Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Блок цилиндров. Форсирование увеличением объема

Ссылки по теме:

Мотокомплекты для увеличения объема двигателя (атмосферные и наддувные ДВС) в нашем магазине тюнинга

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять крутящий момент (в большей степени) и мощность мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 (возьмем его за пример, т.к. его производные, двигатели ВАЗ 2111, 2112, используют практически одинаковые по конструкции блоки цилиндров):

Первый (более «народный», т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока цилиндров, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленвала на другой, имеющий больший радиус кривошипа –> больше ход поршня –> больше объём. Затратная часть – коленвал (ход 74,8мм, 75,6мм, 78мм, 79мм, 80мм, 84мм, 86мм, 88мм), комплект специальных поршней под данный коленвал (т.к. блок цилиндров имеет определенную, конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока цилиндров под заданный комплект поршней.

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров (ГБЦ) с установкой спортивного или тюнингового распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата, не вмешиваясь в геометрию блока цилиндров. А зачастую, необходима комплексная доработка, т.е. увеличение объема, установка тюнинговых распредвалов с доработкой ГБЦ и т.д. Но об этом читайте в отдельной статье.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Сейчас мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленвалов (читайте статью «Облегчение коленвала»), хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего тюнингового или спортивного двигателя. Сейчас мы поговорим об R/S.

Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу коленвала, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленвала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

В данной статье мы рассмотрим влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленвала на «характер» мотора двигателей семейства переднеприводных ВАЗ. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S (rod to stroke ratio), и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке спортивных двигателей.

Многие источники считают, что «золотой серединой» блока цилиндров является величина R/S, равная 1,75. В интернете вы сами можете при желании найти достаточно много выкладок и расчетов по геометрии блока цилиндров моторов «Honda». Отчасти все они будут справедливы и для блоков цилиндров ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы «Honda» серий В16А – В20В с объемом от 1,6 до 2,0 литров соответственно, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема).

Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 куб.см., мощность 160ЛС.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 ЛС/литр):
длина шатуна: 134 мм
ход коленвала: 77 мм
соотношение R/S: 1,74 (что, как видно, практически близко к «золотой середине»)

Посмотрим какая обстановка с отечественными блоками цилиндров (на примере блока цилиндров ВАЗ 8-го семейства, заводские варианты «геометрии»)

Двигатель 21081: объём 1099куб.см.
ход коленвала 60,6 мм
диаметр поршня 76 мм
длина шатуна 121 мм
R/S = 1,996

Двигатель 2108 (блок цилиндров 194,8мм): объём 1288 куб.см.
ход коленвала 71 мм
диаметр поршня 76 мм
длина шатуна 121 мм
R/S = 1,7

Двигатель 21083 (блок цилиндров 194,8мм): объём 1499 куб.см.
ход коленвала 71 мм
диаметр поршня 82 мм
длина шатуна 121 мм
R/S = 1,7

Двигатель 21084 (блок цилиндров 194,8мм): объём 1580 куб.см. (выпускался ОПП «АвтоВАЗа»)
ход коленвала 74,8 мм
диаметр поршня 82 мм
длина шатуна 121 мм
R/S = 1,61

Необходимо отметить, что сейчас существуют блоки цилиндров увеличенной высоты: 197,1мм (+2,3мм); 198,3мм (+3,5мм); 199,5мм (+4,7мм), а также большой ассортимент мотокомплектов различной геометрии, позволяющие получить необходимый рабочий объем и заданную величину R/S.

Эффект большого R/S:

Плюсы: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах.
Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

Минусы: Блок цилиндров, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана).
Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S:

Пюсы: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на блоке цилиндров с высоким соотношением R/S.

Минусы: Малая величина R/S означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для блока цилиндров это означает следующее:

Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна с возможным выходом из блока цилиндров.
Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок блока цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка блока цилиндров зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении «кованных» поршней со смещенным пальцем, износ блока цилиндров будет меньше чем при применении стандартных поршней.
Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ блока цилиндров и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленвала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92м/с при шатуне 121мм., и 22,80м/с., при шатуне 129мм.

Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

По вполне понятным причинам АвтоВАЗ комплектует свои блоки цилиндров шатуном длинной 121мм (он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для тюнинга, когда используются коленвалы с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке нестандартных, спортивных запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной: от 126мм до 146мм.

шатун 121мм облегчённый шатун 129мм шатун 131мм H-образный шатун 143,5мм H-образный шатун 146мм

Еще не стоит забывать, что увеличенные хода коленвала компенсируются уменьшением компрессионной высоты поршня (смещением поршневого пальца вверх) или увеличением высоты блока цилиндров. Т.к. компрессионную высоту поршня можно уменьшать до определенного предела, то следующим шагом будет замена блока цилиндров на более высокий, что повлечет за собой немалые расходы финансовых средств. Все эти действия направлены для того, чтобы увеличить значение R/S блока цилиндров.

Увеличение объема двигателя. Что обозначает значение R/S ?

Увеличение объема двигателя является простым способом поднять моментные и мощностные характеристики мотора. Существует несколько вариантов по увеличению объема двигателя.

Варианты увеличения объема двигателя
Эффект большого R/S
Эффект малого R/S

Варианты увеличения объема двигателя

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём. Затратная часть – коленчатый вал, комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

Рост рабочего объема двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего и после этих операций «снять» большую мощность с силового агрегата.

Чтобы возможности распредвала раскрылись, необходима доработка ГБЦ – зачастую серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установки клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – , увеличивая до определенных пределов их сечение.

Кроме ГБЦ, большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные и их форму, весовые характеристики коленвалов, хотя они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленвала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

Рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленвала на «характер» двигателей. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.

Эффект большого R/S

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

ПРОТИВ: Мотор, собранный с большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S

ЗА: Обеспечивает хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, т.к. скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более однородной, что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее: большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным и увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки.

Более короткий шатун увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленвала от ВМТ. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.

R/S соотношение двигателя

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора.

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока цилиндров, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра. Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленвала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём. Затратная часть – коленвал (диаметр кривошипа 74,8-75,6-78-79-80-84-86-88мм), комплект специальных поршней под данный коленвал (т.к. блок цилиндров имеет определенную, конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока цилиндров под заданный комплект поршней. Но это меняет RS двигателя. Так что же это такое?

Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу коленвала, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленвала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

В данной статье мы рассмотрим влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленвала на «характер» мотора двигателей семейства переднеприводных ВАЗ. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке спортивных двигателей.

Многие источники считают, что «золотой серединой» блока цилиндров является величина R/S, равная 1,75. В интернете вы сами можете при желании найти достаточно много выкладок и расчетов по геометрии блока цилиндров моторов Honda. Отчасти все они будут справедливы и для блоков цилиндров ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы Honda серий В16А — В20В с объемом соответственно от 1,6 до 2,0 литров, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема).

Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 см. куб., мощность 160 л.с.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 лслитр):

Длина шатуна: 134 мм
Ход коленвала: 77 мм
Соотношение R/S: 1,74:1 (что как видим практически близко к «золотой середине»)

Посмотрим какая обстановка с отечественными блоками цилиндров (берем только ВАЗ 8-го семейства)

Блок цилиндров 21081 – объём 1099 куб. см
— ход коленвала 60,6 мм
— диаметр поршня 76 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,996

Блок цилиндров 2108 — объём 1288 куб. см
— ход коленвала 71 мм
— диаметр поршня 76 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,7

Блок цилиндров 21083 — объём 1499 куб. см.
– ход коленвала 71 мм
— диаметр поршня 82 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,7

Блок цилиндров 21084 — объём 1580 куб см.
– ход коленвала 74,8 мм
— диаметр поршня 82 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,61

Нестандартные конфигурации блоков цилиндров 21083 :
Ход коленвала, мм Длина шатуна, мм R/S

74,8 121 1,62
75,6 121 1,6
78 121 1,55
79 121 1,53
80 121 1,51
74,8 129 1,72
78 129 1,65
80 129 1,61
74,8 132 1,76
78 132 1,69
80 132 1,65

Эффект большого R/S:

ПЛЮС: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах.
Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

МИНУС: Блок цилиндров, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана).
Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S:

ПЛЮС: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на блоке цилиндров с высоким соотношением R/S.

МИНУС: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для блока цилиндров это означает следующее:
1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна с возможным выходом из блока цилиндров.

2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок блока цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка блока цилиндров зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении “кованных” поршней со смещенным пальцем, износ блока цилиндров будет меньше чем при применении стандартных поршней.

3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ блока цилиндров и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленвала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80м/с., при шатуне 129 мм.

По вполне понятным причинам, АВТОВАЗ комплектует свои блоки цилиндров шатуном 121мм (он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для тюнинга, когда используются коленвалы с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке нестандартных, спортивных запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной: 126-146мм.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Если дело касается необходимости увеличить мощностные характеристики двигателя, то следует прибегнуть к способу, позволяющему увеличить объем мотора авто.

Способы, способствующие увеличению объема мотора

1. Наиболее бюджетным вариантом является способ, когда блок цилиндров растачивается, чтобы установить поршень большим диаметром. Затраты коснутся лишь при покупке колец и поршней, также придется заплатить за работу по расточке.

2. Применение второго метода требует значительных затрат, так как заключается в замене штатного коленвала на иной с большим радиусом кривошипа. Это придает поршню больше хода, а значит увеличивает объем двигателя. Придется раскошелиться на новый коленчатый вал. Да и покупка поршней под него тоже потребует немного потратиться. Важно помнить!

Блок цилиндров имеет свою конечную высоту! О покупке поршневых колец тоже стоит помнить. Стоимость работы обойдется авто владельцу в определенную сумму.

Стоит отметить, что форсировка иногда является не самым выгодным методом увеличения объема мотора. В некоторых случаях наилучшим выходом станет доработка ГБЦ и установка на спортивного распредвала.

Не стоит забывать и о доработке главного блока цилиндров, которая требуется для раскрытия возможностей распредвала. Следует отметить, что его доработка является сложным процессом, иногда приводящем к пере прессовки седел. Для этого необходимы новые клапаны с большим диаметром. Стоит помнить про впускные/выпускные каналы. Они также нуждаются в доработке путем увеличения их сечения.

Характер двигателя также зависит и от содержимого и от блока цилиндров. Соотношение длины шатуна и поршня влияет на, так называемое, дыхание мотора. А ДВС и является насосом, прокачивающий определенный объем топливно-воздушной смеси за конкретное время. Так, во время доработки двигателя следует уделить особое внимание R/S. По некоторым данным, наиболее оптимальным результатом считается R/S равный 1.75.

О положительных и негативных моментах эффекта большого R/S

1. К плюсам можно отнести: возможность для поршня большее время находиться в ВМТ, таким образом топливная смесь сгорает наилучшим образом. Иными словами, топливо полностью сгорает, создается наибольшее давление на поршень после прохождения ВМТ, а также появляется наиболее высокий температурный режим в камере сгорания. Итогом подобных манипуляция является достижение положительного момента на средних иди высоких оборотах. Использование длинного шатуна позволяет уменьшить трение поршня и цилиндра.

2. Минусы – двигатель, имеющий большое значение R/S, не способен обеспечить необходимое наполнение цилиндров при низких либо средних вращениях колен вала, так как снижается скорость воздушного потока. Следствием чего может стать детонация, появляющаяся из-за высокого температурного режима в камере сгорания, а также долгого времени нахождения самого поршня в ВМТ.

Положительные и отрицательные моменты малого R/S

1. Положительные характеристики – быстро наполняются цилиндры при низкой либо средней частоте вращения коленчатого вала, по причине увеличенной скорости движения поршня. В таком случае происходит ускорение роста разряжения, следствием чего улучшается наполнение цилиндров. А топливовоздушная смесь из-за большой скорости движения приобретает однородный характер, способствующих быстрому сгоранию.

2. Отрицательные моменты – при малой величине R/S требуется наибольший угол наклона, что способствует толканию поршня с большой силой в горизонтальном положении. При этом, двигатель работает под большой нагрузкой на шатун, что приводит к его разрушению, а также увеличивает нагрузку на блок цилиндров, поршни и кольца. Также увеличивается температурный режим за счет повышенного трения, что приводит к быстрому износу стенок цилиндра, поршневых колец.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 ( и его производных – ВАЗ 2111, 2112).

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

Мы рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ-2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.

Эффект большого R/S:

ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S:

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.

1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.

2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении ‘кованных’ поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней.

3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80 м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.

Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121 мм – он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1.7, что вполне удовлетворительно. Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна.

Ремонт Toyota, Nissan, Запчасти Mazda, Lexus, Mitsubishi, Автосервис Infiniti, Honda, Subaru, Suzuki.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Бесплатная консультация и расценка по телефону:

СТО на Богатырском пр. 14 к.2
+7(911) 926-05-02	+7(911) 926-05-45
СТО на Малом пр. ВО д.58
+7(921) 903-20-40	+7(921) 910-20-33
СТО на пр.Ю Гагарина д.32 к.6 лит.Б
+7(921) 955-20-90	+7(921) 955-20-90
СТО на ул.Шкапина д.48
+7(921) 900-20-55	+7(911) 920-2-920

Увеличение объема двигателя. Значение R/S, ремонт, диагностика, сервис – Новости

Ремонт, диагностика, сервис – Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

Эффект большого R/S:

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S:

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.

2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении “кованных” поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S – Новости

Увеличение объема двигателя. Значение R/S в Петербурге

Как увеличить рабочий объем двигателя автомобиля

Дата публикации: 10 октября 2018 .
Категория: Автотехника.

Любому автовладельцу хотелось бы сделать мощность двигателя более высокой. Простой и действенной мерой улучшения мощностных и динамических показателей автомобиля может стать модификация уже имеющегося в транспортном средстве мотора путем увеличения его объема. Естественно, если в машине установлен 2-х литровый двигатель (или больше), то «добавка» в 100÷200 см³ к его объему не будет заметна. А для автомобилей, оснащенных малолитражными или среднеобъемными бензиновыми атмосферными моторами, подобная модернизация будет весьма ощутимой.

Варианты увеличения рабочего объема

Расчет рабочего объема двигателя достаточно прост. Для стандартного 4-х цилиндрового двигателя он равен V=4×(S×H), где S – площадь поршня («пистона»), H – расстояние, которое он проходит от нижней до верхней мертвой точки (то есть, его ход).

Исходя из этой простой арифметической формулы, логично вытекают три доступных способа повышения объема силового агрегата:

увеличиваем S (то есть, растачиваем цилиндры и устанавливаем поршни большего диаметра);
изменяем в сторону увеличения H путем установки длинноходного колевала;
используем одновременно два вышеописанных метода.

Перечисленные способы имеют не только достоинства, но и недостатки (более подробную информацию о каждом из них на примере очень популярного в свое время двигателя ВАЗ-2103 читайте в разделах ниже).

Расточка цилиндров и замена поршней

О том, что расточка цилиндров и замена поршней необходима, свидетельствует снижение компрессии, увеличенный расход масла и уменьшение мощностных и динамических показателей автомобиля. И если капитального ремонта не избежать, то его лучше совместить с мероприятиями по увеличению объема двигателя. Причем, дополнительных затрат на такой тюнинг не потребуется.

На заметку! Если сборку и разборку силового агрегата вы сможете произвести самостоятельно (естественно, имея соответствующие навыки в проведении таких работ), то саму расточку вы вряд ли сделаете, так как ее проводят с использованием специальных станков на станциях техобслуживания или в ремонтных организациях.

Очень часто завод-изготовитель транспортного средства выпускает и специальные поршни ремонтных размеров, которые можно приобрести в магазинах автозапчастей. Например, для проведения первого ремонта двигателя классического ВАЗ-2103 (стандартный диаметр поршня составляет 76 мм) понадобится изделие Ø=76,4 мм, а для второго уже 76,8 мм. Подобная замена, естественно, не приведет к увеличению объема двигателя. Об этом свидетельствуют следующие расчеты:

V=4×(S×H), где S=π×R² – площадь поршня, R – его радиус, H – ход.

Тогда рабочий объем заводского мотора будет равен: V=4×(3,14×3,8²×8)=1451 см³, а после первого капитального ремонта: V=4×(3,14×3,82²×8)=1466см³. То есть, практически, ничего не поменялось.

Но, если расточить цилиндры под установку поршней от ВАЗ-21011, которые имеют больший диаметр (79 мм), то получаем двигатель с рабочим объемом: V=4×(3,14×3,95²×8)=1568 см³. То есть, увеличение составляет более чем 100 см³ (а это уже дает существенный прирост мощности – дополнительные 4÷5 лс).

Важно! Растачивать же блок двигателя от ВАЗ-2103 до размеров поршней с Ø=82 мм нельзя, так как это приведет к критическому снижению толщины стенок цилиндров.

Замена коленвала

При минимальном износе поршней и внутренних поверхностей стенок цилиндров объем мотора можно увеличить за счет замены заводского коленвала на более длинноходный. Чтобы осуществить подобную модернизацию придется либо приобрести новые шатуны (более короткие), либо установить специальные «пистоны» с крепежными отверстиями под пальцы, смещенными вверх (так как ход «пистонов» увеличится). В первом случае, из-за увеличения угла перекладки шатунов, усилится давление поршней на внутренние поверхности стенок цилиндров, что приведет к уменьшению ресурса всей конструкции двигателя. Во втором случае снизится надежность самих «пистонов», так как их верхние части имеют меньшую толщину (по сравнению со стандартными) и велика вероятность их прогорания.

На заметку! Некоторые компании по производству запчастей предлагают готовые наборы для проведения такого тюнинга моторов.

Возвращаемся к нашему ВАЗ-2103. Если оставить заводские поршни (Ø=76 мм) и установить коленвал ВАЗ-2130 (с величиной хода H=84 мм), то рабочий объем модифицированного двигателя составит: V=4×(3,14×3,8²×8,4)=1524 см³. Получается, что при такой модернизации увеличение объема составит всего лишь около 70 см³, а значит и прирост мощности будет незначительным. К тому же менять «неизношенную» поршневую исправно работающего двигателя на новый коленвал и поршни (а иногда и более короткие шатуны) довольно затратно. Однако, учитывая то, что при таком методе не требуется расточка цилиндров (то есть, отпадает необходимость обращаться за услугами в специализированные мастерские), такой способ находит достаточное количество «поклонников», так как все работы можно осуществить самостоятельно.

Комплексный метод

Третий способ увеличения объема мотора сочетает в себе оба вышеописанных метода. Естественно, при комплексном подходе (расточив блок цилиндров и установив длинноходный колевал) владелец сможет получить максимальный прирост объема двигателя, и, как следствие, значительное увеличение его мощности.

Например, если расточить цилиндры ВАЗ-2103 под установку поршней ВАЗ-21011 (Ø=79 мм) и установить коленвал ВАЗ-2130 (с величиной хода 84 мм), то рабочий объем модернизированного силового агрегата составит: V=4×(3,14×3,95²×8,4)=1646 см³.

То есть, при комплексном подходе удается увеличить рабочий объем заводского двигателя почти на 200 см³ (а это уже 10 дополнительных «лошадок» под капотом автомобиля). И хотя такой метод является наиболее дорогостоящим, он принесет владельцу транспортного средства ощутимые результаты (как в увеличении мощности, так и в улучшении динамики езды).

Выводы

Если вы решили увеличить рабочий объем двигателя вашего автомобиля с помощью одного из предложенных способов, то следует помнить о некоторых моментах тюнинга подобного рода:

Двигатель станет более «прожорливым» (то есть, расход топлива в любом случае увеличится).
Растачивая цилиндры под максимально возможный диаметр поршней, вы заведомо соглашаетесь с тем, что проведенная модернизация автоматически становится последним капитальным ремонтом силового агрегата вашего автомобиля.
Увеличение мощностных показателей требует повышенного внимания к исправности тормозной системы.
После изменения рабочего объема может понадобиться перенастройка системы впуска/выпуска (так как изначально она была оптимизирована под меньший объем).
Приступать к увеличению объема двигателя следует только после того, как вы убедились, что в продаже имеются все необходимые детали (поршни, кольца, шатуны или коленвал) для вашего конкретного двигателя.

На заметку! Для проведения предварительных расчетов увеличения объема двигателя можно воспользоваться он-лайн калькуляторами. Подставив в нужные «окна» все технические характеристики деталей, которые вы планируете установить (а именно ход и диаметр поршня, длину шатуна, толщину прокладки, количество цилиндров и так далее), вы не только получите величину рабочего объема модернизированного двигателя, но и степень его сжатия.

Мощности двигателей современных автомобилей можно увеличить и другими способами (например, с помощью ЧИП-тюнинга или установки так называемых спортивных распредвалов). Поэтому прежде чем повышать рабочий объем, следует внимательно ознакомиться со всей информацией касательно этого вопроса в отношении вашего конкретного двигателя. И только после этого следует выбрать наиболее приемлемый вариант.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Регистрация
Вход

В начало форума
Правила форума
Старый дизайн
FAQ
Поиск
Пользователи

Список форумов AUTOLADA.RU
Дополнительное оборудование, тюнинг

. вы спрашиваете почему 1.6 двигатель тупой . могу помочь с ответом. вы R/S считать у 1.6 пробовали ?
. я прикинул и получился R/S=1.6 вместо желаемых R/S=1.75 . вот двигатель и не крутится.
R/S считается просто. длину шатуна делим на ход поршня .
. малый R/S – хорошее наполнение на малых оборотах и не работа вверху.
. большой R/S – хорошая работа на верху и нет тяги внизу.
. оптимально – 1.75.
. я прикидывал длину шатуна под калиновский коленвал . получилось 131мм. . в короткий блок только с 2-х колечным поршнем встанет зараза. вот и получается что наши движки с малым R/S не крутятся. ход колена изменили а шатуны под этот ход не сделали.

Последний раз редактировалось: AMAROCK (Вт Май 13, 2008 7:38), всего редактировалось 1 раз http://www.autolada.ru/viewtopic.php?p=2680969#2680969

. а прикиньте если на дрыгатель с малым R/S поставить верховой распредвал .
. думаю что для низовых распредов – малый R/S а для верховых – большой нужен. мы при постройке дрыгателя это както не учитываем.

. господа хорошие. у кого какое мнение на этот вопрос ?

Жжошь

А ничего что мой движок 78*121*82,8 с Р/С 1,55 дегко крутится в 8000? Опровергая все твои умозаключения

Сама идея изначально правильная, только Р/С было раньше сильно модно. А щас на него все забили в гражданском тюнинге, все и так крутится – дай только мотору воздуха и бензина (распредвалы).. В спорте наверно еще заморачиваются с Р/С, но на то он и спорт. А вообще самые мощные ТАЗодвигатели (турбомонстры по 300 с **** сил) делают на конфе 71*121*82. Но вовсе не из-за Р/С, а из-за качества запчастей и прочности. 😎

Более менее точно и грамотно про корявую магию R/S расписано на сайте ab-engine где бойко критиковали team-rs в свое время.

сейчас на тиме уже обсуждений R/S не встретить вродь.

общий вывод из ab-engine таков: R/S конечно влияет. но его влияние на порядок меньше на итоговые характеристики чем непосредствено влияние рабочего объема.
поэтому в тюнинге при цели поднять характеристики двигателя гораздо правильнее идти по пути роста рабочего объема, нежели по пути оптимизации R/S.
короче говоря, сказано было так: хочешь максимум дури на атмосфернике – ставь самый большой коленвал и поршни что влезут в блок.
хочешь крутильности мотора – делай правильно ГБЦ.
заниматься сексом с R/S и тратить дохрена бабла на установку длинных шатунов в тюнинге типа глуповасто по соотношению приход/затраты.

идеальный R/S имеет смысл выводить если рабочий объем, диаметр впускных каналов в ГБЦ, и др. важные параметры ограничены регламентом, и вы готовы тратить тысячи $$$ на ловлю каждой лишней лошадки.

. нам-то конечно так. но почему на заводе клепают паровозы . боятся что начнем быстро ездить ?
. и второй момент. весь тюнинх складывается из мелочей. если например апгрейдить мой 083-ий двигатель , то есть смысл поставить хотяб 129 шатуны ?

Прямотоки. Увеличение объема двигателя

Каждый из автолюбителей мечтает об увеличении объема двигателя. Имеется несколько способов, которые помогают увеличить объем двигателя автомобиля. Разберем все способы подробнее по очереди:

Способы увеличения объема двигателя:

Первый способ называется народным. Он является самым недорогим. Здесь следует выполнить расточку блока цилиндров под поршень большим размером по диаметру. Вам придется оплатить только непосредственно расточку блока, ну и прикупить комплект колец и поршней с большим диаметром.
Второй способ уже немного дороже. Он используется при замене «родного» коленвала на другой, радиус кривошипа у которого будет больше. После такой замены, ход поршня становится больше, а следовательно, получается и больший объем. Для такого способа увеличения объема двигателя придется прикупить новый коленвал, у которого диаметр кривошипа от 74.8 мм. до 80 мм. Также следует купить комплект поршней и поршневые кольца специально к данному коленвалу. Это связано с тем, что блок цилиндров имеет ограниченную высоту. Также нужно будет выполнить расточку блока под комплект приобретенных поршней.

Далеко не лучшим видом форсировки является увеличенный объем поршневого двигателя. Часто случается так, что лучше переделать всю головку блока цилиндров, а также выполнить установку подходящего распредвала. Итогом выполненных действий станет заметное увеличение мощности двигателя.

Чтобы способности распредвала были раскрыты в полной мере, следует головку блока цилиндров тщательно доработать. Возможно, придется выполнить перепрессовку седел. Не исключено, что понадобится устанавливать клапаны с большим диаметром.

К примеру, если двигатель шестиклапанный, то для него являются хорошим вариантом: клапаны от BМW,
а на шестнадцатиклапанном двигателе можно заменить клапанами от модели Opel или VW.

Также необходимо выполнить доработки клапанов как впускных, так и выпускных. Мы знаем, что через данные каналы поступает смесь топлива и воздуха в цилиндры, а еще выходят газы после отработки наружу. На каналах следует увеличить сечение с помощью внутренней полировки, а еще нужно изменить их профиль.

Также на характеристику двигателя влияет «геометрия» и содержимое блока цилиндров. Важным считается отношение длины шатуна к ходу поршня, а также диаметр кривошипа коленвала. Они оказывают влияние на работу двигателя.

Рассмотрим на примере двигателя ВАЗ влияние их соотношения. В английской автомобильной практике данное соотношение называют R/S. Во время доработки двигателя больше внимания нужно уделить именно этому соотношению. Золотой серединой данной величины является 1.75.

В наше время многое можно найти в Интернете. Найденная геометрия расчетов для двигателей Honda может быть применена для двигателей ВАЗ. Серия двигателя Honda В16А-В20В имеет объем 1.6-2.0 литра, объем двигателя ВАЗ после форсирования тоже.

В 21083 можно поставить шатун 132 мм, при условии, что используют двухколечные поршни.

Плюсы и минусы увеличения соотношения R/S

Плюсом является то, что поршень способен находиться в ВМТ (верхняя мертвая точка). От этого топливная смесь начинает лучше сжигаться. Когда поршень проходит ВМТ, на него начинается давление сильнее, потому что в камере сгорания температура выше. Благодаря длинному шатуну уменьшается трение цилиндра и поршня. Это важно в момент хода поршня.
Теперь рассмотрим минусы. Когда коленвал вращается на низких или средних частотах, цилиндры плохо наполняются. Это связано с тем, что уменьшена скорость потока воздуха. Дело в том, что после ВМТ, когда открывается клапан впуска, скорость поршня становится меньше. Второе – так как температура в камере сгорания высока, а поршень долго находится в ВМТ, увеличивается риск детонации.

Положительное и отрицательное в небольшом R/S

Плюсом является то, что на средних и малых оборотах скорость наполнения цилиндров уже хорошая. Это связано с тем, что поршень двигается быстрее от ВМТ, а также быстро нарастает разряжение. Из-за того, что у топливно-воздушной смеси движение ускоряется, она становится более однородной, поэтому начинает лучше сгорать. Также плюс в том, что во время доработки, требований меньше к диаметру каналов головки блока цилиндров, чем к двигателям с более высоким R/S.
Минусом является то, что, когда маленькая величина R/S, то становится угол наклона шатуна большим. Поэтому, когда поршень в горизонтальной плоскости, то его толкает большая сила. Из-за этого увеличивается нагрузка на шатун, особенно в центре. Это может послужить причиной быстрой его поломки. Конечно, сам шатун не разрушится, но может произойти обрыв. Во время гидроудара или заклинивания шатун может порваться под углом 45 градусов в районе верхней или нижней головки.
Увеличиваются нагрузки на кольца, стенки блока цилиндров и поршни. От того, что усиливаются трения, повышается рабочая температура. Поэтому кольца и стенки цилиндра изнашиваются быстрее и ухудшаются условия смазки.
Изнашивание данного участка также зависит от размера смещения оси пальца к оси поршня. Так же на изнашиваемость влияет и максимальный угол наклона.
Использование «кованых» поршней со смещенным пальцем меньше будут изнашиваться, чем стандартные. Если использовать более короткий шатун, то увеличится скорость поршня. От этого также увеличивается трение, а значит, износ ускоряется.

Если угол поворота коленвала от ВМТ составляет около 80 градусов, то получается максимальная скорость поршня. Если двигатель с коленвалом 74.8 мм, шатун – 121 мм, то при 5600 оборотах в минуту скорость равна 22.92 м/с. Если шатун имеет размеры 129 мм, то скорость – 22.80 м/с.

Большее ускорение поршня зависит в основном от длины шатуна. Чем больше значение ускорения, тем лучше их влияние на наполнение цилиндров. А чем лучше наполнение, тем лучше тяга двигателя. Однако, из-за высоких оборотов на впускном канале может сработать эффект запирания. Это связано с инерционностью потока во впускной трубе. Отсюда следует, что объем цилиндра над поршнем увеличивается быстрее, чем через клапанную щель. На больших оборотах из-за этого ухудшается наполнение, а значит и мощность теряется. Если при длинном шатуне работать на малых оборотах, то произойдет обратный выброс смеси. Однако, на больших оборотах не будет запирания.

Как уже говорилось выше, на двигателе ВАЗа стоит шатун 121 мм, у 83-го двигателя получается соотношение R/S = 1,7.

Однако, при использовании во время доработки коленчатого вала с большим радиусом кривошипа, то стандартный шатун не будет нормального соотношения. Это послужило причиной появления на рынке запасных частей шатунов более длинных (129, 132 мм). Только цена таких нестандартных запчастей больно уж высока. За комплект придется выложить от 79 до 200 долларов. Также не стоит забывать, что ходы у поршня будут компенсироваться за счет смещения вверх поршневого пальца. Но имеются пределы в уменьшении компрессионной высоты. Поэтому потребуется заменить блок цилиндров на более высокий, а это тоже стоит немалых денег. Но это все придется выполнить, чтобы увеличилось значение соотношения R/S.

Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор

Сколько в вашем моторе сил? А какой у него рабочий объем? Если бы все автовладельцы России честно ответили на вопрос, то получилось бы в среднем что-то около 1,6-1,8 литра рабочего объема и 110-120 лошадиных сил. И почти каждый, у кого мощность примерно «средняя», мечтает ее увеличить до… А тут сколько хватает куража и фантазии. Вот в Формуле 1 с такого же объема «снимают» минимум 600 л. с., а Mercedes в прошедшем сезоне говорил об отдаче гибридной силовой установки в 900 л. с. Сколько из них приходится на сам ДВС, не сообщается, но вряд ли меньше 750. А чем вообще отличается форсированный мотор от «обычного», что позволяет ему быть настолько мощнее? В этой части сфокусируемся на атмосферных моторах.

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.

На фото: Koenigsegg Regera, мощность: 1 100 л.с., максимальный крутящий момент: 1 280 Н*м при 4 100 об/мин

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!

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.

На фото: двигатель M274, мощность: 245 л.с., крутящий момент: 370 Н*м при 1 300-4 000 об/мин

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.

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.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Блок цилиндров. Форсирование увеличением объема

Эффект большого R/S:

Эффект малого R/S:

Увеличение объема двигателя. Что обозначает значение R/S ?

Варианты увеличения объема двигателя

Эффект большого R/S

Эффект малого R/S

R/S соотношение двигателя

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Эффект большого R/S:

Эффект малого R/S:

Ремонт Toyota, Nissan, Запчасти Mazda, Lexus, Mitsubishi, Автосервис Infiniti, Honda, Subaru, Suzuki.

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя. Значение R/S, ремонт, диагностика, сервис – Новости

Ремонт, диагностика, сервис – Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя. Значение R/S – Новости

Увеличение объема двигателя. Значение R/S в Петербурге

Как увеличить рабочий объем двигателя автомобиля

Варианты увеличения рабочего объема

Расточка цилиндров и замена поршней

Замена коленвала

Комплексный метод

Выводы

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Прямотоки. Увеличение объема двигателя

Способы увеличения объема двигателя:

Плюсы и минусы увеличения соотношения R/S

Положительное и отрицательное в небольшом R/S

Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор

Два слова о мощности

Чуть о природе крутящего момента

Крутящий момент и объем

Работы по «железу»

Эффект

Предел конструкции

Похожие записи: