Увеличение мощности двигателя: способы и нюансы

Увеличение мощности двигателя: способы и нюансы

Тюнинг автомобильного двигателя, явление сегодня повсеместное. Существуют различные виды такого тюнинга, но, по сути, это изменение конструктивных или функциональных элементов мотора для получения прироста каких-то его характеристик, как правило, это мощность, или, же для оптимизации работы мотора. Принимая решение, о проведении тюнинга двигателя, вы должны помнить два момента:

1. В большинстве случаев, автомобильный двигатель это агрегат, очень сбалансированный и повышая какой-то из его показателей, вы будете терять в чем-то ином. Чаще всего, потери происходят в расходе топлива — он увеличивается, а так же в снижении срока службы такого тюнингованного мотора.
2. Второй момент заключается в том, что при возрастании, скажем мощности мотора, а это наиболее частая цель тюнинга, следует позаботиться об усилении трансмиссии, тормозной системы, и даже подвески в ряде случаев. Иначе, тюнинг двигателя становится просто опасным для тех, кто будет пользоваться таким, тюнингованным авто. Ведь и двигатель, это всего лишь часть, пусть и важнейшая, но часть системы автомобиля.

В качестве альтернативного способа увеличения мощности автомобиля мы предложим чип тюнинг Spider — это электронный блок увеличения мощности автомобиля, позволяющий сократить расход топлива, увеличить мощность двигателя без какого-либо механического вмешательства.

Но об этом в конце, а сначала рассмотрим классические способы прокачки автомобиля.

1. Увеличиваем рабочий объем двигателя: хонингование цилиндров

Один из наиболее очевидных путей увеличения мощности двигателя – это увеличение объёма цилиндров. Этот способ будет наиболее целесообразным в двух противоположных ситуациях: либо при минимальном износе цилиндров, либо при необходимости их ремонта, когда расточка необходима в любом случае.

В теории процедура проста: необходимо расточить края каждого цилиндра, заранее подобрав поршни большего класса – увеличив диаметр, мы получим больший объём двигателя.

Приятный бонус: на гильзовку цилиндров способны не только специализированные тюнинг-ателье – некоторые СТО также могут оказать эту услугу. При должной сноровке и ответственном подходе, такой тюнинг можно сделать даже самостоятельно.

Как мы и договорились изначально, не забываем о надёжности двигателя: систему впуска и выпуска ДВС после увеличения объёма цилиндров тоже необходимо будет доработать.

На данном этапе нам нужно привести соотношение хода поршня к диаметру цилиндра к коэффициенту, максимально приближенному к 1. Пока что он меньше золотой середины: такое соотношение приводит к тому, что двигатель развивает более высокий момент вращения на низких оборотах.

Чтобы это исправить, необходимо увеличить ход поршня: заменяем коленчатый вал более длинным, а общую длину поршня с шатуном уменьшаем на разницу длин между старым и новым коленвалом.

Разумеется, такой тюнинг – удовольствие не из дешёвых. Но если вы решите заняться увеличением мощности всерьёз, то этот пункт – отличная база для последующих доработок.

Доработка силовой установки частичная либо комплексная

Любой силовой агрегат, не зависимо от того, на каком топливе он эксплуатируется, либо в каких целях используется, подлежит улучшению. При массовом производстве в заводских условиях невозможно идеально подогнать и настроить мотор.

Корректируя недоработки и правильно устраняя заводские дефекты, можно добиться того, что агрегат будет выдавать на 10, а то и 20% больше мощности по сравнению с исходным результатом.

Конечно, простой подгонкой узлов и агрегатов друг к другу желаемого результата не достичь, для этих целей требуются денежные вливания, которые будут потрачены на покупку некоторых улучшенных механизмов, которые можно использовать в более агрессивных условиях. Именно этот фактор является недостатком доработки двигателя.

Общие рекомендации по тюнингу двигателя

• Прежде, чем приступать к доработке двигателя, определитесь с тем, что конкретно вы хотите сделать, иначе велика вероятность лишних затрат
• Перед покупкой тюнинговых запчастей обязательно проконсультируйтесь у специалистов
• В процессе работы, пока двигатель снят, приведите в порядок уплотнительные и крепежные элемент (при необходимости замените прокладки, болты ГБЦ и т.д.)
• Внимательно следите за состоянием двигателя после тюнинга, вовремя меняйте масло

Помните, что в некоторых случаях поставить новый двигатель с лучшими характеристиками целесообразнее, чем дорабатывать старый.

avtoexperts.ru

Каждый автомобилист наверняка не раз задумывался над тем, как увеличить мощность своего двигателя, каким бы сильным он не был.

При этом все нужно сделать так, чтобы не нанести ему вреда и автомобилю в целом, стремясь усилить мотор любыми способами.

Немного теории

От количества л.с. зависят все технические параметры и их увеличение отразится на надежности всех элементов авто, как трансмиссии, ходовой части, так и прочих системах.

Так, при их увеличении на одинаковых моделях одной марки, заводом сразу устанавливаются более надежные элементы ходовой части и тормозов. Например, в связи с поднятием крутящего момента, возрастает диаметр приводного вала полуосей, попутно ставятся и более прочные ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей) и производится доработка системы тормозов

На заднем мосту устанавливаются дисковые тормоза, а в электрооборудовании ставится сильнее генератор и так далее. Поэтому, к вопросу о прибавке сил нужно подходить взвешенно, заранее просчитав все возможные варианты, с учетом всех плюсов и минусов предстоящей переделки.

Чем сильнее «сердце» авто, тем больше его эксплуатационный ресурс, так как всю мощь авто водители используют крайне редко, например, когда нужно придать дополнительное ускорение при обгоне связки длинномеров или при проверке максимальной скорости автомобиля. Так, в ситуации с обгоном, на маломощном авто водителю придется выжать максимум из ДВС, чтобы вовремя закончить манёвр, когда же на более сильном авто будет достаточно просто добавить немного газа.

В обычных же условиях, скажем городской цикл или загородная езда, используется порядка 30-60% от всех л.с.

Существует несколько вариантов доработки ДВС, для прибавки сил, которые мы сейчас и рассмотрим в этой статье.

1) Чип-тюнинг

Подобный способ основан на использовании нового ЭБУ двигателем, путем установки иного чипа, позволяющего поднять мощностную характеристику мотора. Это происходит благодаря перепрограммированию его работы, что дает возможность получить прибавку сил порядка 10-20 процентов от изначальных.

Эффективность чипа очень зависит от конкретной прошивки и типа двигателя. На атмосферном моторе максимально возможный прирост мощности гораздо ниже, чем на турбированном. При оптимально подобранной прошивке расход может скорее упасть, чем вырасти.

2) Установка турбины

Это достаточно сложный вид тюнинга, требующий правильного расчета мощности ДВС, подбора определенного типа нагнетателя, доработки впускных и выпускных коллекторов, плюс перепрограммирование ЭБУ силовой установки.

Грамотный расчет и применение турбин средней мощности на фоне профессиональной доработки, позволит добавить сил без ущерба ресурса.

Дополнительно устанавливают и интеркулер (устройство для охлаждения воздуха), позволяющий подать в цилиндры большую порцию воздуха. Это объяснятся тем, что масса холодного воздуха значительно выше.

Турбина работает за счет подвода отработавших газов, температура которых очень высока, что ведет к ее нагреву и как следствие снижению давления наддува.

Следовательно, основной задачей интеркулера является снижение температуры воздуха, поступающего в турбокомпрессор. Так охлаждение воздуха на 10-15 градусов, дает прибавку л.с. порядка 3-5%.

Однако при установке этого устройства возникает и своеобразное препятствие на пути прохода воздуха, что и негативно может отразиться на давлении наддува.

Поэтому перед установкой промежуточного охладителя необходимо провести точный расчет его работы, чтобы понять выиграете вы или проиграете в борьбе за прибавку сил.

Дополнительно при установке турбины необходимо поставить и более производительные форсунки, чтобы избежать так называемой турбоямы.

Установка турбины позволяет значительно прибавить л.с. силовой установки без вмешательства внутрь, то есть без увеличения объема, как в случае с расточкой цилиндров.

При этом нужно правильно понимать, что максимальное увеличение лошадиных сил при подобном виде тюнинга, без дальнейшей доработки всех систем, приведет к быстрому износу ДВС и как следствие потребуется его капитальный ремонт.

3) Доработка

Данный вариант предусматривает полную доработку мотора, позволяющую без существенного уменьшения общего ресурса силовой установки достичь значительной прибавки в л.с.

В этом случае потребуется разобрать мотор, произвести расточку цилиндров (при необходимости), заменить поршня (устанавливаются кованые поршня), коленчатый вал, маховик (облегченный), распределительный вал, клапана, узел дроссельной заслонки и многое другое.

Все эти действия потребуют значительных финансовых вложений, плюс работу должен выполнять профессионал, способный грамотно рассчитать полученную в итоге прибавку л.с.

Однако результат вас однозначно порадует.

4) Доработка систем впуска и выпуска

Подобный вариант тюнинга подразумевает доработку впускных и выпускных коллекторов путем зачистки и полировки их внутренней части, либо установку готовых тюнинг комплектов с уже модернизированными коллекторами.

В систему впуска дополнительно устанавливается воздушный фильтр нулевого сопротивления, позволяющий добавить в топливовоздушную смесь большую массу воздуха.

В системе выхлопа ставят, так называемый прямоток, снижающий сопротивление выхлопных газов, что при правильном подборе оптимальной системы выхлопа также дает прирост л.с.

5) Распределительный вал

Поднять л.с. можно и установкой спортивного распределительного вала. Прибавка достигается за счет большего подъема клапанов. Выпускаются так называемые низовые валы, дающие прибавку сил на низких оборотах и верховые, поднимающие мощность на высоких оборотах.

После установки вала необходимо выполнить регулировку клапанов с помощью разрезной шестерни.

6) Замена двигателя

Наиболее радикальный вариант поднятия мощностной характеристики ДВС, это его замена на более сильную модификацию. Однако, этот возможно лишь при условии, что конструкция данной модели дает возможность установить под капотом другую силовую установку.

В то же время необходимо понимать, что только заменой решить эту задачу не удастся. Придется попутно изменить передаточные числа в КПП, усилить элементы подвески, системы тормозов, заменить ШРУСы, систему выхлопных газов и прочее.

Все это несомненно отразится на общей стоимости подобного сценария доработки, так что подходить к данному варианту тюнинга нужно достаточно взвешенно.

В заключение

Необходимо помнить, что только грамотный подход к выполнению доработок ДВС способен принести желаемый результат. В противном случае, непрофессиональное вмешательство способно нанести непоправимый вред мотору, вплоть до его замены.

Уровень сжатия топлива

Не со слухов многие знают, что чем сильней будет сжиматься горючая смесь, тем больше будет скорость, и коэффициент полезного действия во время сгорания смеси. Для этого чаще всего стачивают поверхность головки или же подбирают тонкую прокладку, в сравнении со стандартными агрегатами.

Небольшое уменьшение расстояния придаст больше мощности двигателю, но с таким стоит быть очень осторожным, так как притирание головки дело тонкое и без практики лучше не приступать к процессу.

Увеличение объема цилиндров

Один из самых эффективных способов увеличения мощности двигателя – увеличить объем цилиндра. Чем больше цилиндр – тем больше всасывается воздуха для наилучшего сгорания топлива.

Зачастую на автомобилях с мокрыми гильзами есть возможность устанавливать гильзы большего внутреннего диаметра. Например, у BMW на рядном блоке цилиндров номинальный объем 2 литра, и в заводских условиях его получилось увеличить до 3.5.

На моторе УЗАМ-412 стандартный объем 1.5 литра, и при помощи установки коленчатого вала от УЗАМ-3318 и цилиндропоршневой группы 92мм, удается получить 2 литра объема.

Современные моторы похвастаться такими возможностями не могут, ограничившись расточкой цилиндра до 2-х ремонтных размеров.

Основные способы тюнинга двигателя

Существует два основных способа повышения мощности двигателя:

• Снижение массы движущихся частей
• Установка новых элементов

Так, к примеру, стандартные детали двигателя заменяют на облегченные (поршни, шкивы, маховик и пр.), вместо механических систем устанавливают электрические. Некоторые автовладельцы (особенно это касается водителей гоночных автомобилей) в целях снижения веса снимают с ТС все навесное оборудование.

Рассмотрим наиболее распространенные методы совершенствования двигателя подробнее.

Смена головки блока цилиндров

Сегодня существует множество вариантов головок блока цилиндра, предназначенных специально для тюнинга двигателя. Их соединительные разъемы и патрубки имеют такую же конструкцию, как и стандартные ГБЦ, поэтому при их установке сложностей не возникает.

Помимо специальных головок, выпускаются модифицированные модели для конкретных автомобилей. Стоят они дешевле тюнинговых, однако также привносят новые возможности для двигателя.

Современные ГБЦ с вертикальным и горизонтальным вихрем увеличивают скорость поступления воздуха и в улучшают общие характеристики воздушного потока.

Расточка блока цилиндров

Процедура расточки цилиндров помогает увеличить общий объем двигателя. Операция по увеличению сечения гильз изнутри осуществляется только на специализированном высокоточном станке, позволяющем сохранить их правильную геометрию.

Для расточенных цилиндров подбираются бОльшие по диаметру поршни, так как только идеальное совмещение этих деталей обеспечивает необходимый уровень компрессии двигателя.

Тюнинг клапанов двигателя

Клапаны двигателя пропускают и выпускают воздушный поток. Временем открытия клапанов управляет распределительный вал, а степенью – толкатель.

Впускные клапаны не должны иметь острых углов и «заусенцев», препятствующих прохождению воздуха, поэтому эти элементы должны быть тщательно отполированы. Важно, чтобы клапаны размещались в посадочных местах плотно и без зазоров.

Увеличить количество поступающего воздуха можно путем расширения впускных отверстий или установки большего количества клапанов (16, 20, 24, 32 и т.д.). Последний способ наиболее актуален, так как увеличенные отверстия и большие клапаны уменьшают скорость воздушного потока на низких оборотах, что негативно отражается на крутящем моменте.

Помимо увеличения количества клапанов, устанавливают специальные тюнинговые клапанные пружины.

Замена штатного распредвала

Не менее популярный способ тюнинга, чем расточка блока цилиндров.

Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов двигателя. Время открытия задается профилем кулачков вала.

В отличие от обычных распредвалов, тюнинговые имеют более высокие и широкие кулачки, позволяющие клапанам подниматься выше и находится в открытом состоянии дольше. Это способствует подаче большего количества топливно-воздушной смеси.

Существует несколько видов модернизированных распределительных валов для умеренной, быстрой и спортивной езды:

• Mild Road Cams: подходят практически для всех автомобилей, улучшают приемистость и мощность двигателя
• Fast Road Cams: идеальны для скоростных автомобилей, увеличивают мощность двигателя, однако нестабильно работают на холостом ходу
• Competition Cams: предназначены для спортивных автомобилей; эффективно повышают мощность двигателя, однако увеличивают расход топлива, обладают неровным холостым ходом и быстро изнашиваются

Спортивные распредвалы непригодны для использования в городских условиях, так как характеризуются максимальной отдачей в области почти предельных частот вращения двигателя (2-3 тыс. оборотов).

Доработка топливной системы

Для повышения мощности двигателя очень важно увеличить количество топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания. Сделать это можно путем доработки топливной системы автомобиля: установки более производительного насоса, топливной рампы с мощными инжекторами, усовершенствования топливного регулятора.

После проведения этих мероприятий обычно требуется использовать бензин с максимальным октановым числом.

Использование строкер-китов

Многие компании производят готовые комплекты (поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал) для механического тюнинга двигателя. В основном, эти наборы ориентированы на американские восьмицилиндровые двигатели. Их использование изменяет длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и в результате добавляет силовому агрегату 10-15 % объема.

Все детали строкер-китов изготавливаются по передовым спортивным технологиям, поэтому имеют больший запас прочности и износостойкости.

В зависимости от оборотистости двигателя существует несколько базовых вариантов строкер-китов с деталями разной высоты, ширины, углом поворота кулачка и прочими характеристиками.

Повышение компрессии двигателя

Повысить компрессию в цилиндрах можно разными способами. Одним из них является использование так называемых высококомпрессионных поршней. Обычно они выполнены из алюминиевого сплава с добавлением кремния, имеют увеличенное компрессионное кольцо и выпуклость на днище.

Высококомпрессионные поршни создают более высокое давление, чем стандартные, чем ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность двигателя. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, поэтому могут использоваться для комплектации автомобилей с самыми мощными двигателями.

Снизить износ дорогостоящих высококомпрессионных и стандартных поршней помогает их обработка специальными антифрикционными покрытиями с дисульфидом молибдена и графитом.

Ранее они наносились только на заводе-изготовителе, сейчас их применение не ограничено промышленными рамками – защитные составы доступны в компактном и удобном аэрозольном формате.

По-настоящему уникальным средством для восстановления изношенного заводского покрытия является MODENGY Для деталей ДВС. Оно защищает детали при «масляном голодании» и перегреве, предотвращает появление задиров на сопряженных поверхностях и максимально снижает их износ.

Состав используется для юбок поршней, вкладышей распредвалов, дроссельных заслонок, шлицевых соединений, штоков клапанов.

Покрытие наносится после предварительного очищения и обезжиривания поверхностей Специальным очистителем-активатором MODENGY, сохнет при комнатной температуре и не требует возобновления в дальнейшем.

Уровень компрессии двигателя можно увеличить не только с помощью применения специальных поршней, но и путем шлифовки головки блока цилиндров. При этом стандартная прокладка ГБЦ меняется на тюнинговую (выдерживающую избыточное давление).

Различные методы повышения давления не следует применять в двигателях с турбонаддувом – для них свойственна малая компрессия, в противном случае возникает риск детонации и повреждения силового агрегата.

Установка турбокомпрессора или турбонагнетателя

Принудительно закачать во впускной коллектор больше воздуха и создать тем самым более высокое давление могут 2 устройства: турбокомпрессор и турбонагнетатель.

Турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя только при достижении нужного числа оборотов. Промежуток времени от старта двигателя до этого момента называется турболагом.

Турбонагнетатель начинает свою работу сразу, однако при этом отнимает около 30 % мощности силового агрегата.

Установка прямоточного глушителя

Чтобы выхлопные газы легче отделялись от двигателя с турбокомпрессором, устанавливается глушитель без катализатаров, с ровными изгибами или вообще без них. Он оказывает наименьшее сопротивление газам, и при комплексном подходе к тюнингу выхлопной системы прибавляет 15-20 % к мощности двигателя.

Установка дополнительного радиатора

Мощный модернизированный двигатель испытывает экстремальные нагрузки и температуры, поэтому требует более совершенной системы охлаждения.

Именно поэтому, чтобы продлить срок службы силового агрегата после доработки, желательно установить отдельный масляный радиатор и тосольный радиатор большего размера.

Современные двигатели

Современные двигатели устроены совершенно по-другому и на них предусмотрен регулирующий механизм изменения фазы газораспределения, который обеспечивает качественное наполнение цилиндра топливо воздушной смесью на всех оборотах.

При низких оборотах продолжительность одновременного открытия выпускных и впускных клапанов не большая, что позволяет качественно наполниться цилиндрам.

При высоких оборотах, продолжительность фазы одновременного открытия двух типов клапанов увеличивается, цилиндры хорошо продуваются, и мы получаем отличный вращающий момент.

Поэтому если у нас двигатель без механизма изменения фаз мы можем использовать первый способ, устанавливаем в двигатель широко-фазный распределительный вал, благодаря чему мы получим отличное наполнение цилиндра на высоких оборотах двигателя.

Широко-фазные валы бывают двух видов, верховые sport и низовые turing. Благодаря низовым валам увеличивается тяга на низких оборотах двигателя, а благодаря валам спорт, крутящий момент смещается в высокие обороты, что позволяет развить большую скорость.

Но надо учесть, что в некоторых случаях необходимо изменить передаточные числа в трансмиссии. Поэтому тюнинг двигателя может получиться более сложным.

Так же можно пойти и по второму пути. Увеличить мощность вращения двигателя за счет уменьшения механических потерь, таких как силы трения поршней о цилиндры и др.

Добиться этого можно несколькими способами:

1. Изменить крепление шатуна к поршню, сместив его в бабышки поршня;
2. Сделать меньшей юбку самого поршня;
3. Уменьшить толщину поршневых колец.

К интересному способу можно отнести уменьшение разбрызгивание масла, которое попадает в картер из головки блока цилиндров, путем изменение его направления с использованием специальных маслоотражающих поверхностей.

Так как потери энергии на противоборство трению механизмов очень большие на больших оборотах, то эти способы эффективны на высоких оборотах двигателя.

Конечно все это требует определенных усилий и денежных затрат, однако настоящим фанатам тюнинга двигателя ни какие проблемы не страшны.

К интересному способу увеличения мощности двигателя можно отнести использование закиси азота №20, более подробно читайте здесь.

Так что тюнинг автомобиля своими руками, а в частности двигателя и увеличение его мощности это вполне реально и возможно.