Повышение мощности двигателя вопрос, который давно не даёт покоя многим автовладельцам. Как решить эту проблему? На что обращать внимание? Несколько полезных советов в данной статье.
Один из путей это как гласит американская пословица «Объёму нет альтернативы». Есть и другой путь можно повысить скорость вращения коленвала. Повышение скорости это не самый простой путь решения данной проблемы, так как при высокой скорости поршни догоняют клапаны. Исправить положение можно путём установки пружин повышенной жёсткости, но тогда появляется такая проблема как недостаточная тяга и момент на низах. В наше время благодаря различным исследованиям появилась система VTEC.
Другой способ увеличить количество рабочей смеси, которая попадает в цилиндры. В этом случае мощность можно достаточно серьёзно увеличивать пока выдерживает мотор. Правда и это усовершенствование не обходится без своих минусов в данном случае это октановое число (если используется бензиновый двигатель) и высокие требования к качеству обслуживания.
Что касается схем, по которым увеличивается количество смеси воздуха, и топлива то их насчитывают всего две (компрессорная и турбонаддувная). Компрессор - механизм для создания эффекта сжатия топливной смеси. Приводится в действие компрессор от коленвала. Многие компании используют именно этот способ и имеют очень неплохие результаты. Например, Mercedes давно используют этот способ для увеличения мощности своих двигателей. Toyota почти полностью в случаях бензиновых двигателей перешла на турбонаддув.
Дизеля имеющие, например мощность свыше 80 кВт имеют турбины. Если двигатель имеет турбокомпрессор, то он имеет такие преимущества как:
1. прекрасное отношение массы к мощности;
2. кривая изменений крутящего момента может легче пройти адаптацию к различным условиям эксплуатации;
3. гораздо лучше проходит процесс сгорания топлива;
4. меньшее количество токсичных газов попадают в атмосферу;
5. обеспечивается более стабильная работа двигателя и значительно меньше шум.
Понятно, что дизельные двигатели уступают бензиновым по удельной мощности, а поэтому все практически дизельные автомобили оборудованы турбонаддувом. Если разобраться то турбина это две крыльчатки, установленные на одной оси. Одна из них устанавливается на впуске, а другая на выпуске. Крыльчатку на выпуске после запуска двигателя заставляет вращаться струя выхлопных газов. Ну и понятно, что в этот момент начинает вращение и крыльчатка на впуске, создавая тем самым избыточное давление.
.jpg)
Если рассмотреть вопрос с теоретической точки зрения, то чем выше обороты вращения двигателя, тем объёмнее поток отработанных газов. Ну и в нашем случае увеличивается давление наддува. Получается, что создался замкнутый круг. Чтобы при этом уцелел мотор, создаётся байпасный клапан, этот клапан предназначен для снижения, стравливания избыточного давления. Ну а дальше важно просчитать до какого порога можно «дуть» в двигатель не разрушая его.
На практике всё не так просто. Если обороты малые то давление газов небольшое, турбина достаточно тяжёлая конструкция, поэтому пока раскрутится крыльчатка проходит определённое время. Да и степень сжатия ниже, нежели у моторов атмосферного типа. То есть при малых оборотах мы имеем эффект снижения мощности который прозвали турбоямой. Затем на высоких оборотах, когда раскрутилась турбина, появляется эффект турбоподхвата, который сопровождается рывком. При этом возникает проблема, так как нагреваются крыльчатки и на впуск подаётя горячий воздух. На самом деле для впуска необходим холодный воздух.
Поэтому устанавливается интеркуллер, который должен охлаждать воздух, подаваемый на впуск.
Если серьёзно турбонаддув не такая уж и прочная вещь. Если Вы решились брать подержанный агрегат, внимательно осмотрите крыльчатку, чтобы на ней было масло, в противном случае двигателю осталось работать недолго. Особенно это чревато, если на автомобиле установлен катализатор. Механизм разрушения таков турбина засоряет маслом катализатор, он снижает свою пропускную способность, ячейки катализатора обгорают, турбина не справляется и начинает ещё больше подавать масла. В результате достаточно быстро выходит из строя и турбина и катализатор.
.jpg)
Что касается эффекта турбоямы то, например, для спортивных автомобилей это не страшно потому, что они работают на высоких оборотах. Для автомобиля городского типа это становится проблемой. Поэтому на них зачастую приходится устанавливать по нескольку турбин.
Так называемые гражданские версии гоночных машин имеют не плохой запас мощности, поэтому зачастую у них переписывается программа управления двигателем и используют буст-контроллер. Буст-контроллер управляет клапаном отсечки. Поэтому можно задать давление наддува выше, чем было установлено на заводе. Хотя конечно всё это нужно делать осторожно.
Форсирование тяги - это кратковременное увеличение тяги данного двигателя по сравнению с расчетной (номинальной).
Повышение тяги необходимо при взлете и в воздушном бою, где нужно быстро догнать и атаковать противника или выйти из зоны огня зенитной артиллерии.
Известны следующие способы форсирования:
1. Повышение температуры газов перед турбиной.
2. Дополнительное сжигание топлива за турбиной.
3. Охлаждение воздуха, сжимаемого в компрессоре.
Рассмотрим эти способы.
Повышение температуры газов перед турбиной увеличивает работоспособность газов, как следствие, мощность, развиваемую турбиной.
Работа расширения 1 кг газов в турбине определяется по уравнению:
Из уравнения видно, что увеличение температуры газов перед турбиной Т 3 увеличивает работу расширения, совершаемую газом в турбине.
Увеличение мощности турбины увеличивает число оборотов турбины и компрессора и, как результат этого, увеличивается секундный расход воздуха.
Увеличение температуры Т 3 увеличивает температуру и перед реактивным насадком, что в свою очередь увеличивает скорость истечения газов.
Увеличение же секундного расхода воздуха и скорости истечения газов увеличивает тягу двигателя.
Надо, однако, сказать, что увеличение температуры газов перед турбиной ограничено жаропрочностью материала лопаток (для имеющихся сплавов температура газов не должна превышать 875-900° С), а повышение числа оборотов сверх 4-8% от расчетных (номинальных) недопустимо из-за возможности обрыва лопаток турбины.
Наконец, повышение температуры Т 3 увеличивает удельный расход топлива.
Второй способ форсирования ТРД - это дополнительное сжигание топлива между турбиной и реактивным насадком в форсажной камере.
Распиливание топлива производится специальными форсунками, устанавливаемыми в форсажной камере.
Для сжигания топлива используется кислород, содержащийся в газах, протекающих через турбину; при сжигании топлива увеличивается температура газов перед реак-тивным насадком, что повышает скорость истечения газов и, следовательно, тягу двигателя.
Преимущество форсажной камеры состоит в том, что она дает возможность кратковременно значительно увеличить тягу двигателя без увеличения температуры газов перед турбиной и без увеличения лобовой площади двигателя.
По мере роста скорости полета форсажные камеры становятся все более эффективным устройством для кратковременного увеличения тяги и широко применяются на современных ТРД.
Недостатком форсажных камер является некоторое усложнение конструкции двигателя и увеличение его веса. При форсировании тяги указанным выше способом увеличивается удельный расход топлива. Например, при увеличении температуры перед реактивным насадком на 70% удельный расход топлива увеличивается почти на 65%, а удельная тяга - только на 30%.
Влияние температуры при форсировании Т ФОРС на удельный расход топлива и удельную тягу показано на рис. 40.
При неработающей форсажной камере ее детали создают дополнительное сопротивление течению газа в двигателе, что незначительно уменьшает тягу двигателя и ухудшает его экономичность по сравнению с двигателем без форсажной камеры.
Третий способ форсирования - это охлаждение воздуха, сжимаемого в компрессоре, охлаждающей жидкостью, впрыскиваемой в поток воздуха. Охлаждающие жидкости вода, спирт, их смеси, аммиак и т. д.- охлаждают воздух, отнимая от него тепло на свое испарение.
За счет охлаждения воздуха уменьшается работа сжатия, расходуемая на каждый килограмм воздуха, и понижается температура конца сжатия.
Рис. 40. Влияние температуры форсирования перед реактивным насадком на С р и Р УД
Так как количество сжимаемого воздуха остается постоянным (G СЕК = пост.), то, затрачивая ту же мощность турбины, компрессор будет сжимать воздух до большего давления.
Перепад давления, срабатываемый в турбине, остается постоянным; перепад же давления, срабатываемый вреактивном насадке, увеличивается, а это приводит к увеличению скорости истечения газов и, следовательно, тяги двигателя.
Чаще всего для охлаждения воздуха, сжимаемого в компрессоре, в поток воздуха на всасывании впрыскивают воду.
Однако применение этого простого способа форсирования требует больших расходов воды.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРД
Тяга, удельный расход топлива и другие параметры турбореактивного двигателя зависят от атмосферных условий, от скорости и высоты полета, а также от режима работы двигателя.
Изменение тяги и удельного расхода двигателя в зависимости от числа оборотов называется характеристикой ТРД по числу оборотов, в зависимости от высоты полета - высотной характеристикой и от скорости полета - скоростной характеристикой.
Инструкция
Увеличение рабочего объема двигателя производится путем замены коленвала или с помощью расточки ( диаметра) цилиндров. Вместе с мощностью увеличивается и тяга. Метод применим практически для любой , но приводит к падению КПД двигателя и повышению расхода .
Увеличение степени сжатия достигается фрезеровкой нижней плоскости головки блока цилиндров, установкой поршней с более выпуклой верхней частью или модифицированного распредвала. Позволяет поднять КПД двигателя, увеличить мощность и снизить . С другой стороны, после этой модернизации необходимо использовать более качественный бензин с более высоким октановым числом.
Чип- изменяет программу работы электронного блока управления, увеличивая мощность двигателя. При применении чип-тюнинга снимаются все ограничители (мощности, скорости, оборотов). Программы чип-тюнинга, нацеленные на увеличение мощности и крутящего момента, пренебрегают экологичностью, экономичностью и ресурсом двигателя. Программы «легкого» чип-тюнинга почти не имеют недостатков, но дают небольшой прирост мощности за счет устранения ошибок в серийных версиях программного обеспечения.
Уменьшить сопротивление потоку поступающего воздуха можно установкой воздушного фильтра нулевого сопротивления, переделкой корпуса дроссельной заслонки, расточкой и шлифовкой впускного коллектора, заменой клапанов на клапаны с увеличенным диаметром и расточкой воздушных каналов. Кроме относительной дороговизны процесса и слабого эффекта повышения мощности недостатков нет.
Уменьшение сопротивления потоку выхлопных газов достигается установкой специальной выхлопной системы с трубами увеличенного диаметра и выпускными коллекторами с минимальным количеством изгибов.
Установка турбонаддува (компрессора) на автомобиль позволяет увеличить количество сгораемой в цилиндрах топливной смеси за счет подачи ее под увеличенным давлением. Очень эффективное и распространенное средство тюнинга автомобиля: многие автопроизводители наладили выпуск компрессоров и турбин для своих моделей. Недостатки: потеря ресурса, особенно на моторах, изначально не рассчитанных на установку наддува (компрессора). Кроме того, турбированный двигатель более требователен к качеству топлива и масла, имеет повышенный расход топлива.
Установка интеркулера – промежуточного охладителя подаваемого воздуха. Охлажденный воздух сжимается, что позволяет подать в цилиндры несколько большее количество воздуха в составе топливной смеси. Устанавливается в паре с турбонаддувом и дополняет его, усиливая положительный эффект от применения.
Облегчение массы движущихся частей двигателя приводит к увеличению мощности за счет снижения потерь энергии на приведение в движение деталей мотора. Для этого поршни, шатуны и клапаны меняются на аналогичные, изготовленные из более легких сплавов.
Обратите внимание
Увлекаясь тюнингом с целью повышения мощности автомобиля, не забывайте, что часто покупка более мощного автомобиля может обойтись дешевле серьезного тюнинга. Кроме того, тюнинг одного только двигателя не позволяет автомобилю реализовать возросшую мощность. В итоге придется переделывать ходовую, трансмиссию, подвеску и т.п. При таких затратах покупка более мощного авто будет более оправдана с точки зрения денежных затрат.
Вообще, двигатель может перестать тянуть по самым различным причинам - это одна из наиболее распространённых неисправностей, у которой может быть огромное множество причин, и ниже мы рассмотрим наиболее вероятные, опишем их симптомы и исследуем этот вопрос подробно. Ведь однажды с каждым из нас может произойти такое, что двигатель потеряет мощность, не сопровождаясь более никакими симптомами. Вероятно, двигатель не подаёт никаких явных признаков каких-либо болезней, он, казалось бы, почти в полном в порядке и не издаёт никаких необычных шумов и вибраций, но при этом он просто не тянет так хорошо, как обычно делает это. И проблема, кажется, с каждым днём становится всё хуже и хуже, хотя, Вы наверняка даже и не заметили, когда мотор впервые начал хуже тянуть.
Если Вам знакома такая ситуация, то давайте рассмотрим следующие причины уменьшения тяговитости мотора:
Некачественное топливо
Прежде всего необходимо обвинить топливо - вспомните, где Вы последний раз заправлялись - возможно, это новая АЗС либо та, с топливом которой ранее Вы не имели опыта езды. Вполне возможно, что топливо это просто оказалось очень некачественным (бывает настолько, что Вам ещё просто повезёт, если у Вас просто перестанет тянуть двигатель - ведь у кого-то, вероятно, двигатель вообще перестанет заводиться до тех пор, пока владелец не заменит полностью топливо в баке).
Если же Вы заправляетесь на той заправке, где обычно, и ничто не вызывает подозрений, зайдите на местные сообщества в социальных сетях, автоклуб Вашего региона/района или просто городской портал - возможно, на АЗС просто был плохой завоз топлива.
Однако, чаще всего вкупе с потерей тяговитости несовместимость двигателя с таким некачественным топливом имеет и другие симптомы - например, такие как неустойчивость оборотов двигателя, трудности с запуском и некоторые другие в зависимости от того, насколько топливо оказалось плохим и от модели автомобиля.
А вот наиболее вероятно определить плохое качество бензина самому можно, выкрутив свечи из двигателя (для этого потребуется специальный свечной ключ) - вообще, свечи нередко можно использовать как первичный диагностический метод тех или иных неисправностей в камере сгорания двигателя, так как именно они наиболее плотно сотрудничают с этой камерой сгорания и при этом являются быстросъёмными. Если в топливе содержится большое количество присадок на основе металла, то контакты свечи и "юбки" центрального диода будут иметь налёт красноватого цвета (как-будто красный кирпич покрошили на свечу).
Загрязнённый воздушный фильтр
У Вас может также просто загрязниться Ваш воздушный фильтр, и в этом случае устранение потери мощности обойдётся Вам, пожалуй, дешевле всех остальных вариантов - просто замените воздушный фильтр - Вы сможете как купить его самостоятельно, так и заменить своими руками.
Проблема загрязнённого воздушного фильтра заключается в том, что топливо-воздушная смесь, которая поступает в камеру сгорания цилиндров Вашего двигателя, поступает туда без достаточного количества воздуха, и потому топливо сгорает не полностью, ведь для его сгорания нужно достаточное количество кислорода. Получается ситуация, аналогичная с насморком у человека - он вроде бы и питается достаточно, и ведёт здоровый образ жизни, но в определённые моменты жизни (во время болезни этим насморком) забитые носовые проходы не дают нормально дышать.
Загрязнённые или старые свечи зажигания
Свечи зажигания вполне могут быть загрязнены или чрезмерно изношены, и в этом случае, если мотор не тянет из-за них, это также сравнительно недорогой вариант устранения неисправности - просто почистите свечи или замените их. Однако, следует иметь в виду, что и периодическое загрязнение, и износ свечей зажигания - это ненормальный процесс, и причина этого кроется, скорее всего, где-то глубже, либо в самих свечах зажигания.
Загрязнённый топливный фильтр
Топливный фильтр, также как и воздушный, может стать причиной потери мощности двигателя. И физика процесса здесь аналогична воздушному фильтру - если в вышеописанном случае топливо полностью не сгорало из-за недостатка воздуха, то в случае загрязнённого топливного фильтра, наоборот, топлива подаётся недостаточное количество. В этом случае просто .
Механические проблемы с двигателем
Если все вышеуказанные способы не спасли, и двигатель всё также плохо тянет машину, то настало время доверить дело профессионалам - заедьте в хороший автосервис и проведите диагностику работы двигателя - проверка компрессии (степени сжатия в камерах сгорания), к примеру, может многое сказать о работе двигателя , в том числе и о приближении к лимиту его ресурса и предстоящем дорогостоящем ремонте.
Неисправность в топливной системе
Вполне вероятна и такая причина падения тяговитости двигателя, как нарушение нормальной работы системы подачи топлива в цилиндры, и здесь также может быть целый ряд причин того, что мотор не набирает обороты, давайте перечислим основные:
- Неисправный (загрязнённый) бензонасос вследствие, например, некачественного топлива или высасывания бензина со дна бака, где осело большинство посторонних частиц грязи.
- Неисправность инжектора или кислородного датчика.
- Негерметичность шлангов или трубок подачи топлива, куда засасывается воздух.
Катализатор или выхлопная система засорены
Причиной снижения тяговитости двигателя также может стать загрязнённый каталитический нейтрализатор или магистраль выхлопной системы. В обоих случаях поможет замена соответствующего загрязнённого компонента. Следует иметь в виду, что катализатор , как правило, стоит очень недёшево из-за содержания в нём в определённых количествах благородных металлов.
Мы перечислили основные и наиболее вероятные причины возможной потери мощности двигателя - нужно помнить, что таких причин существует превеликое множество, и, если Вам не удалось их установить самостоятельно, то обязательно необходимо отправиться в автосервисную мастерскую, чтобы доверить это дело профессионалам.
Увеличить мощность двигателя можно несколькими способами, среди которых чип-тюнинг, замена двигателя, увеличение объема цилиндров и другие. Какой способ выбрать, на что обратить внимание, и как увеличить мощность двигателя на 7% за 15 минут - об этом речь в статье.
На мощность двигателя влияют многие факторы, среди которых и топливо, и вязкость масла, и целостность деталей. Давайте рассмотрим каждый фактор отдельно.
Прежде чем приступить к усовершенствованию двигателя, надо разобраться, работает ли двигатель на полную мощность. Доверьтесь собственным ощущениям, чтобы понять, “тянет” ли машина при разгоне или чего-то не хватает. Конечно, от автоматической коробки передач прыти ждать не приходится уже по той причине, что автомат переключает передачи сглаживая их. Установите, нет ли внутренних проблем с двигателем. Для этого достаточно посмотреть на дым из выхлопной трубы. Выхлоп ярко-голубого или темно-синего цвета сигнализирует о попадании масла в камеру сгорания. Масло просачивается в камеру при неправильной установке оборудования (если производился ремонт двигателя) или при проблемах с кольцами на поршнях.
Если машина ведет себя адекватно, резво набирает скорость, но вы хотите большего, то увеличить мощность двигателя можно следующими способами:
1. Используя бензин с более высоким октановым числом. Чем выше октановое число, тем выше способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии. Следствием будет большая мощность от взрыва газа. Это обусловлено законами физики: чем выше степень сжатия газа, тем выше скорость его сгорания. Однако важно помнить, что увеличение мощности сокращает срок службы детали, которая подвергается большему износу во время работы.
2. Заменив стандартный воздушный фильтр на фильтр “нулевого” сопротивления, вы снабдите двигатель кислородно-воздушной смесью. Увеличенный объем повышает степень сжатия смеси в цилиндре. Это увеличивает силу взрыва и, как следствие, мощность двигателя.
3. Установка “прямотока” - изменение выхлопной системы автомобиля - позволит добавить несколько процентов к мощности мотора. Мощность, теряемая при выбросе выхлопных газов, останется. Но мало установить прямоточный глушитель. Множество видов, низкое качество материала, кустарное производство не всегда дают положительный эффект.
4. Турбирование двигателя - если в вашей машине его нет - приведет к увеличению количества кислорода в топливной смеси. Больший объем газа - большая сила сжатия и сила взрыва, что ударит по поршням и превратится в механическую энергию. А именно эта энергия крутит колеса вашего автомобиля и напрямую зависит от мощности мотора.
5. Чип-тюнинг - увеличивает количество подаваемого топлива в цилиндры. Мощность в таком случае увеличится на 5-25%, а крутящий момент на 10-15%. Чип-тюнинг будет полезен только для двигателей без турбины. Это обусловлено тем, что турбина и так снабжает цилиндры большим количеством топливной смеси. Но скорректировать работу всех систем автомобиля чип-тюнингом никогда не будет лишним.
6. Замена частей двигателя и смежных частей - растачивание цилиндров и замена поршней дадут ощутимый эффект, использование облегченных деталей коленвала, которые работают с большей отдачей, поднимут уровень мощности. Автолюбителям, выбравшим этот путь, советуем заменять сразу целый двигатель на мотор большего объема. Как показывает практика, такой вид увеличения мощности двигателя обойдется вам дешевле, чем все манипуляции с деталями мотора.
7. Увеличить мощность двигателя можно также путем уменьшения силы трения. Мы говорим о трении между поршнем и стенками цилиндра. Обычно с этим справляется моторное масло, но снизить силу трения можно и используя реметаллизант Resurs . Действие Resurs заключается в создании защитной пленки, восстановлении поверхности стенок поршня и, конечно, увеличении мощности двигателя за счет снижения силы трения. При таком подходе мощность двигателя увеличивается на 7-7,6%, что совсем неплохо, если учитывать стоимость реметаллизанта и скорость его воздействия.
Как видите, способов для увеличения мощности двигателя много и есть из чего выбрать. Другое дело, что любое изменение не может быть локальным, а затронет все агрегаты автомобиля. Например, увеличенная мощность потребует усиления тормозной системы. Доверять подобные работы следует специалистам, а используемые детали и материалы должны иметь соответствующие возможности и характеристики.