Элементы форсированного двигателя

Эта статья Олега Сизенцева была опубликована на сайте www.chiptuner.ru Статья интересная, но с точки зрения специалиста по вопросам тюнинга я все же вставил в нее ремарки, дополнения и пояснения.

При составлении материала использованы фотоматериалы с интернет - ресурсов Инжектор-ВАЗ, SVR Conversions, Team-RS, Двигатели-ВАЗ.ru, МотоПром, Картюнинг, ОКБ "Динамика" и многих других.
Некоторые материалы могут дублироваться с основным содержанием сайта. Это очень популярная статья. Она, с купюрами (но, в основном, без, украдена и размещена на добром десятке "тюнинговых" сайтов и в автомобильной прессе государства Украина. (Я даже несколько польщен тем, что у меня так много воруют - значит, есть что. В связи с этим я разрешаю свободную перепечатку без ссылки на первоисточник для всех представителей сексуальных меньшинств пассивного типа.
Вам судить о качестве "услуг" таких "тюнингаторов", которые сами два слова не могут связать о том, что предлагают людям за немалые деньги. Люди, будьте бдительны!)

Cкупые цифры роликового стенда.

Сколько же можно выжать лошадок из 8-кл. серийного двигателя 21083. Испытания на роликовом стенде автомобиля ВАЗ 2108 - 17.10.2002 проводимого при участии Uncle Sam.

Исходные данные.

- ВАЗ 2108
- Двигатель 1,6, распредвал и ГБЦ кроссовые
- Спортивный ресивер, 52 мм ДЗ, фильтр нулевого сопротивления, свободный выпуск
- Без расходомера, дополнительные коррекции по атмосферному давлению и темп. воздуха.
Датчик кислорода. ДПКВ - на маховике. Ограничитель оборотов - 8500.
- Стандартная КПП

Что получилось (данные по ВСХ с роликов).
Максимальная мощность 126лс при 7400об и скорости 206км/ч. Естественно без учета Сх, т.к. ветра на роликах нет:).

Дальше серийные форсунки просто отказались работать (кончился линейный диапазон).

Увеличение рабочего объема

Наиболее распространенным вариантом увеличения рабочего объема до 1600 куб. см является увеличение хода поршня до 74,8 мм (стандартный - 71 мм) путем замены коленчатого вала и поршней. Тут есть несколько вариантов

а) "Кованные" поршни распространенные размеры 82,0, 82,4, 84,0 мм различных классов. "Кованые" поршни бывают как обычной формы, так и Т-образные. Последние значительно легче по массе.
б) Стандартные поршни, прошедшие специальную механическую доработку.
в) Использование поршней 21213 с механической доработкой и заменой шатунов под "плавающий" поршневой палец.

Помимо самого распространенного коленчатого вала с ходом поршня 74,8 мм, существуют еще КВ с ходом поршня 78,0 мм и 80,0 мм. При использовании этих коленчатых валов можно получить следующие варианты:

82х78 мм (рабочий объем до 1680 куб. см)
82х80 мм (рабочий объем до 1720 куб. см)
84х78 мм (рабочий объем до 1750 куб. см)
84х80 мм (рабочий объем до 1798 куб. см)

С данными коленчатыми валами используются только "кованые" поршни рассчитанные на ход поршня 78 и 80 мм соответственно. Сами коленчатые валы выпускаются в трех "весовых категориях" - легкие, средние и тяжелые.

Ссылка по теме: Статья из журнала "Тюнинг": А. Пахомов. "О поршнях"

Владельцы 16-кл. двигателей (для которых деньги не имеют значения могут избежать этого геморроя и приобрести двигатель ВАЗ 21128 объемом 1,8 л. (100 л.с, 160 Нм) или ВАЗ-21203 объемом 2,0 литра и мощностью 118 л.с.
В двигателе 21128 масса кривошипно-шатунного механизма снижена на 190 гр., применен "высокий" блок (выше на 1,9 мм.), оригинальный коленчатый вал, шатуны длиной 129 мм., облегченные поршни. По заявлению изготовителей, данная модификация не загибает клапана при обрыве ремня ГРМ.
Для 8V на том же ОПП выпускается новый двигатель 21084 объемом 1,6 л. Подробнее. 21084 выпускается на ОПП только в карбюраторном варианте.
При этом надо помнить, что двигатели собраны на ОПП со всеми вытекающими обстоятельствами (качество сборки, дефицитные комплектующие и пр. геморроидальные эффекты).

Сейчас в продаже появляются автомобили ВАЗ с шестнадцати клапанным двигателем которые якобы 2.0L В техпаспорте при этом указан двигатель 2112. При замере хода поршня через свечное отверстие, замер показывает ход 71 мм. Следовательно двигатель оказывается стандартным 1500. Там только установлен тюнинговый ресивер на котором написано 2,0L При покупке такой машины обязательно проверяйте запись в тех паспорте о марке двигателя.

Элементы форсированного двигателя

Впускной ресивер – немаловажный элемент настройки впуска. Больший, чем у стандартного, объём позволяет, при правильной конструкции и настройке, сгладить пульсации воздуха, кроме того, в такой конфигурации длина впускного тракта короче, что позволяет получить дополнительный момент на средних и высоких оборотах. Для получения высокого момента на низких оборотах, впускные каналы, наоборот, должны быть длиннее. Оптимальным было бы изменение длины впускных каналов в зависимости от оборотов. Например, до 2700 - 3000 об/мин. работает длинный впускной тракт, после - короткий. Данное решение реализовано на многих иномарках, ВАЗ тоже разработал двигатель 11193 с изменяемой длиной впускного коллектора и фаз ГРМ еще в 1998г. На тюнинговые среднефорсированные моторы обязательно устанавливают ресиверы увеличенного объема.

Тюнинговый ресивер для восьмиклапанного двигателя ВАЗ
Тюнинговые ресиверы на 16V - самодельный и SVR Conversions

Впускной ресивер - неплохое средство обогащения тюнинговых контор. Его стоимость редко опускается менее $200. Например, стоимость ресивера SVR Conversions с установкой в Картюнинге - 420 у.е. Не верьте в его "настроенность". Настройка двигателя под конкретный впуск - выпуск производится точной подгонкой фаз ГРМ под резонанс вруска/выпуска и сам по себе "настроенным" быть не может, наоборот, неправильная настройка ГРМ может повлечь большие потери момента на всем диапазоне оборотов. И, каким бы не был ресивер, все же он имеет ограниченный объем и паразитный резонанс воздуха на впуске. Поэтому для достижения более значительных результатов необходимо применять 4-х дроссельный впуск, но это уже совсем другая история...

Действительно впускной ресивер очень важная деталь двигателя. В практике у нас был такой случай, клиент самостоятельно установил впускной ресивер (как раз такой же желтенький, как на верхней фото) и..... потерял 35% мощности в диапазоне оборотов до 4500. Как раз там, где машина должна разгоняться. Из всех опробованных нами ресиверов для 16 V - моторов, наиболее лучшие результаты показал ресивер SVR.
Сейчас в продаже появился новая модель ресивера "Passik". Он немного блоьше по объему чем SVR. Для его установки мы разработали специальную программу:
Двигатель ВАЗ 2112 - 1800; распредвалы фмрмы Динамик - Камс 44 х 44;
Форсунки ЗМЗ - Bosch; Заслонка от Волги, от 406-го; Без расходомера с ДАД.
Как ни странно, хотя и валы "верховые", но с "широким" крутящем моментом, а тяга получилась как у двигателя с компрессором, только меньше. Т.е. двигатель получился очень эластичный и достаточно большой мощности.

Впускные и выпускные каналы должны быть тщательно обработаны - увеличен диаметр, убраны все неровности, наплывы, стыки - все, что способно тормозить движение потока. Каналы должны быть тщательно зашлифованы.

16V Так выглядят шлифованные каналы ГБЦ 8V
.
А это впускные каналы 16-кл. впуска. Слева - заводская отливка, в центре - обработанная. Справа - доработанная 16-кл. ГБЦ под вал с большим подъемом.

Некоторые конторы предлагают полировку - это технически не совсем грамотно, в лучшем случае, это не будет мешать. К слову сказать, не все "нестыковки" в ГБЦ следует спиливать, некоторые из них выполняют довольно важную роль, создавая в нужном месте противодавление или торможение потока.

Клапана желательно использовать увеличенного диаметра и/или облегченные. При раскрутке двигателя свыше 7000 об/мин рекомендуется использовать более жесткие клапанные пружинки или спортивные пружинки "Schrick" и модифицированные (облегченные титановые) тарелки клапанов. На 8-кл. двигатель отлично "вживляются" клапана от BMW с диаметром стержня 7 мм. Так же, недорого (по тюнинговым меркам) можно приобрести клапана "Shrick" или изготовить легкие титановые клапана с защитным покрытием по Вашему чертежу (на декабрь 2003 г. стоимость одного такого клапана - 21 USD. Смотреть здесь.)
Если предполагается использование стандартных клапанов - они должны быть максимально облегчены и притерты. На ВАЗовском конвейере отсутствует операция притирки клапанов, фаска на клапанах и седлах рассчитана на "самопритирку" во время обкатки.

Облегченные клапана 8V

Распердвалы для тюнинга и спорта отличаются подъемом и фазовой характеристикой. Чем выше подъем - тем выше момент и мощность на высоких оборотах. Тут важно определиться - для каких целей форсируется двигатель и, исходя из этого выбирать распредвал. В настоящее время тюнинговые

распределительные валы встречаются трех основных видов - так называемые "Тольяттинские" (неполнобазные, изготовленные перешлифовкой из стандартных валов), Уфимские, производства НПФ "МастерМотор" и производства Тольяттинской тюнинговой фирмы "Торгмаш". Нестандартные валы, изготовленные из серийных, которые можно приобрести в Тольятти (ориентировочная цена 1600 - 2000 руб.) попадались с высотой подъема клапанов 10,2; 10,3; 10,4. Валы эти, хотя и имеют субъективно большую

отдачу в области высоких оборотов, применять нецелесообразно. Сделать такой вывод можно внимательно рассмотрев вал - так как уменьшается его база, сильно заостряется фаза, т.е, несмотря на высокий подъем клапана, он довольно быстро закрывается или открывается, нарушая тем самым фазы газораспределения. Наиболее грамотно рассчитанными и изготовленными на сегодняшний день являются валы производства МастерМотор, разработанные ОКБ "Динамика". Применительно к 8-кл. двигателю "гражданскими" валами можно назвать 49, 52 и 54 вал. 49 хорош как низовой, для активной и динамичной езды по городу, в диапазоне оборотов двигателя 2 - 4 тыс., 52 уже более верховой, наиболее оптимальный при смешанной езде город/трасса, 54 - для движения на более высоких оборотах. 54 вал имеет уменьшенную базу, поэтому его установка сопряжена с небольшой доработкой ГБЦ. Следующий в списке, 62-й вал, уже на границе фанатизма, дальше - только СПОРТ. Этот вал имеет обороты кинематического разрыва более 9000 об/мин.

Регулируемый шкив распредвала

При замене распредвала крайне желательно (а в большинстве случаев - обязательно) применение так называемой "разрезной шестерни", т.к. необходимо очень точно настроить фазовую характеристику тракта, "поймать его резонанс". Устройство такой шестерни крайне просто - обеспечивается возможность плавного смещения шестерни относительно центра с последующей фиксацией в выбранном положении. Существуют также "разрезные" шкивы коленвала.

Для 8-кл. двигателей ВАЗ выпускается довольно широкий диапазон валов, на любой вкус. Наиболее перспективны для "городских битв" р/валы с 49-го по 55-й валы, для рейсинга - №62, далее идут валы чисто спортивные, для ралли и кольцевых гонок.
Несомненный интерес представляет новое направление ОКБ Динамика - р/валы с неплоскими толкателями - линейка р/валов RX для двигателя 21083. Данное техническое решение позволяет реализовать очень большой подъем клапанов с высокой скоростью открытия/закрытия клапана и довольно узкой фазовой характеристикой. ОКБ "Динамика" имеет патент на данный профиль ГРМ, хотя подобное техническое решение встречалочь на довольно старых иноведрах. ОКБ "Динамика" выпускает 6 модификаций RX: RX1-RX3 для "бытовых" двигателей и RX4-RX6 для автоспорта.
Для 16-кл модификаций Мастер-Мотор выпускается всего три пары тюнинговых валов 38/32, 44/38 и 50/44 (в недавнем прошлом выпускалась довольно удачная пара 52/48, которая была в "бытовой" линейке самая экстримальная.), с высотой подъема до 9,6 мм (серийный 7,6), остальные - чистый спорт.При установке валов следует иметь ввиду, что в новых (2003 г.) ГБЦ они могут задевать за приливы, причем, чем выше подъем, тем большая вероятность. Поэтому нужно обязательно проверять "прокрутку" вала, и при необходимости доработать ГБЦ.
Безусловным лидером в мелкосерийном производстве распредвалов для тюнинга и спорта является Уфимская фирма "Мастер-Мотор" и ее партнер ОКБ "Динамика", Москва, производящие широкую линейку р/валов практически на любой вкус. Несмотря на довольно большое количество "конкурирующих" фирм (в основном Тольяттинских), отношение цена-качество прочно удерживают р/валы МастерМотор. Еще одним несомненным плюсом является полноценная гарантия на всю их продукцию. Более подробную информацию можно получить здесь или на сайтах производителей " Мастер-Мотор" и ОКБ "Динамика".

Регулировка разрезной шестерни (шкива Верньера).

1. Пометить на обоих, неподвижной и подвижной частях, стандартную метку, согласно стандартной шестерни.
2. Установить на вал, надеть ремень и совместить все метки (коленвал, распредвал)
3. Проконтролировать впускной и выпускной клапан 4-го цилиндра: при совмещенных метках должно быть перекрытие (одинаково открытые впуской и выпускной клапаны). Если перекрытия нет (т.е. один открыт больше чем другой), ослабить винты шестеренки и повернуть вал относительно внешней части шестерни). По нахождении перекрытия - поставить метки на шестерне (как в п.1). В этом положении вал находится в точке перекрытия и точно совмещены метки коленвала и распредвала. Это условный "0", от которого идет регулировка в зависимости от поставленных целей.
Если РВ проходит метку раньше КВ это "опережение", если позже - "запаздывание".

Все, что здесь написано выше про регулировку шестерней только отчасти правильно. И интересно как нужно проконтролировать открытие впускных и выпускных клапанов? Обычно производитель указывает величины подъема клапанов. Например для популярных валов 31 - 36 или как раньше 32 - 38 Динамик - Камс, должно быть 1,2 мм для впуска и 0,8 для выпуска. Измерить это возможно только микрометром индикаторного типа, по опусканию (накаченного) компенсатора. Отрегулировать это легко.

Для этого необходимо установить мотор в ВМТ и выкрутить полностью болты фиксации шетеренок. Ремень ГРМ должен быть нормально натянут. Вращая валы за болты крепления к шестерням, установить необходимое опускание компенсатора. Затем закрутить болты фиксации.