Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

0 15

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

Под понятием тюнинг двигателя кроется целый ряд процедур и технических доработок, главной целью которых становится максимальное улучшение характеристик мотора в различных режимах его работы. Под настоящим тюнингом не следует понимать те доработки, которые связаны с повышением экономичности ДВС, хотя некоторые настройщики прибегают к такому определению. В большинстве случаев все получается с точностью до наоборот.

Экономичность мотора отодвигается далеко на задний план. Тюнинг двигателя осуществляется для повышения мощностных характеристик силовой установки, увеличения отдачи от мотора и качественного улучшения разгонных и других характеристик автомобиля.

В данной статье мы поговорим о той части тюнинга ДВС, который затрагивает топливно-воздушную систему агрегата (тюнинг впуска и топливной системы). Сразу оговоримся, что на данный момент  речь не будет идти о компрессорных и турбо моторах. Детальную информацию о двигателе с компрессором и/или турбонаддувом вы найдете в специальном разделе нашего сайта.

Комплектующие для тюнинга

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

На данном этапе мы уже познакомились с устройством и общим принципом работы топливной системы карбюраторного и инжекторного двигателя. Вполне очевидно, что замена главных компонентов  этой системы  на более производительные обеспечит желаемый эффект в плане увеличения характеристик двигателя по мощности. Чем больше топлива и воздуха поступит для сжигания, тем большей будет мощность двигателя. В теории это выглядит именно так, но практика подразумевает серьезную работу и ряд определенных сложностей, а также комплексный и осознанный  подход. Если говорить о топливно-воздушной системе, то главными элементами тюнинга становятся:

  • впуск;
  • топливная аппаратура;
  • выпуск;

На выпуске мы детально останавливаться не будем, а вот впуск и топливно-воздушная система представляют значительный интерес. По вопросу выпуска стоит только отметить, что  весь комплекс работ по тюнингу крайне желательно осуществлять параллельно модернизации выпускной системы.

Производится увеличение диаметра системы выхлопа. Место штатного выпускного коллектора занимает равнодлинный выпускной коллектор, представляющий собой схему 4-2-1 или 4-1. Последующие доработки включают в себя установку прямоточного резонатора и глушителя, а также спортивного катализатора.

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

Для обеспечения соответствующей подачи воздуха многие прибегают к замене штатного воздушного фильтра на фильтр нулевого сопротивления, меняют сам впускной коллектор на тюнинговый.

Топливная часть получает другие топливные магистрали с большим диаметром, более производительный топливный насос. Топливный фильтр заменяют на изделие с большей пропускной способностью. Замене подлежит в ряде случаев и топливная рейка (рампа), а также регулятор давления.

Инжекторные форсунки штатного образца сменяют их высокопроизводительные аналоги. Фильтр нулевого сопротивления может быть с короткой трубой, а главной его задачей становится свободный забор внешнего воздуха без каких-либо препятствий или существенных ограничений.

Распространенным вариантом тюнинга становится увеличение диаметра дроссельной заслонки. Установка впускного коллектора на доработанный модифицированный образец ведет к увеличению мощности. Тюнеры также устанавливают более толстую прокладку между впускным коллектором и блоком силового агрегата. Такую прокладку изготавливают из специального материала. Основной задачей прокладки является  ограничение теплопередачи  от блока двигателя к впускному коллектору. Это позволяет уменьшить нагрев впускного коллектора от блока и температуру внутри него. Более холодный впуск означает большую массу воздуха, что и приведет к итоговому приросту мощности.

Ко всему вышесказанному необходимо добавить, что  тюнинг топливной системы является практически бесполезным без заранее увеличенной мощности двигателя. К такому увеличению можно отнести установку турбонаддува, существенную расточку цилиндров и серьезную перестройку всего мотора.  Даже увеличенная на 20-30% итоговая мощность силового агрегата еще не означает, что штатная топливная система в ряде случаев обязательно нуждается в доработках. Дело в том, что система подачи  топлива в ДВС изначально имеет определенный запас производительности.

Тюнинг топливной системы инжекторного двигателя: выбор форсунок

Наиболее частыми проблемами в процессе настройки современного автомобильного форсированного двигателя являются осложнения с подачей топлива. Эти трудности зачастую связаны с бензонасосом или инжекторными форсунками. Далее мы рассмотрим некоторые эффективные способы проверки топливной системы, а также поговорим о критериях выбора отдельных компонентов для замены.

Про форсунки

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

Распространенным и одновременно ошибочным мнением является то, что форсунки необходимо выбирать исходя из той мощности, которую может иметь двигатель. Можно встретить утверждения, что стандартных штатных форсунок на той или иной модели авто хватает только до условных 130 сил, других форсунок на этом же типе мотора уже до 160 сил и т.д. Такие заявления часто встречаются на просторах сети Интернет, обсуждаются на различных тематических форумах. Необходимо учесть, что замеры мощности на динамометрическом стенде (диностенде) никак не могут прямо указать на то, что производительности форсунок оказалось двигателю достаточно или имеется явная нехватка такой производительности.

Отмечены такие случаи, когда форсированные и предположительно исправные моторы после относительно непродолжительного движения (20-30 минут) в режиме максимальной скорости по трассе неожиданно отказывали. Эти же двигатели во время непродолжительных заездов до этого могли пройти без всяких сбоев 10, 20 и более тысяч км. Вскрытие таких агрегатов наглядно демонстрировало признаки обеднения смеси и наличие детонации. Изолятор на свече зажигания был белым, перегородки оказывались разрушенными, имелись выбоины на вытеснителях.

Основной проблемой являлся тот факт, что производительности форсунок в таких двигателях уже было мало с самого начала. Дело в том, что даже резкие старты со светофора и движение в режиме городского потока на относительно небольшие короткие отрезки с максимальными оборотами на обедненной смеси все равно не могло существенно и заметно повлиять на двигатель. Мотор очень недолго находился в подобных режимах, а элементы камеры сгорания успевали попросту остыть в промежуточный момент переключения. Это и позволяло мотору ходить несколько десятков тысяч километров.

Выезды же на трассу в режиме «педаль в пол» и продолжительные заезды на максимальных оборотах для такого двигателя оказывались губительными. Дополнительным фактором становились также возможные внешние погодные условия, которым не уделили должного внимания при настройке тюнингового ДВС. К таким факторам для примера можно отнести похолодание, что привело к увеличению плотности воздуха и обеднению смеси. Конечным результатом стал выход двигателя из строя. Для исключения подобных негативных последствий крайне важно знать основные критерии при выборе форсунок.

Инжекторные форсунки всегда необходимо подбирать только с учетом запаса производительности. Такой подход является надежной гарантией того, что любые изменения естественных погодных условий не повлияют на количество необходимого топлива, которое поступает в двигатель. Запас по производительности позволяет исключить фактор нехватки топлива при засорении системы топливоподачи. Только форсунки с запасом обеспечивают достаточное количество топлива на всех режимах работы силовой установки.

Производительность форсунки определяется по  соотношению объема двигателя, эффективности процесса сгорания смеси и других процессов в двигателе, оборотов  максимальной мощности агрегата. К этому утверждению можно добавить, что роторный двигатель требует на 20-30% более производительных форсунок при одинаковых мощностных показателях сравнительно с аналогичными форсунками для поршневого мотора. Рабочий процесс в двигателе Ванкеля имеет меньшую эффективность, наполнение воздухом в роторных моторах зачастую находится на заметно более высоком уровне.

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

Лучшим способом  правильного подбора форсунок становится детальная консультация с настройщиками. Квалифицированные специалисты, которые настраивают силовые агрегаты, отлично представляют себе те требования по количеству топлива, которые будут необходимы для ДВС той или иной конфигурации.

При самостоятельной настройке двигателя самым распространенным и простым способом выбрать форсунки является определение максимального расхода воздуха силовым агрегатом. Для решения этой задачи вполне подойдет диагностическая программа любого типа.  Нужно попросту снять лог разгона автомобиля при включенной 3-й передаче. Обратите внимание на пиковый показатель значения массового расхода воздуха, который выражается в килограммах в час.

Подсчитываем производительность форсунок

Отличным примером может послужить двигатель ВАЗ 2112 после небольшого тюнинга. Для такого двигателя увеличили рабочий объем, а  максимальный показатель расхода  воздуха после замеров  составил 320кг/ч. Указанный агрегат в режиме максимальной мощности потребует состав смеси  на отметке около 12.5. Коэффициент запаса производительности форсунок должен быть не менее 1.1. Количество таких форсунок равно числу цилиндров двигателя (4). Теперь можно вычислить необходимую производительность:

320кг/ч / 4 форсунки / 12.5 * 1.1 * 1000 г / 60 мин  = 117 г/мин.

Справочник фирмы Bosch указывает, что производительность стандартных форсунок ВАЗ имеет отметку в 103.5 г/мин. Если учитывать плотность бензина  на отметке в 0.75, тогда показатель составляет 137 см3/мин. Указанные данные явно демонстрируют, что для форсированного мотора таких форсунок будет недостаточно. Другой доступной в каталоге модификацией форсунок Bosch являются форсунки от модели ГАЗ «Волга». Их производительность составляет 150 г/мин. Для такового тюнингового двигателя от ВАЗ именно эти форсунки условно станут оптимально правильным выбором, так как в полной мере смогут удовлетворить потребность агрегата на всех режимах работы и обеспечат необходимый запас по топливу.

Несколько слов о турбо моторах

Если говорить о моторах, имеющих турбонаддув, тогда критерии подбора форсунок для таких агрегатов будут отличаться от атмосферных силовых установок. Для примера условно возьмем состав смеси 11.5 и коэффициент запаса 1.15. Получаем 950кгч / 4 / 11.5 * 1.15 * 1000 / 60 = 395 г/мин. Этот результат равен 527 см3/мин.

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

Рекомендуем также прочесть статью о турбокомпрессоре. Из этой статьи вы узнаете об устройстве системы нагнетания воздуха в цилиндры под давлением, познакомитесь с особенностями эксплуатации турбобензиновых и турбодизельных двигателей.

Подобрать форсунки для такого двигателя становится не самой простой задачей. В каталоге фирмы Бош максимальная производительность форсунок от Ford составляет 326.8 г/мин. Этот показатель равен 435 см3/мин. По этой причине для таких высокофорсированных турбо двигателей задействуют форсунки от Subaru WRX STI или от аналогичных производительных моделей.

Недостатки  высокопроизводительных форсунок

На начальном этапе может сложиться впечатление, что чем больше форсунки, тем лучше для мотора во всех отношениях. Давайте разбираться в этом вопросе. Любые инжекторные форсунки имеют два наиболее важных параметра. Под такими параметрами понимаются динамический и линейный диапазон.

Тюнинг двигателя: топливная и воздушная система

Динамический диапазон представляет собой диапазон интервалов впрыска. В таком временном диапазоне форсунка способна осуществлять  подачу топлива. Данный показатель зачастую характеризуется понятием «минимальное время впрыска топлива». Под этим определением стоит понимать время открытия клапана форсунки. В верхней части нагрузки динамический диапазон ничем не ограничен, так как топливная форсунка на практике не может работать за пределами своего динамического диапазона. ЭБУ в процессе управления форсункой и топливоподачей обязательно учитывает эту особенность.

Линейный диапазон  является диапазоном времен впрыска. Характеристика, которая связывает подачу топлива форсункой с тем самым временем открытия форсунки, подчиняется линейному закону. Указанный диапазон берет начало от «минимального линейного времени впрыска». Этот показатель больше минимального времени открытия форсунки.

Кода подача топлива находится на пиковой отметке, тогда подобная нелинейность начинает проявляться при максимальном приближении к загрузке в 100% . Характеристика связана с временем закрытия форсунки. Другими словами, топливная инжекторная форсунка попросту не успевает закрыться до начала следующего цикла. Получается, что линейный диапазон намного более узкий сравнительно с диапазоном динамическим. Стоит заметить, что чем больше окажется форсунка, тем уже будут диапазоны ее работы. Сужение диапазонов вызывает ряд сложностей.

Примером может послужить регулирование топливоподачи и характеристик смеси посредством лямбда-зонда и средств корректировки ЭБУ. За основу для блока управления положены именно линейные законы подачи топлива. Это означает, что регулирование при помощи лямбда-зонда будет правильно  и корректно работать только при учете следующего:

На любых режимах работы мотора и при любых изменениях внешних условий и других дополнительных факторов, форсунка должна оставаться строго в линейном диапазоне.

Рассмотрим это утверждение на примере. Условно вернемся к двигателю в стоке 2112 и  подключим регулирование по лямбда-зонду.  Если значение минимального времени впрыска будет задано неверно, тогда двигатель заглохнет, либо произойдет подстройка под минимальное время, что повлечет срыв регулирования. Общий алгоритм будет неспособен обеднить смесь до нужных целевых значений подач на участке переключений.

Можно возразить, что современное программное обеспечение ЭБУ от альтернативных разработчиков учитывает эти нюансы, но практика все равно выявляет сложности. Что касается нелинейности при больших нагрузках, то данная характеристика особого влияния не имеет. Дело в том, что при возникновении таких существенных нагрузок  регулировка по лямбда-зонду отключается. Хотелось бы добавить, что при широкополосном лямбда-регулировании во всех без исключения режимах работы агрегата такого отключения не происходит, что еще более усугубляет проблему.

Замена топливного насоса потребует тщательной проверки всех электрических контактов и проводки на предмет перегрева в режиме теста с пережатым шлангом и в других режимах работы мотора. Те случаи, когда выявлен такой излишний  нагрев, означают замену разъемов и/или элементов проводки на провод с большим сечением.

Что в сухом остатке

Как Вы уже наглядно убедились, тюнинг топливно-воздушной системы является вполне реальной процедурой с высокой результативностью только тогда, когда итоговая мощность мотора существенно повышена. Перенастройки и изменения в конструкции топливной системы не ограничиваются заменой только форсунок и бензонасоса, а подразумевают целый комплекс операций для правильной работы всех систем и общего увеличения мощностных характеристик двигателя.

На основе данной статьи видно, что для «штатных» ДВС замена ряда элементов топливной системы не имеет никакого смысла. Что касается распространенного приема по замене воздушного фильтра на фильтр нулевого сопротивления для моторов в полном стоке, то с учетом отечественных реалий от такого тюнинга может быть больше вреда, чем ощутимой пользы.

Доказательством являются многочисленные отзывы о негативных последствиях такого решения. В двигатель через «нулевик», особенно летом и при обычной эксплуатации в городе или на проселочных дорогах, попадает намного больше пыли и грязи, которая в изобилии присутствует на пыльных обочинах.

Намного более частая замена такого фильтра дополнительно ставит целесообразность его установки на обычный автомобиль под большое сомнение. Для стоковых машин прирост мощности после установки «нулевика» скорее просто желание самого владельца почувствовать какие-либо улучшения. А кто ищет, тот всегда найдет, хотя в реальности это может быть далеко не так.

Хотелось бы добавить, что подходить к вопросу тюнинга нужно уверенно, ответственно и с полным пониманием процесса. Настоящий энтузиазм и грамотный тюнинг обязательно позволят смело и без поломок крутить Ваши мощные форсированные моторы  сотни тысяч километров в любых режимах!

Источник

Leave A Reply

Your email address will not be published.