаражных условиях подобные работы выполнить практически невозможно.

Если же блок цилиндров произведён из алюминия и оснащён мокрыми вставными гильзами, задача намного упрощается. В этом случае расточка не требуется – достаточно поменять гильзы на изделия нужного диаметра, приобретя их в любом автомагазине.

Второй способ добиться требуемых результатов – изменить в большую сторону ход поршня. Конструктивно сделать это можно за счёт использования коленвала с другой геометрией (увеличенным на определённую величину радиусом кривошипа). Выбор подходящего коленвала тоже не доставит проблем – в продаже имеется немалое количество изделий, предназначенных для установки на разные типы и модификации силовых агрегатов, включая форсированные.

Безусловно, увеличение мощности двигателя при использовании такого радикального метода будет достаточно ощутимым. Но не стоит забывать, что эта характеристика автомобиля тесно связана с другими параметрами (в частности, с крутящим моментом и величиной оборотов коленвала). Фактически увеличение хода поршня означает, что наибольшая величина крутящего момента развивается при минимальном значении оборотов вращения коленвала.

Если говорить о конкретных цифрах, то увеличение хода поршня/диаметра цилиндров обеспечивает прирост мощности на величину порядка 10%, при этом работа двигателя на всех режимах станет заметно ровнее.

Среди недостатков способа стоит отметить следующие:

• увеличенный расход горючего (примерно на те же проценты);
• дороговизна самой процедуры;
• в некоторых случаях возникает необходимость в изменении конструкции сцепления, для корректной работы ЭБУ потребуется и соответствующая перепрошивка;
• в таких случаях использование некачественного масла и топлива крайне нежелательно;
• ресурс мотора уменьшится из-за снижения толщины стенок цилиндров.

Увеличение степени сжатия

Данный способ считается одним из наиболее эффективных. Ориентация на изменение в большую сторону величины сжатия топливовоздушной смеси в камере сгорания хорошо тем, что увеличение мощности в этом случае не сопровождается ростом расхода горючего. Согласитесь, это для бюджетных автомобилей (если быть точнее, для автовладельцев, ограниченных в средствах) крайне важно.

Наверняка у вас возникнет закономерный вопрос: по какой причине автопроизводители не делают степень сжатия максимальной в заводских условиях? Неужели оставляют некоторый резерв для самостоятельного тюнинга? Дело в том, что характеристики используемого бензина не позволяют увеличивать степень сжатия произвольным образом. Этот показатель рассчитывается таким образом, чтобы минимизировать различные детонационные явления. Увеличение степени сжатия – хороший способ поднятия мощности мотора на внушительную величину, но достигается это за счёт использования горючего с более высоки октановым числом. А оно, конечно же, стоит дороже.

Так что выгода от такого тюнинга становится менее очевидной. Радует одно: силовой агрегат после подобной модернизации будет демонстрировать больший КПД даже на предыдущей мощности, что достигается за счёт уменьшения потребления горючего. В целом рост степени сжатия действительно оказывается самым выгодным способом увеличения приёмистости мотора.

В настоящее время используют две различные методики увеличения степени сжатия:

• первый способ заключается в установке прокладки ГБ меньшей толщины. Его основной недостаток – увеличение вероятности контакта клапанов и поршней. Так что перед его использованием необходимо всё тщательно рассчитать. Вариацией данного метода считается установка в силовой агрегат других поршней, имеющих соответствующие выемки, препятствующие столкновению с клапанами. При этом, разумеется, фаза газораспределения подвергнется изменениям, и потребуются соответствующие настройки двигателя, но это, как говорится, процедура одноразовая;
• второй способ заключается в расточке цилиндров – о нём мы уже говорили выше. Просто мы не упомянули, что, кроме увеличения объёма КС, такая процедура повышает степень сжатия, поскольку объём камеры сгорания остаётся неизменным, меняется только объём собственно цилиндров. Перед тем, как повышать мощность двигателя таким образом, необходимо понять, что при стандартных настройках мотора чем меньше степень сжатия, тем выше прибавка мощности.

Поднимаем количество сгорающего в цилиндрах топлива

Все автолюбители знают, что энергия в моторе вырабатывается при сгорании топлива. Значит, чем больше его поступит в камеру сгорания, тем выше будет мощность. Также нужно обеспечить условия, при которых топливо сгорит полностью и в оптимальном режиме. Добиться этого можно несколькими способами:

1. увеличить подачу горючего с учетом сохранения коэффициента избытка воздуха;

2. поднять давление сжатия топливовоздушной смеси с учетом детонационных свойств бензинов;

3. увеличить объем цилиндров (литраж).

Разберем, какими техническими решениями можно достичь выполнения каждого из способов.

Увеличиваем подачу горючего (теплотворную способность)

Бензин АИ 98

Наиболее простой способ – использовать топливо с более высоким октановым числом. Если заправить бак вместо «девяносто третьего» бензина АИ 98, прибавку к мощности автомобиля водитель почувствует сразу. Например, это один из немногих способов увеличить мощность двигателя с карбюратором. Необходимо только убедиться, что мотор рассчитан на работу с таким горючим.

Чип-тюнинг

Увеличить подачу топлива в камеру сгорания можно при помощи перепрошивки ЭБУ. Этот способ часто советуют на автосервисах, когда водители интересуются, как увеличить мощность двигателя с инжектором (впрыском топлива). Следует учесть, что данное действие является нарушением заводских настроек и приводит к уменьшению ресурса силового агрегата.

Как увеличить подачу кислорода (воздуха).

Чтобы взбодрить своего «стального коня», можно и даже нужно обеспечить больший приток кислорода в камеры сгорания. Благодаря хорошему наполнению цилиндров воздухом, топливо сгорает лучше, поэтому, если вы увеличили подачу горючего, подумайте, как добавить в камеру сгорания кислород. В противном случае часть бензина или дизтоплива будет вылетать в выхлопную трубу, не давая прибавки к мощности. Но надо помнить чрезмерное превышение количества воздуха может привести к обратному результату.

Фильтр нулевого сопротивления

Наиболее простой способ увеличить подачу кислорода в мотор – установить воздушный фильтр нулевого сопротивления. Можно выполнить эту операцию самостоятельно. Тем, кто думает, как увеличить мощность двигателя своими руками, рекомендуется именно этот способ. Следует учитывать, что фильтрующая способность этого приспособления ниже, чем у штатного расходника, поэтому придется расплачиваться уменьшением ресурса двигателя, так как дорожная пыль быстро изнашивает детали трения.

Турбонаддув

Это очень действенный способ. Если двигатель авто «атмосферник», и вы думаете, можно ли увеличить его мощность, то этот вариант оптимален. Можно ожидать прибавку лошадиных сил на 30-50%! Заплатить за это удовольствие придется круглую сумму, так как потребуется не только купить и установить турбину, но и модернизировать систему охлаждения мотора.

Некоторых водителей интересует, как увеличить мощность двигателя 1.6 или другого объема с турбонаддувом. Если автомобиль укомплектован турбированным мотором, можно попытаться выжать из него еще немного «лошадей», установив более мощный нагнетатель. Следует помнить, что ресурс силового агрегата неизбежно уменьшится.

Совет от профессионалов После работ по увеличению подачи горючего и кислорода в цилиндры желательно также модернизировать систему выхлопа, чтобы улучшить вентиляцию камер сгорания. Это поможет получить больший эффект от тюнинга системы подачи топлива и воздуха.

Как увеличить давление сжатия топливовоздушной смеси

Давление сжатия топливовоздушной смеси зависит от степени сжатия, т.е. от соотношения общего объема цилиндра и объема камеры сгорания. Чтобы уменьшить размер камеры сгорания, подрезают головку блока цилиндров, либо используют более тонкую прокладку.

Если вы решили увеличить мощность двигателя таким способом, необходимо перейти на бензин с более высоким октановым числом. Если использовать топливо стандартной марки, оно будет детонировать и вместо дополнительных лошадиных сил, вы рискуете получить проблемы.

Увеличиваем рабочий объем двигателя

Чтобы получить прибавку в литраже мотора, растачивают цилиндры. Этот способ часто применяют, чтобы увеличить мощность двигателя «Шевроле Нива». Специальными инструментами растачивают внутреннюю полость цилиндров и устанавливают поршни большего диаметра.

Недостаток этого способа – высокая стоимость. Необходимо растачивать все цилиндры на одинаковую величину, а точность должна быть в пределах 0,01 мм. Ремонтные поршни увеличенного диаметра стоят значительно дороже стандартных. Такую операцию можно выполнить только в автосервисе, а стоимость составит несколько десятков тысяч рублей.

Тюнинг системы впуска

Большинство методов, относящихся к улучшению тракта впуска, направлены на уменьшение сопротивления потока воздуха, направляемого в камеру сгорания. Технически такие доработки нельзя назвать сильно сложными, но они требуют использования большого числа разнородных деталей и материалов, позволяя добиться весомой прибавки мощности. Рассмотрим, как увеличить мощность карбюраторного и инжекторного двигателя, изменяя элементы системы впуска.

Увеличение объема

Один из самых дешевых и достаточно эффективных способов это сделать объем мотора больше. Производится это следующим образом, края каждого цилиндра растрачиваются на определенное расстояние, тем самым повышая объем в каждом цилиндре и во всем агрегате в целом.

Такую процедуру могут сделать как в каком-нибудь тюнинг ателье, возможно на СТО, а также это можно сделать самостоятельно. Лошадей становится больше, но высоких цифр там не получится, также во всем диапазоне поднимается крутящий момент и при этом надежность остается прежней. Также этот способ служит хорошим началом для дальнейшего глубокого тюнинга, но даже если его в ваших планах нет, его спокойно можно использовать для легкого тюнинга. Если вы расточите цилиндры, то система впуска и выпуска не сможет также идеально, как раньше справляться с наполнением цилиндров и отведением выхлопных газов и поэтому мотор станет мощнее на низких оборотах. Для того, чтобы это исправит необходимо сделать больше ход поршню я помощью замены коленчатого вала на более длинный, а также на эту же длину уменьшить общую длину поршня с шатуном. Используя расточку блока цилиндров и поднятие длины хода коленчатого вала можно долбиться максимального объема, хоть это и будет стоить дорого, но даст хороший фундамент для дальнейшей доработки мотора.

Установка фильтра нулевого сопротивления

Под этим термином понимается модифицированный воздушный фильтр, основное предназначение которого – увеличить пропускную способность фильтровального элемента. У стандартного ВФ он выполнен из достаточно плотного материала, обеспечивающего надёжную фильтрацию поступающего извне воздуха. В «нулевике» используется более разреженный материал. За счёт ухудшения фильтровальной способности и изменения конструкции самого фильтра воздух проходит фильтр с меньшими потерями. Следует отметить, что прибавка мощности в этом случае будет мизерной, так что данный метод следует использовать только в комплексе с другими подобными мероприятиями.

Увеличение диаметра дроссельной заслонки

Такой способ также достаточно популярен, но, как и в случае применения ФНС, ощутимых результатов ожидать не стоит. Если же использовать его в рамках комплексного тюнинга силового агрегата, то небольшое увеличение производительности системы впуска даст в итоге вполне ощутимый накопительный эффект.

Чип-тюнинг

Достаточно распространенный вид доработки двигателя, которым пользуется как при комплексном тюнинге, так и используют его в качестве единственного источника новых «кобылок». Чип-тюнинг представляет собой настройку микросхемы, если точнее, то это настройка калибровки микропрограммы электронного блока управления автомобилем (ЭБУ).

Производители для своих автомобилей выставляют определенный угол опережения зажигания для различных регионов, чаще всего он полноват из-за чего топливо сгорает не так эффективно. Также производитель устанавливает высокие поправки в угол опережения зажигания для того, чтобы снизить нагрузку на трансмиссию, но к сожалению во время разгона мотор более задумчив и имеет провалы. Также из-за заводской настойки у автомобиля может быть повышенный расход топлива.

Благодаря чип-тюнингу можно устранить все проблемы и тем самым добиться более приятного ощущения от вождения, а также поднять крутящий момент, силы и снизить расход топлива. В итоге получается, что данный вид тюнинга относительно дешевый, не требует вмешательства и каких-либо технических изменений, что оставит автомобиль на гарантии и при этом дает неплохие результаты. Чип-тюнинг необходим, если вы изменяете техническую часть мотора, так как его необходимо настроить под измененные характеристики, полученную путем установки какой-либо детали. Хороший результат только благодаря чип-тюнингу получали спортивные автомобили уже с высокими данными, поэтому если ваш автомобиль слабый, то не ждите каких-то высоких результатов от данной доработки.

Минусов у данного вида доработки нет, но самое главное, данный вид работ лучше делать человеку, который в этом разбирается, поэтому не пожалейте денег на сервис.

Установка ресивера

Главное предназначение данной детали – сглаживание пульсаций воздуха на пути к камере сгорания. Достигается это за счёт применения укороченных впускных патрубков и увеличения объёма камеры ресивера. Данный метод относится к легкому тюнингу двигателя, демонстрирующему неплохие результаты. Его особенностью является максимальное наполнение цилиндров топливовоздушной смесью в диапазоне высоких оборотов при адекватном снижении на низких. При соответствующем изменении конструкции ресивера можно добиться противоположного результата, когда крутящий момент вырастет в диапазоне низких оборотов, но во всём остальном диапазоне приёмистость двигателя уменьшится.

Модификацией данного метода считается монтаж впускной системы с модифицированной геометрией воздушных каналов, что позволяет добиться более качественного наполнения цилиндров во всём диапазоне крутящего момента, руководствуясь информацией о ДЗ и текущих оборотах вращения коленвала. Вариант очень эффективный с точки зрения прироста мощности, но и достаточно дорогостоящий в реализации.

Демонтаж впускного коллектора

В некоторых случаях вместо впускного коллектора устанавливают «дудки» – укороченные патрубки, настроенные преимущественно на диапазон высоких оборотов. Это очень эффективное, но дорогостоящее решение, предполагающее установку отдельной ДЗ на каждый цилиндр. Объём подаваемого в камеру сгорания воздуха при этом резко увеличивается, благодаря чему достигается более устойчивая работа мотора на ХХ, низких/средних оборотах и очень продуктивная работа в верхнем диапазоне. Заметно уменьшается время реакции на нажатие педали акселератора.

Расплачиваться за все эти прелести придётся увеличением расхода горючего и снижением ресурса силового агрегата.

Тюнинг системы выпуска

Как известно, главной задачей системы выпуска является обеспечение отведения продуктов сгорания топливовоздушной смеси, а также снижение звуковых эффектов и вибрации, возникающих в результате взрывоподобного возгорания смеси. В современных автомобилях в систему выпуска встраивают также элементы, снижающие токсичность выхлопа. К сожалению, действие закона сохранения энергии распространяется и на автомобили. Поэтому при очевидной пользе глушителя принцип его работы заключается в некотором снижении мощности мотора.

Существует несколько способов уменьшения потерь мощности за счёт модернизации выхлопной системы:

• монтаж прямоточных элементов;
• использование даунпайпов;
• увеличение диаметра выпускных трубопроводов;
• раздвоение системы выпуска отработанных газов.

Чтобы понять, как можно поднять мощность двигателя за счёт системы выхлопа, рассмотрим, от чего вообще зависит мощность силового агрегата.

Главный и определяющий параметр – это количество/качество топливовоздушной смеси. Двигаясь от ВМТ до самой нижней точки, цилиндры наполняются смесью воздуха и горючего, причём параметры этой смеси зависят от степени согласованности давления между впускным и выпускным трактами.

Другими словами, увеличение объёмов воздуха, подаваемого в КС, увеличивает мощность мотора, но точно такого же повышения производительности нужно добиться и от выпускного тракта – в противном случае прироста мощности наблюдаться не будет.

Справедливо и обратное – увеличение пропускной способности выхлопа само по себе способствует приросту мощности двигателя. Рассмотрим основные способы достижения поставленных целей.

Коллектор

Основная доля потерь системы выхлопа приходится на коллектор. Его замена позволяет снизить эти потери. В профессиональном тюнинге и автоспорте для этих целей используют «паук» — коллектор, отличающийся от штатного как формой, так и количеством, а также порядком расположения приёмных труб.

В частности, для четырёхцилиндровых силовых агрегатов используют либо коллекторы типа «4/2/1» (длинный вариант, четыре трубы сначала объединяются в две, а затем сливаются), либо короткую схему «4/1». Последний вариант позволяет получить прирост мощности в относительно небольшом диапазоне оборотов (6000 и выше), поэтому он используется преимущественно на спортивных авто. Первая схема считается идеальной для любительского тюнинга выпускной системы, поскольку даёт весомое увеличение крутящего момента практически на всех диапазонах.

Резонатор

Увеличение диаметра резонатора – ещё один способ повышения мощности в прямоточных системах выхлопа. Принцип действия такого тюнинга заключается в улучшении процесса продувки цилиндров на фазе выпуска, благодаря чему удаётся повысить крутящий момент силового агрегата. Такая процедура, именуемая «выхлопом с настройками», применяется для изменения моментного графика. Собственно настройка резонатора предполагает его наибольшее действие на участке снижения после максимума, что позволяет увеличить КМ на высоких оборотах. Чтобы добиться прироста мощности на малых оборотах, резонатор настраивают на работу на участке роста до максимума.

Если на машине установлен каталитическим нейтрализатором, его демонтируют с установкой прямоточного пламегасителя. Такая модернизация позволяет резонатору без особых последствий противостоять максимальным температурным воздействиям, однако с экологической точки зрения в Европе с таким выхлопом делать нечего. Российские нормативы допускают возможность такой модификации.

Оконечная часть глушителя

Одной из основных задач системы выпуска является уменьшение уровня шума, издаваемого работающим мотором. Для осуществления этой цели оконечную часть глушителя устанавливают по возможности на максимальном расстоянии от коллектора, тем самым уменьшая его резонансное воздействие. Использование прямоточного глушителя вместо обычного позволяет снизить сопротивление потоку газов до нуля, по крайней мере, на последнем этапе выхлопа. Чтобы компенсировать падение шумопоглощающих свойств, в такой глушитель помещают трубу меньшего диаметра с перфорационными отверстиями. Пространство между внешней/внутренней трубами наполняют волокнистым материалом с хорошими теплостойкими свойствами (например, стекловолокном). Чтобы частички наполнителя не «улетали в трубу» в буквальном смысле слова, между стекловолокном и трубой устанавливают барьер в виде мелкоячеистой сетки.

Шум выхлопа в таком глушителе достаточно эффективно поглощается наполнителем, проникая через перфорационные отверстия. Впрочем, со временем слой набивки всё равно становится более тонким, что начинает сказываться на издаваемом прямоточным глушителем звуке. Да и эффект прироста мощности в итоге оказывается незначительным.

Чип-тюнинг

Под этим термином понимают внесение изменений в программное обеспечение бортового компьютера, направленное на изменение работы исполнительных механизмов, влияющих на работу силового агрегата. В общем случае необязательно выполнение чип-тюнинга исключительно с целью добиться заметного прироста мощности, но следует признать, что большинство случаев приходится именно на такую модернизацию микропрограммы ЭБУ.

Изначальные заводские настройки далеко не всегда оптимальны. В частности, автопроизводители стараются соотнести угол опережения зажигания, контролируемый бортовым компьютером, с определённым регионом, но получается, что в большинстве случаев он оказывается слегка завышенным. По этой причине процесс сгорания ТВС происходит не так эффективно.

Второй причиной, по которой ЭБУ настраивают на повышенный угол опережения зажигания, является уменьшение нагрузки на узлы трансмиссии. Другой стороной такого решения является увеличение времени реакции двигателя на действия водителя, а также снижение устойчивости его работы. Некоторые заводские настройки работы бортового компьютера приводят к увеличенному расходу горючего.

Чип-тюнинг в состоянии устранить все вышеперечисленные недостатки:

• увеличить многие параметры работы силового агрегата;
• повысить комфортность для водителя;
• поднять до приемлемого уровня крутящий момент;
• уменьшить расход горючего.

С точки зрения стоимости такая модернизация автомобиля считается одной из самых недорогих, при этом в конструкцию автомобиля не вмешиваются, что оставляет шансы на исполнение гарантийных обязательств продавцом. Отметим, что чип-тюнинг для обычных авто не позволяет добиться значимых результатов, но без него не обойтись, если вы вносили изменения в конструкцию силового агрегата или компонент, с ним соседствующий, поскольку при этом изменяются и характеристики работы мотора.

Наибольший эффект данный вид модернизации авто демонстрирует на спортивных машинах, обладающих и без того мощными характеристиками.

Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор

Два слова о мощности

В таком вопросе нельзя без щепотки теории, поэтому позвольте пару слов о природе мощности, чтобы смысл всяких «железных» доработок был понятнее. Подробно на этом вопросе я останавливался в одном из прошлых материалов, а тут лишь обозначу коротко по сути. Мощность для любого двигателя внутреннего сгорания может быть выражена как крутящий момент, умноженный на обороты, с коэффициентом.
Не волнуйтесь, на выходе это все та же работа в единицу времени, просто так куда удобнее оперировать цифрами из технических характеристик машины.

Поэтому очевидно: для увеличения мощности нужно увеличивать крутящий момент и обороты. Ну или один из этих параметров.

На словах задача выглядит просто. Казалось бы, какая разница, 5 тысяч оборотов или 8? На практике зависимость нагрузок на цилиндропоршневую группу от оборотов – квадратичная. Если по-простому, то безоглядно поднимать рабочие обороты нельзя – мотор быстро получит необратимые механические повреждения. Поэтому нужно либо «затачивать» мотор под высокие обороты, либо все-таки идти путем увеличения крутящего момента.

Статьи / Практика Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент Этот вопрос – одна из главных тем «холиваров» на автомобильных форумах. Оппоненты готовы порвать друг друга, приводя десятки аргументов. А ведь все просто: мощность — это и есть момент! Как… 357231 6 71 02.02.2015

Чуть о природе крутящего момента

С ним тоже не так все просто. При поднятии момента нагрузка на поршневую группу растет уже не квадратично, а линейно, но увеличивается нагрузка иначе. Сильнее нагружаются коленчатый вал, шатуны, поршневые пальцы и сам блок цилиндров.

Ну хорошо, будем увеличивать момент осторожно. А что для этого надо сделать? «Вогнать» в мотор больше воздуха для окисления большего количества топлива. Как известно, для сжигания одного килограмма бензина нужно 14,7-15 килограммов воздуха. В пересчете на литры это выглядит куда внушительнее: 1,4 литра бензина против 12 кубометров, или же 12 тысяч литров воздуха. Поэтому-то, как вы понимаете, не так сложно подать в мотор нужное количество бензина, как обеспечить его воздухом.

Поэтому крутящий момент будет зависеть от количества воздуха, подаваемого в цилиндр за такт, а мощность – от того, сколько мотор может переварить в единицу времени.

Выводы напрашиваются сами собой: для форсировки нужно либо увеличивать рабочий объем, либо применить наддув!

Крутящий момент и объем

Так уж получилось, что в отношении почти любого атмосферного двигателя действует эмпирическое правило: 85-100 ньютон-метров приходятся на 1 литр рабочего объема. Моторчик объемом 1,6 литра будет иметь 140-160 Нм, двухлитровый – 180-200. Это фактический предел.

Правило это довольно универсальное и применимое к моторам как давним, так и совсем новым. Мощным и совсем слабеньким. Разве что совсем старые моторы отклоняются от него. Вот МеМЗ-968, мотор от Запорожца, его рабочий объем 1,2 литра, момент – 80 Нм. Но при этом ВАЗ-2101 – те же 1,2 литра, но уже 87 Нм. И это старые карбюраторные двигатели с совершенно ужасными по современным меркам характеристиками системы питания и зажигания!

Статьи / История Почему современные моторы ломаются чаще старых и проверенных В нашей статье про самые надежные моторы почти не встречаются современные двигатели. При этом среди тех, которые лучше не брать, новыхбольшинство. Совпадение? Не думаю. 227627 14 121 23.02.2015

У современного моторчика Skoda Fabia 1,2 выдает уже 112 Нм. Тойотовский 1ZZ-FE на 1,8 литра объема выдает 171 Нм, а куда более мощный 2ZZ-GE – всего 180 Нм. Мерседесовский М111 2,3 литра выдает 220 Нм, а куда более новый и мощный М272 3,0 – ровно 300 Нм. Экстремально форсированный Honda K20A 2,0 имеет момент 215 Нм – чуть лучше «среднего». Ну и так далее.

Кстати, даже формульные атмосферные моторы 2,4 имели момент в пределах 260 Нм. При оборотах за 18 тысяч этого хватало для получения очень высокой мощности.

Причина столь малого разброса в «форсировании по моменту» именно в том, что он зависит от степени наполнения, площади поршня и хода поршня. Степень наполнения ограничена атмосферным давлением и еще немного можно выжать за счет хорошо проработанной системы впуска. Поэтому сильно поднять крутящий момент без увеличения рабочего объема не только нельзя, этого попросту не нужно.

Вот моторы с турбонаддувом делают, что хотят. Хотите 250 Нм с мотора 1,4? Пожалуйста, двигатель 1,4 TSI EA111 на Skoda Octavia это может. На Fabia RS тот же мотор мощнее, но момент такой же. А на Мерседесах мотор M274 2,0 DE20 AL может иметь как 350 Нм, так и 370. В общем, любые варианты возможны. Турбина наддует столько, сколько выдержит механическая часть мотора.

Главный вывод, который нужно сделать: без наддува нет момента. Даже самые серьезные изменения дадут лишь небольшой прирост. И то в основном на высоких оборотах.

Про форсировку турбомоторов я подробно расскажу в следующей статье. Но если вы противник турбин и все же решились «допилить» свой атмосферный мотор, двинемся дальше. Что такого происходит с мотором, что с атмосферного 1,6 какой-нибудь Fiesta получают 180-220 лошадиных сил без всякого наддува, а мощность скромных двухлитровых с турбонаддувом переваливает за 400 или даже 800 сил? И что придется поменять в вашем совершенно обычном двигателе, чтобы он выдавал хотя бы 180-200 «лошадей»? Глобально вроде бы все понятно: либо «дуть» во имя момента, либо «крутить» во имя оборотов. А что придется менять в конструкции для достижения фантастических результатов?

Работы по «железу»

Даже если мотор остается атмосферным, хлопот немало. Увеличение рабочих оборотов – дело сложное и затратное. В первую очередь заботятся о том, чтобы поршневая группа вообще выдержала нагрузки. Улучшения идут в двух направлениях: увеличивают прочность и вместе с тем снижают массу поршневой группы.

Нам необходимы: кованый коленчатый вал, кованые Н-образные шатуны, Т-образные поршни пониженной высоты, особо прочные болты шатунов. Ну а более производительный маслонасос позволит снизить потери и обеспечить приемлемую прочность. У особенно форсированных двигателей для гонок поршень может остаться всего с двумя поршневыми кольцами для снижения массы, а для снижения потерь на трение их делают минимальной толщины.

Если в ваших планах – обороты свыше 10 тысяч в минуту, шатуны придется делать из титановых сплавов, хотя это не самый лучший материал для деталей двигателя. Несмотря на высокую прочность, его сплавы слишком пластичны, а в ДВС точность изготовления идет на микроны. Очень высокая нагрузка приходится на нижнюю головку шатуна, и потому требования к их шпилькам или болтам очень высоки, и тюнинговые детали стоят крайне дорого именно по этой причине.

Статьи / Практика Лишние лошадки: опасный и бессмысленный чип-тюнинг атмосферных моторов Очень многие автолюбители слышали о чудесном способе повышения мощности мотора. Всего-то нужно поменять управляющую программу – и тут же машина обретет много мощности и станет «пулять», как… 100302 21 34 16.03.2016

Конечно, новой поршневой группой изменения не ограничиваются. Требования к механизму ГРМ тоже растут. С ростом оборотов должна возрастать упругость клапанных пружин, чтобы они успевали возвращать тарелки в закрытое положение. Тут нужно снижать массу клапанов, а заодно и их возможности по теплоотдаче. К тому же с более агрессивными распределительными валами скорость открытия и закрытия клапанов увеличивается, и растет нагрузка на все компоненты механизма. В общем, клапаны обычно заменяют на облегченные и особо прочные. Титановые детали изредка применяют и тут, но чаще в ход идут высокопрочная сталь и металлокерамика.

Ну а дальше вопрос в настройке резонансных явлений на впуске и выпуске мотора с помощью впускного коллектора, выпуска и распредвалов. Разумеется, расширяют «узкие места» в виде дросселя, а то и переходят на многодроссельный впуск, с отдельной заслонкой для каждого цилиндра.

Если действовать по уму, то оптимизации обычно требует также форма каналов в ГБЦ и остальных местах впускного тракта. Для этого мотор «продувают» и ищут точки потери давления – места с повышенным сопротивлением течению воздуха. Процессы доработки впуска на практике ничуть не проще доработки поршневой группы мотора, а при «легком» тюнинге и вовсе съедают основную долю бюджета доработок.

Вот, например, мотор Opel C20XE. Двигатель дорабатывался специалистами Lotus и является типичным примером «двигателя для омологации» – мотора, изначально подготовленного к переделкам самим производителем. Не зря его использовали в WTCC команды Opel, а затем Chevrolet и Lada добрых полтора десятка лет. Его конструкция неплохо переносит форсирование, и потому список необходимых изменений выглядит достаточно скромным.

С мотором изначально менее «прочным» бюджет был бы выше, причем в разы. Стоковый C20XE имеет объем 2,0 литра и мощность 150 л. с. Английские компании набрали большой опыт по подготовке этого двигателя к различным гонкам и существуют так называемые «киты», которые можно купить и установить на свой мотор. Разумеется, двигатель должен быть идеально собран и не иметь значительного износа. Для примера воспользуемся продуктами компании Qedmotorsport.

Любой комплект доработок включает в себя впускной коллектор с индивидуальными дросселями на каждый цилиндр диаметром 45 мм, новый регулятор давления топлива, топливную рампу, новую систему управления двигателем (ECU), двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов и поставляется в сборе с комплектом проводки. Система омологирована для применения в автоспорте.

Минимальный уровень доработок гарантирует мощность 190-200 л. с. при установке распределительных валов с большой высотой кулачков и более крепких болтов шатунов. Цена такого комплекта – 1 800 фунтов. Небюджетно, зато все рассчитано не в гараже на коленке, а профессионалами.

Хотите больше? Набор доработок C20XE до 210 л. с. включает в себя замену поршней для работы на более высоких оборотах, разрезные шестерни ГРМ для тонкой настройки фаз и еще более «агрессивные» распределительные валы. Цена такого комплекта уже 2 300 фунтов.

Для получения еще 10 л.с. сверху, с пределом мощности 215-220 л.с., комплект получает новые распредвалы, предназначенные для работы без гидрокомпенсаторов, новые толкатели, новые клапанные пружины. Цена такого комплекта уже 2 550 фунтов.

Топовый комплект, с максимальной мощностью до 245 л.с., включает в себя тот же набор, что и предыдущий, но настроенный на более высокие обороты и нагрузку. Цена – 2 750 фунтов. Готовый же двигатель с сертификатом стенда на 240-260 л.с. имеет цену порядка 3 500-5 000 фунтов, в зависимости от производителя.

Максимальный уровень мощности, который имели заводские гоночные команды с таким мотором, – порядка 280-320 лошадиных сил при неограниченном бюджете.

Другой пример – очень популярный на раллийных Fiesta и Focus мотор 2,0 Duratec. Те же 2 литра и 150 л.с., но более современная конструкция. Для примера возьмем английские доработки Omex Technology Systems.

Мотор с комплектом доработок до мощности в 180 л.с. стоит 5 995 фунтов без учета налога с продаж. В комплект входит новый впускной коллектор с индивидуальными впускными патрубками и дроссельными заслонками, система управления, «злые» распределительные валы, усиленные болты шатунов и выпускная система. Максимальные обороты – 7 800 в минуту, максимальная мощность достигается при 6 500.

Мотор с комплектом доработок до 200 л. с. включает в себя уже доработки ГБЦ и камер сгорания. Цена такого мотора – 6 895 фунтов без учета налогов. Максимальная мощность достигается при 7 000 оборотов.

Максимальный уровень доработки до мощности 260 сил – это кованые поршни для высочайших нагрузок, Н-образные кованые шатуны, более эластичные пружины клапанов и комплект облегчения ГРМ, более производительные форсунки и другие доработки. Максимальные обороты 8 700, максимальная мощность при 8 500 оборотах. Цена такого двигателя уже 11 595 фунтов.

В общем, как видите, правильный «атмосферный тюнинг» – это довольно дорого, сложно, а отдача на выходе не то чтобы ошеломляющая.

Эффект

Даже при небольшом увеличении максимальных оборотов можно существенно прибавить в мощности, если уменьшить падение крутящего момента или даже чуть увеличить его на максимальной скорости вращения.

При сохранении величины крутящего момента за счет его переноса в зону более высоких оборотов можно получить рост мощности на 30-40%. Фактически именно перестройка впуска является залогом высокой мощности атмосферного двигателя, а ограничением здесь выступают возможности поршневой группы.

Предел конструкции

Чем выше степень форсирования атмосферного мотора, тем больше усилий нужно прилагать. Обороты до 7 тысяч не требуют особых усилий, если максимум стокового мотора был на уровне 6 тысяч.

Каждая тысяча оборотов сверх дается дорогой ценой. Все элементы должны становиться легче и прочнее, а это не просто сложно, а очень сложно сочетать. Уже 10 тысяч оборотов для стандартной поршневой группы типичного «квадратного» мотора – недостижимая мечта. Большая часть сильно форсированных двигателей ограничивается оборотами 8 500-9 000 в минуту. Конструкции с особо коротким ходом поршня могут попытаться получить и более высокие обороты. Скажем, малоразмерные мотоциклетные моторы вполне неплохо себя чувствуют на оборотах за 13 тысяч, но форсировать до такой степени «гражданский» автомобильный мотор нереально.

Все ухищрения бесполезны, потери в поршневой группе возрастают слишком быстро. И даже серьезные переделки механизма ГРМ для повышения КПД уже не помогут, хотя для мотоциклетных и гоночных короткоходных есть еще пути. Скажем, есть такая штука как десмодромный клапанный механизм, где не используются пружины – они выдерживают экстремально высокие обороты. Но это дорого и неоправданно – сейчас такой механизм используют только на мотоциклах Ducati, и в основном ради имиджа. А на машинах формулы использовали «пневмопружины» клапанов, позволяющие «играть» упругостью в широких пределах.

Словом, еще раз повторю уже сказанное выше. Серьезно поднять мощность мотора без применения того или иного наддува невозможно. О «наддувном тюнинге» я расскажу во второй части рассказа о форсировке.

Опрос

Вы когда-нибудь пробовали форсировать атмосферный мотор?

Ваш голос

Всего голосов:

Уменьшение веса маховика и поршней

Казалось бы, снижение веса никак не должно влиять на мощностные показатели функционирования мотора, но на практике использование облегчённого маховика позволяет добиться небольшого, но вполне положительного эффекта. Дело в том, что за счёт снижения массы эта деталь раскручивается намного быстрее, позволяя двигателю выйти на высокооборотистый режим за более короткое время. Средняя прибавка к мощности при таком способе тюнинга составляет порядка 4%, так что в качестве накопительного эффекта он волне пригоден.

Плюс данного метода ещё и в том, что его реализация по силам и в гаражных условиях. Для увеличения мощности дизельного двигателя достаточно приобрести облегчённый маховик (его стоимость варьируется в пределах 2000-5000 рублей), а его монтаж не требует большого количества операций. Как правило, такая модернизация производится комплексно, вместе с изменением уровня компрессии, чип-тюнингом, установкой фильтра нулевого сопротивления и другими несложными и недорогими доработками.

Вторым способом, относящимся к уменьшению массы деталей авто, считается использование кованых поршней. По идее, на его движение должно затрачиваться меньше энергии, да и по прочностным характеристикам он даст фору поршням из традиционных материалов. Впрочем, рассчитывать на значительный эффект и здесь не приходится. Тем не менее автогонщики его активно используют, поскольку для них даже незначительный прирост мощности очень важен. В последнее время такая операция все чаще входит в набор услуг, предоставляемых фирмами, специализирующимися на тюнинге.

Закись азота

Этот способ увеличения мощности можно отнести к экстремальному методу, поскольку его применение резко уменьшает ресурс мотора и зависит от состояния силовой установки. Суть заключается в том, что закись азота используется как дополнительный окислитель топлива. Попадая в камеру сгорания силовой установки, закись азота под воздействием тепла распадается в ней на кислород и азот.

Кислород повышает содержание кислорода, поступившего из воздуха, а азот не даёт возникнуть детонации в моторе. Впрыск азота ни в коем случае нельзя осуществлять на постоянной основе. Его применение ограничено коротким промежутком времени. Существует несколько систем впрыска: сухая, мокрая, система прямого впрыска.

Повысить мощность таким способом можно значительно, от 25 до 150 лошадиных сил и более в зависимости от силовой установки. Однако с целью сохранения мотора не рекомендуют превышать эту величину более, чем на 50 лошадиных сил.

Снижение силы трения

Именно эта сила оказывает максимальное воздействие на снижение КПД любого устройства, в котором используются трущиеся части. В двигателе внутреннего сгорания наибольшие потери происходят в момент движения поршня, контактирующего со стенками цилиндра, выступающего в качестве направляющей.

Разумеется, снизить трение позволяет моторное масло – это его основное предназначение, но его физические характеристики можно улучшить, используя различные присадки.

Здесь следует быть осторожным – состав конкретной присадки может быть оптимизирован совсем для других целей. В идеале нужно покупать присадки комплексного действия, которые не только создают дополнительный слой между трущимися поверхностями, но и способны очищать их от нагара и других отложений. Безусловно, самым важным действием такой присадки считается формирование нового защитного слоя, характеризующегося очень прочной связью с одной из трущихся поверхностей и отличным маслоудерживающим свойством.

А поскольку мощность двигателя зависит от наличия потерь в ЦПГ, уменьшение трения положительно скажется и на динамике автомобиля. Согласно различным данным, такой способ увеличения приёмистости силового агрегата даёт прибавку к мощности на уровне 6-7%, увеличивая ресурс поршневой группы и снижая расход горючего.

Впрочем, многие отзывы не содержат каких-либо положительных результатов применения подобных присадок, поэтому их использование может оказаться простой тратой денег.

Модернизация распредвала

В большинстве случаев использование распределительных валов с изменённой геометрией кулачков практикуется для повышения мощности двигателя, хотя существуют и прямо противоположные решения.

Всё зависит от того, увеличены или уменьшены размеры кулачков. В первом случае обеспечивается больший ход клапанов, что положительно сказывается на динамике силового агрегата. Однако и здесь имеются свои нюансы: в продаже имеются модернизированные распредвалы, предназначенные для увеличения мощности мотора на низких, средних или высоких оборотах вращения коленвала. Зависит это опять же от того, как сильно увеличена высота подъёма клапанов. Если незначительно – имеем добавку мощности на небольших оборотах, если максимально (но так, чтобы исключить соударение клапана с поршнем) – увеличим тягу мотора на высоких оборотах.

Так что если вы хотите увеличить мощность атмосферного двигателя, минимально изменяя конструкцию силового агрегата – установка спортивного распредвала поможет вам решить эту задачу. Разумеется, после замены этой детали потребуется выполнение процедуры регулировки клапанов.

Распределительный вал

Данную деталь часто меняют для того, чтобы немного поднять л.с., при этом многие останавливаются только на данном способе и в итоге отказываются от него спустя какое-то время. Валы является мозгом, но механическим.

Задача спортивных распредвалов в том, чтобы обеспечить необходимую подачу смеси в цилиндры за счет большей высоты подъема клапанов. Существуют низовые волы, предназначенные, для добавления л.с. при низких оборотах, также есть универсальные и верховые, которые поднимут мощность на высоких оборотах. Для того, чтобы понять какой из них что делает, необходимо смотреть насколько они поднимают клапана, если немного, то вы получите увеличение на низких оборотах, а если клапана поднимаются высоко, то как вы уже поняли сил станет больше на высоких оборотах.

Устанавливать валы не так уж и сложно, интересующиеся могут прочитать об этом по ссылке здесь. Ваша задача выбрать себе спортивные валы, для низких или высоких оборотов. Когда вы уже установите новые валы, ваша задача отрегулировать клапана с помощью разрезной шестерни.

Турбонаддув

Данный способ заслуженно считается наиболее эффективным в плане роста мощности силовой установки. Об этом свидетельствует и рост количества моделей, производимых с наличием подобной опции (турбированные модификации сегодня не редкость даже для концерна АвтоВАЗ).

Впрочем, даже обладателям машин с турбонаддувом есть к чему стремиться, поскольку и у них имеется немало возможностей повысить количество выдаваемых двигателем лошадиных сил. Особенно интересен такой тюнинг владельцам маломощных авто (например, с объёмом двигателя 1.4-1.5 литров). Для того, чтобы добиться ещё более впечатляющих результатов, достаточно установить турбину больших размеров. Альтернативным вариантом считается увеличение давления заводской турбины. Все эти способы позволяют добиться заметного прироста мощности, но требует внесения немалого количества изменений. Вместо этого можно подобрать турбину с более высокими показателями производительности, благо на рынке представлено огромное количество моделей для большинства ходовых моделей.

Если говорить об установке турбины на атмосферный силовой агрегат, то это уже считается кардинальным изменением конструкции авто, оказывающим влияние как на настройки двигателя, так и на эксплуатационные моменты (необходимость обязательного прогрева мотора, даже в жаркое время года, более частая замена расходных материалов).

Однако выигрыш в мощности может оказаться почти двукратным, поэтому такая работа стоит затраченных усилий. Всё зависит от ваших умений, а также характеристик устанавливаемой турбины. Правда, кроме собственно турбины придётся устанавливать и интеркулер, поскольку она в процессе работы сильно разогревается, а вместе с ней греется и мотор. Чтобы снизить тепловую нагрузку, некоторые увеличивают объём ОЖ, поступающей в радиатор и улучшают его обдув, устанавливая более мощный вентилятор. Старые форсунки также нужно заменить на более производительные, поскольку они не рассчитаны на столь большую нагрузку.

Принцип действия турбокомпрессора достаточно прост – обеспечение подачи в цилиндр намного большего количества воздуха. А поскольку интенсивность процесса горения в максимальной степени зависит от наличия кислорода (напомним, в атмосферном воздухе его немного – около 21%), то чем больше воздуха поступает в камеру сгорания, тем лучше. Кстати, турбина приводится в действие благодаря энергии выхлопа, не используя мощности двигателя, однако необходимо принимать во внимание, что существует прямая зависимость между нажатием педали акселератора и производительностью турбины.

Достоинства данного метода увеличения мощности силового агрегата очевидны: по эффективности (двукратное и более увеличение КПД двигателя) ему нет альтернативы, использование турбины можно отменить одним нажатием кнопки, если в этом нет потребности.

Но это и самый дорогой способ, к тому же требующий перепрошивки ПО бортового компьютера. Самостоятельно установить турбину также малореально – для этого требуется соответствующий опыт и знания. Хотя запитка турбины не требует отбора мощности мотора, на высоких оборотах неизбежен повышенный расход горючего – этого требуют элементарные физические законы. Установка турбины требует существенной доработки многих других узлов машины – использования более прочных деталей, усиления тормозных возможностей. Наконец, приготовьтесь к тому, что ресурс двигателя окажется заведомо меньше регламентного.

Установка и замена турбонаддува

Использование турбонаддува, это один из самых лучших способов повышения лошадиных сил, так как этот способ дает очень высокий результат. Часто можно встретить турбированные автомобили ]ВАЗ[/anchor].

Итак, сначала для тех, чей автомобиль уже имеет турбонаддув с завода. На самом деле таких автомобилей достаточно много, тем более современные производители последнее время все чаще делают турбо движки объемом 1,4 литра, но также присутствуют и другие турбо моторы. Если ваш агрегат уже оснащен турбонаддувом, то вы можете существенно поднять л.с. с помощью установки более большой турбины или поднятия давления стандартной турбины. В интернете есть подробные статьи о том, как сделать давление выше. Заменить турбину на другую, тоже не составит особого труда, снять старую и поставить на ее место более большую не так уж и сложно.

По поводу установки турбонаддува на изначально атмосферный автомобиль это уже более сложная процедура. Сразу следует понимать, что эксплуатация вашего автомобиля будет несколько другой, так как вам придется чаще чистить масляные и воздушные фильтры, постоянно придется прогревать установку, даже в теплую погоду.

После установки турбины, характеристики могут измениться в 2 раза, а то и больше, все зависит от ваших рук, размера и давления турбины. Также вы должны понимать, что просто установить турбину не получится, так как она греется и вместе с ней греется весь мотор и поэтому его нужно как-то охлаждать, поэтому на турбо моторах практически всегда присутствует интеркулер, но можно и даже желательно еще и поднять количество поступающей охлаждающей жидкости в радиатор, продуваемость радиатора, производительность вентилятора. Также помимо простой установки турбины, необходимо еще и установить более производительные форсунки. Также бывает такое как турбояма.

Краткие выводы

Как видим, даже маломощный автомобиль можно заставить работать, как спортивный. Собственно говоря, подобный тюнинг имеет смысл сравнивать с допингом, используемым в профессиональном спорте. Но здесь прямого запрета нет. Максимальные санкции – лишение гарантии, что после окончания гарантийного срока неактуально. Большинство актуальных способов дают относительно небольшой рост мощности, поэтому, если не использовать наиболее радикальные методы, имеет смысл задействовать комбинацию из нескольких менее существенных.

Но в любом случае за увеличение отдачи мотора придётся чем-то расплачиваться. В большинстве случаев это – повышение расхода топлива.

#Двигатель#Мощность