Впускной распредвал
Tuning - Распредвал
В этом материале я бы хотел коснуться проблемы выбора распредвала (распредвалов) для доработанного двигателя нормальной аспирации, т.е. атмосферного или безнаддувного. Не скажу ничего нового, если напомню, что основной характеристикой двигателя, в значительной степени определяющей развиваемые двигателем максимальную мощность и крутящий момент, а также их зависимость от оборотов, является рабочий объём двигателя. Однако рабочий объём хоть и поддаётся увеличению, но делать это в значительной степени не представляется возможным.
Поэтому в большинстве случаев приходится ограничиваться 6-20% прироста рабочего объёма и, соответственно, соразмерной прибавкой крутящего момента и мощности. Много это, или мало, каждый решает для себя сам, но практика показывает, что значительному числу людей, однажды увлёкшимся тюнингом, этого не хватает. К тому же значительная часть водителей не горит желанием лезть в цилиндропоршневую группу нового или свежеотремонтированного двигателя. Что делать дальше, где искать скрытые резервы? Ответ напрашивается сам - в газо-распределительном механизме, а именно его головной детали - распредвале. Распредвалов в двигателе может быть и не один, но для простоты изложения мы будем говорить о нём в единственном числе.
Первое, что необходимо сделать - чётко решить для себя что Вы хотите получить от двигателя, определить рабочий диапазон и область применения. В этом плане распредвалы можно грубо разделить на три категории: низовые, средние или универсальные, верховые. Отличительные особенности этих типов можно понять из их названий.
Низовые валы отличаются большим крутящим моментом на низах, имеют ровную полку момента в широком диапазоне оборотов. Однако максимальная мощность, развиваемая с этими распредвалами редко превышает мощность стандартного двигателя. На таких моторах приятно ездить по городу, они эластичны и приёмисты, отличаются экономичностью, хорошо тянут на низких оборотах. Вобщем полностью создают эффект увеличившегося рабочего объёма. Но хорошей динамики по сравнению со штатным автомобилем они не создают.
Верховые валы имеют "горбатую" моментную характеристику. Кривую крутящего момента эти распредвалы смещают в зону высоких оборотов, тем самым увеличивая отдачу мощности мотором. На низких и средних оборотах они значительно уступают в тяговитости стандартному мотору, но в режиме полных нагрузок развивают значительную мощность, существенно улучшая динамику автомобиля. Эти моторы нужно крутить, чтобы добиться от них желаемого. Да и экономичными эти двигатели назвать сложно. Отметим также, что верховые распредвалы можно так же разделить не гражданские (тюнинговые) и спортивные, но об этом мы поговорит позже
.Ну а средние или универсальные распредвалы являются разумным компромиссом между двумя вышеупомянутыми классами распредвалов. Т.е. нормальное соотношение тяговитости мотора и развиваемой максимальной мощности. Какое-то время назад эти распредвалы составляли большинство, но сейчас наблюдается смещение приоритетов в сторону верховых (тюнинг становится серьёзнее, а запросы людей всё большими), но мы сейчас не об этом.
Чтобы понять, отчего зависят характеристики двигателя, развиваемые благодаря распредвалу, рассмотрим подробнее его работу. Основными параметрами распредвала является подъём и фазы открытия впускных/выпускных клапанов, углы опережения/запаздывания открытия/закрытия клапанов ГРМ, величина и фаза перекрытия клапанов. Начнём с подъёма клапана. Простое правило "чем больше, тем лучше" здесь вполне применимо. Повышая максимальный подъём клапана, мы увеличиваем размер клапанной щели, а значит и её пропускную способность. На наполняемости цилиндра рабочей смесью это влияет только положительно во всём диапазоне оборотов. Однако естественным ограничением величины подъёма клапанов является конструкция ГРМ и ширины фазы открытия клапана (при узкой фазе и большом подъёме профиль кулачка распредвала получается "острым", что увеличивает нагрузки на ГРМ и снижает срок его службы). Большие величины подъёма могут потребовать некоторых доработок головки блока, как то просаживание сёдел клапанов, увеличения хода клапанных пружин (путём доработки ГБЦ или замены самих пружин), применение оригинальных толкателей клапанов и другие мероприятия.
Ширина фаз открытия впускных/выпускных клапанов влияет на работу двигателя куда больше, но и не так однозначно, как максимальный подъём клапанов. Рассмотрим период впуска. Первая и наиболее очевидная зависимость - это связь длительности открытия впускного клапана и наполняемостью цилиндра рабочей смесью. Поскольку фаза открытия впускного клапана превышает 180 градусов, то клапан будет открываться с некоторым опережением относительно ВМТ, и закрываться с определённым запаздыванием после НМТ. Увеличение опережения открытия приводит к тому, что к моменту прохождения поршнем ВМТ впускной клапан будет уже достаточно приоткрыт, чтобы сразу дать путь топливовоздушной смеси в цилиндр во время такта впуска. Чем выше обороты, тем больший угол опережения открытия требуется двигателю. При этом на низких оборотах это приводит к попаданию отработавших газов во впускной коллектор (т.к. опережение открытия накладывается на такт выпуска), что снижает крутящий момент на низких оборотах. При уменьшении же опережения открытия наблюдается ровно обратный эффект. Запаздывание закрытия клапана после НМТ ещё более важно. На высоких оборотах даже после прохождения поршнем НМТ и начала его движения вверх в цилиндре ещё остаётся некоторое разряжение, обусловленное инерционностью топливовоздушной массы, не успевающей наполнять цилиндр полностью на таких оборотах. Чтобы позволить цилиндру наполниться полнее, к тому же использовать энергию разогнанной во впускном коллекторе и канале ГБЦ смеси для дополнительного наполнения цилиндра, необходимо увеличивать угол запаздывания закрытия впускного клапана. С ростом оборотов потребность в увеличении запаздывания закрытия также растёт. Однако на низких оборотах оборотной стороной медали будет вытесняемая поршнем в процессе такта сжатия через приоткрытый впускной клапан смесь, что снизит коэффициент наполнения цилиндра на низких оборотах. Опять же, это правило имеет и обратное действие.Теперь о выпуске. В момент, когда поршень заканчивает рабочий такт, приближаясь к НМТ, отработавшие газы в цилиндре находятся ещё под большим давлением, но совершаемая ими работа постепенно снижается до нулевой. В этом случае имеет смысл начать открытие выпускного клапана с некоторым опережением до НМТ, чтобы часть газов уже начала покидать цилиндр, а к моменту начала такта выпуска клапан был уже достаточно приоткрыт. Чем больше этот угол опережения, тем проще отработавшим газам покидать цилиндр, но тем больше потери крутящего момента на низких оборотах от излишне раннего истечения отработавших газов, ещё не реализовавших весь свой энергетический потенциал. Ровно как и наоборот. Увеличение запаздывания закрытия выпускного клапана позволяет на высоких оборотах эффективней освобождать камеру сгорания от отработавших газов, увлекаемых оттуда по инерции за разогнанной массой уже вытесненных в выхлопную систему газов. Однако на низких оборотах эффект "самовысасывания" выхлопных газов не возникает и в цилиндр банально засасывает вместе со свежей топливовоздушной смесью часть отработавших газов из выпускного канала ГБЦ и коллектора. Тут всё просто как и везде - увеличение способствует улучшению работы на верхах, а уменьшение - на низах.
Отдельного разговора заслуживает такой параметр распредвала, как "перекрытие клапанов". По сути, под этим понимается угол поворота КВ, при котором одновременно открыты впускные и выпускные клапана. Как несложно догадаться, это происходит в районе прохождения поршнем ВМТ. Перекрытие характеризуется как шириной в градусах, так и максимальным одноврененным подъёмом впускного и выпускного клапана. Широкое перекрытие клапанов способствует появлению с ростом оборотов эффекта "продувки" цилиндра. Движущей силой этого эффекта являются инерционные силы газов и волновые процессы во впускной и выпускной системе, благодаря которым в момент перекрытия клапанов у впускного клапана создаётся избыточное давление, а у выпускного - разряжение. При этом и происходит продувка цилиндров, когда свежая рабочая смесь вымещает остатки отработавших газов, или отработавшие газы, увлекаемые в выпускную систему под действием инерционных сил или волновых колебаний, увлекают за собой часть свежей рабочей смеси через впускной клапан.На низких оборотах, как не сложно догадаться, во время перекрытия клапанов происходит беспорядочное смешение рабочей смеси и отработавших газов с их произвольным током во впускные или выпускные каналы. Величина перекрытия клапанов определяется не только шириной фаз впуска/выпуска, но и углом развала впускных/выпускных кулачков. Таким образом при равных фазах впуска/выпуска распредвал с меньшим углом развала кулачков имеет более широкое и более высокое перекрытие, т.к. фазы больше накладываются друг на друга.
Итак мы рассмотрели и поняли, что увеличение длительности открытия впускных/выпускных клапанов ведёт к смещению эффективного наполнения цилиндров в зону более высоких оборотов, что приводит с одной стороны к росту мощности (мощность прямопропорциональна величине крутящего момента и угловой скорости коленвала, т.е. оборотам двигателя), а с другой стороны - ухудшению тяговитости двигателя на низких и средних оборотах. Выбор распредвалов на отечественные двигатели велик и в нём просто запутаться - моделей распредвалов на одни только восьмиклапанные двигатели серии 21083 насчитывается свыше 50-ти, а на 16-клапанные двигатели 2112 и вовсе приближается к 100 (если не больше). Как сориентироваться среди всего этого разнообразия самому? Только по характеристикам распредвалов. Чтобы вы могли представить, к какому типу (низовые, средние, верховые) относится искомый распредвал, я приведу характерные параметры распредвалов различных классов. Распредвалы низовые обычно имеют фазу впуска не более 270 градусов, средние валы категории "Тюнинг" - до 290 градусов, верховые валы этой же категории - до 306 градусов, высокооборотистые спортивные распредвалы - от 300 до 340 градусов. Фазы выпуска обычно чуть меньше или совпадают с фазами впуска. Подъём клапанов для "классики": низовые и средние обычно от 10.0 до 11.6мм, верховые от 10.4 до 12.4мм, спортивные от 12.5 до 13.7мм. Подъём клапанов для 8-ми клапанных двигателей ПП семейства: низовые и средние от 9.0 до 11.0мм, верховые от 10.0 до 12.0мм, спортивные от 12.0 до 13.5мм. Для 16-ти клапанных двигателей характерны: низовые и средние от 8.0 до 9.6мм, верховые от 8.8 до 10.5мм, спортивные от 10.0 до 13.2мм. Высота перекрытия клапанов у верховых распредвалов составляет от 1.5 до 2 мм, а у спортивных и до 5мм.
Не все распредвалы можно классифицировать однозначно исходя из приведённых данных, т.к. попадаются варианты средних распредвалов с очень высоким подъёмом клапанов, ровно как и высокооборотистые распредвалы с довольно малым подъёмом клапанов, но большинство их всё-таки попадает в указанные мной рамки.Есть ещё один немаловажный момент при выборе распредвала - это необходимость доработки ГБЦ под данный распредвал. Во-первых, некоторые распредвалы получаются методом переточки из штатных распредвалов или их заготовок. Для получения увеличенного подъёма клапана при таком методе требуется уменьшить базу кулачка (тыльную часть кулачка, которая держит клапан в закрытом состоянии). А поскольку подъём кулачка есть ни что иное как разница самого широкого с самого узкого мест кулачка, уменьшая самое узкое, мы увеличиваем подъём. Такой распредвал называется неполнобазным (в противовес полнобазному, имеющего такую же, как и у штатного распредвала, базу). Кажется всё просто, ан нет. В таком виде клапан не будет доставать до базы распредвала, что недопустимо. Для этого на торцы клапанов ставят подпятники для искусственного удлинения клапана, либо просаживают сёдла клапанов, смещая клапан ближе к распредвалу. Однако не только для этого просаживают сёдла. Порой это необходимо для увеличения хода клапанной пружины, которого может не хватать при высоких значениях подъёма клапанов. Для этих же целей на спортивных распредвалах штатные пружины заменяют специальными, имеющими больший запас свободного хода. На головках блока с приводом клапанов через толкатели может потребоваться доработка колодцев толкателей для свободного вращения кулачков распредвала с большим подъёмом.
Также может потребоваться замена штатных механических или гидравлических толкателей на цельные механические толкатели увеличенного диаметра, удовлетворяющие требованиям максимального подъёма клапана и рабочего диапазона двигателя (гидрокомпенсаторы не способны адекватно работать на высоких оборотах). Обычной для спортивных распредвалов практикой также является необходимость замены штатных пружин на усиленные и/или обеспечивающие больший подъём клапана. Поэтому обязательно узнавайте у продавцов, какие доработки требуются для установки того или иного распредвала, если требуются вообще. Тщательно подбирайте детали газо-распределительной системы, они должны полностью подходить друг к другу.
Последний совет при выборе распредвала - не гоняйтесь за "лошадьми". Очень часто люди хотят больше, чем им реально необходимо. Взвесьте все "за" и "против", ведь порой чрезмерный расход топлива или серьёзная потеря эластичности двигателя могут сильно омрачить впечатления от новообретённой динамики двигателя. Прикиньте, в каком диапазоне оборотов вы обычно ездите, в каком диапазоне готовы ездить, с чем готовы смириться, и уже исходя из этого выбирайте распредвал.
clubturbo.my1.ru
Распредвал часть 3
Хорошо или плохо, но Драйв 2 становится модным журналом (интернет версия). В рубрике самое интересное, мы видим красивые картинки в большинстве случаев, и не так уж и много полезной информации. Это, как комиксы смотреть, а не книги читать. Конечно, в этом нет вины руководства Драйва 2, они дают нам то, что мы хотим смотреть, читать – это зеркало.
Время такое, раньше были журналы Техника молодежи, Юный техник, Моделист конструктор, а для женской половины журнал Бурда и конечно их выкройки. Что сейчас в журналах
В прошлом посте я начписал:
— практически Сам по себе подъем никоим образом не влияет на мощность, так как при подъеме клапана на 25% от его диаметра, воздуха больше не поступит.Было несколько комментариев несогласных с этим утверждением. Эту информацию, я взял из фундаментальных трудов в этой области написанных специалистами компании SureFlow, а также, она подтверждается многими измерениями, и в этой замечательной книге — Design of Racing and High-Performance Engines 2004-201.ДАЛЕЕ хочу вам представить данные полученыe при продувке ГБЦ мотора дюратек 2.0 литра
Что мы видим, диаметр клапана на этом моторе 35 мм * 0.25 = 8.75 мм подъем клапана или 0.35 inch. Если посмотреть на таблицу или график, то видно, что при подъеме клапана на 0.35 in (Valve lift, in) – flow (поток воздуха) составляет 145.5 CFM @ 10 h3O. При максимальном подъеме 0.5 inch -149.4, разница всего 4 CFM.
Продолжим копать дальше информацию о распредвалах. Я остановился на:
Опережение и запаздывание распредвалов (cam advance and retard)
Это информация, наверное, будет полезна только владельцам машин, у которых в моторе всего один распредвал (2 клапана на цилиндр) т.к. у них при тюнинге распредвалов есть только эта возможность.
Основное, опережение работает приблизительно также, как и если мы сделаем более узкий развал кулачков LSA, но при это без увеличения перекрытия (overlap). Для примера, если распредвал сделан так, что у него 108* LSA и мы его установили с опережением 5* — тем самым мы улучшаем средний диапазон работы двигателя. Наверное, поэтому большинство тюнинговых распредвалов именно так и рекомендуются к установке, но это совсем не значит, что в вашем варианте это будет идеальное решение.
Теория гласит, что установка с запаздыванием (retard) ухудшит средний диапазон, но при этом будет получена прибавка на верху, это теория описанная в тюнинг журналах. На практике все немного не так, запаздывание ухудшает мощность во всем диапазоне.
Вот если у вас проблема с детонацией на моторе с 2 клапанами на цилиндр и вы уже не имеете возможности перейти на другой вид топлива, то в этом случае установка распредвала с запаздыванием верное решение.
Для многих тюнеров, первое, что приходит в голову при решении проблем с детонацией, когда у мотора слишком высокая степень сжатия, это обрезать, уменьшить угол опережения зажигания.НЕ СОВСЕМ ВЕРНОЕ РЕШЕНИЕ– вы тем самым убиваете мощность. Все что необходимо в ДАННОМ случае, так это уменьшить давление в цилиндре, а за это такжеотвечает – впускной клапан, чем он позже начинает закрываться, тем позже и начинается сам процесс сжатия.
Конечно, установка распредвала с запаздыванием немного понизит мощность, но это будет несравнимо с тем, если мыуменьшим ОПТИМАЛЬНЫЙ УГОЛ ОПЕРЕЖЕНИЯЗАЖИГАНИЯ. Здесь немного надо уточнить, что цель при постройке гоночного мотора –добиться как можно меньшего оптимального угла, за счет увеличения скорости горения смеси и тем самым уменьшения негативных сил возникающих при зажигании смеси до верхней мертвой точки ВМТ, когда поршень движется вверх. И вот если мы будем уменьшать минимальный оптимальный УОЗ, то мощность от этого сильно пострадает.
Теперь становится понятно почему на гоночных моторах всегда большая полная фаза открытия клапана (duration), это не только из-за высоких оборотов, большого перекрытия необходимого для увеличения наполняемости цилиндров при настроенной системе впуска и выпуска – а главное, что необходимо позже закрывать впускной клапан т.к. обычно на гоночных моторах высокая степень сжатия.
Продолжим, если у вас 4 клапана на цилиндр, то возможностей с регулировкой, тюнингом валов намного больше т.к. у вас отдельно впускной и выпускной распредвал. Из опыта, мотор лучше всего работает (выдает мощность) когда —Lobe separation angle (LSA) — общий развал кулачков — 102* градуса(или исключение 110* у валов crane). ГОНОЧНЫЙ мотор любитICA — Intake center angle или Intake Centerline – момент максимального подъема впускного клапана 100 – 102*градуса после ВМТ (наверное, есть и исключения).
Тюнинговые моторы используют меньшую полную фазу, топливо с меньшим октановым числом, поэтому, показатели мощности выдают наилучший результат при ICA – 104 – 107* градусах. Если получилось так, что ваш мотор при такой установке распредвала детонирует, и вы уже убрали 2-3* градуса УОЗОПТИМАЛЬНОГО(для примера, у меня на атмо моторе сток форд дюратек 2.0 литра с 4 дросселями и мощностью 220 сил на 7200 оборотах – оптимальный УОЗ на 7000 составляет 24 градуса, и это понятно эффективная наполняемость VE -123%) в таком случае необходимо впускной вал немного покрутить и установить, скажем ICA – 109*, но не больше, а то мотор станет вялым. Если не получается, то уменьшить степень сжатия или использовать топливо с более высоким октановым числом.
Часто бывает (у меня такое бывает), что мотор выдает лучшие характеристики при ICA 104-106*, а не при 100-102* (идеальный вариант). Вывод очень простой – впускной клапан просто хочет открываться позже и все. Решение простое – больше, шире полную фазу впускного клапана. 104-107* уменьшает давление в цилиндре и конечно отодвигает момент детонации. Многие наверное не могут понять какая к черту детонация на сток моторе дюратек при степени сжатия 10.8, да все просто, если раньше эффективная наполняемость была всего 95%, то сейчас стала 123%, это все равно, что вы установили надув и имеете избыточное давление 0.35 бара).
Необходимо отметить, что если вы готовите машину для гонок, не важно любительские или профи, то скорее всего датчик детонации придется отключить, ну не может гонка работать с ним (датчик детонации — это микрофон, а гоночная машина издает очень много звуков которые этот микрофон часто принимает за детонацию). Крайне важно, просто необходимо следить за тем, работает мотор с детонацией или нет.
Как это сделать? Смотрите свечи:
(где-то раньше я уже писал, как читать свечи)
Даже если на первый взгляд, вот эта свеча, которая идеально по всем параметрам (стрелки, линии указывают на главные индикаторы), то если взять увеличительное стекло и посмотреть более внимательно:
То можно заметить точки на фарфоре – это и есть следы детонации.
Также, вы можете воспользоваться обыкновенным borescope и внимательно посмотреть на поршня, особенно по краям. Искать следы, как от пескоструйки.
Конечно можно и просто скинуть головку мотора и посмотреть:
Вот такой скучный, без ярких картинок получился пост, но надеюсь полезный.
Главное при подборе распредвалов это учитывать все – степень сжатия, планируемые рабозчий диапазон, обязательно под распредвал рассчитанная система выпуска и впуска. Важно – не полная фаза (duration) распредвала, а моменты закрытия впускного клапана и 50% силы (от закрытия впускного клапана) закрытие выпускного клапана.
Часто, фирмы производители распредвалов продают уже готовые комплекты (впускной и выпускной распредвалы) но не всегда они точно указывают их назначение, при этом эта пара имеет разные полные фазы на впускном и выпускном валах. Обычно впускная фаза шире чем на выпускном распредвале. Мое мнение, это не плохо если у вас все точно рассчитано, но если вы не совсем уверены, то лучше брать по отдельности впускной с меньшей фазой и выпускной наоборот с большей фазой, в таком случае у вас больше шансов для подгонки под вашу конфигурацию.
К примеру, на мотор дюратек фирма Kelford предлагает валы duration @0.05 in 240/232, LSA – 105, ICA – 103. ECA – 107. Что здесь главное – закрытие впускного клапана 43*, закрытие выпускного клапана 9* и перекрытие 26*. Но, если взять 236/241 валы, то у нас есть больше вариантов и с лучшем результатом. К примеру, для хорошего топлива можно установить с ICA – 104, ECA – 101 и мы получим закрытие впускного вала 42* и выпускного 19* с офигенным перекрытием (очень важно для мощности, но если хорошая система выпуска) 33*. При 42* закрытия впускного клапана может возникнуть детонация, в таком случае увеличиваем ICA до 107* (получаем 45* на впуске) – в результате избавимся от детонации, улучшим верха, но будет ухудшена серединка. Для этого, ровно в 2 раза больше сдвинем выпускной вал в другом направлении (выпуск имеет 50% от силы тюнинга закрытия впускного клапана) ECA 107* — уменьшим перекрытие, улучшим холостой ход (стабилизируем до нормы) и конечно выравниваем серединку. В итоге, тот же результат
Распредвал часть 4
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Распредвал часть 2
Привет всем. Кто не читал Распредвал часть 1 читать обязательно, для тех, кто читал, рекомендую освежить, а уж потом приступать к продолжению.
Недавно побывал на этапе Чемпионата Европы по драг рейсингу. Честно скажу, был сильно впечатлен. Причин на то было несколько. Первая – количество зрителей меня поразило (очень много), на фоне кольцевых гонок, где только знакомые, друзья, родственники, то здесь тысячи людей.Вторая причина – техническая подготовка. Это просто фантастика, так все просто, делай что хочешь, ограничений по достижению мощности очень мало. Соответственно бюджет не сравнительно меньше, чем в профи кольцевых гонках или ралли.
Вот Вам пример некоторых тех. тонкостей
Внимательно посмотрите на выпускной коллектор, помните, о чем мы говорили раньше, здесь очень сильный пик мощности, хорошо это или плохо, все зависит от многих других примененных решений, но машина едет 8.3 секунды – быстро это или медленно?
Или вот, классический вариант выпускного коллектора, рассчитанный на 2 импульс. Здесь мощность" размазана", меньше пик, но шире диапазон влияния выпускного коллектора.
Но эта машина интересна не выпуском, а впуском. Все гениальное до элементарности просто. Свободный впуск или индивидуальная заслонка (дроссель) на каждый цилиндр. На 8 цилиндровом моторе индивидуальные дросселя менее эффективны чем хорошо сделанный ресивер и эта разница значительная. Здесь же, для стабилизации потока, у каждого дросселя как бы свой ресивер. Поэтому на фото это не раннеры, как бы, открытые индивидуальные ресиверы.
Ну что, теперь вернемся непосредственно к распредвалам. В предыдущей части мы рассмотрели 7 основных событий, происходящих в двигателе внутреннего сгорания. Для того чтобы лучше понять работу распредвалов необходимо научится их читать. Для этого предлагаю посмотреть на следующую картинку:
Здесь отлично видно, что и когда происходит. Теперь уберем цилиндры и рассмотрим подробно диаграмму распредвалов.
1. Duration — полная фаза открытия клапана. Как вы заметили на диаграмме 2 вида полной фазы. 270* — многие любители именно этой цифрой оперируют. Это значение в реальности нам НИЧЕГО НЕ ГОВОРИТ.Название advertised duration или running timing (seat-to-seat timing)– Что это? Во времена войны между производителями распредвалов (в 50-60 годах) seat-to-seat timing метод стал популярным, как один из путей продвижения, рекламирования своей продукции. Поэтому этот метод часто называется advertised duration или по-русски – рекламируемая полная фаза. Многие знают такое правило, что больше значит лучше, вот они и дали вам эти значения больше и все.
Раньше энтузиасты тюнинга хорошо разбирались в фазировании (cam timing) т.е. момент открытия, закрытия впускного и выпускного вала. Метод очень простой и очень правильный. Обозначается так 24-60/60-24 – впускной клапан открывается 24* перед ВМТ (BTDC), закрывается 60* после НМТ (ABDC). Выпускной клапан открывается 60* перед НМТ (BBDC) и закрывается 24* после ВМТ (ATDC). Это называется фазирование распредвала.
Advertised duration метод внес много путаницы. Точную фазу очень сложно определить, к примеру разница между гидро и жестким толкателем составляет 10-15 градусов. Поэтому был введен новый способ обозначения 0.05 inch. Многие сразу заметили, что этот метод более удобный и точный. Если возьмем типичный уличный (4 клапана) мотор с степенью сжатия 10.5, с тюниговым впуском и выпуском то наиболее подходящих вал должен иметь полную фазу при 0.05 in duration — 215-230 градусов с гидрокомпенсаторами, и 230-240* с жесткими толкателем.
2. Lobe separation angle (LSA)— общий развал кулачков. Часто еще называют Lobe Center Angle (LCA)3. ICA — Intake center angle или Intake Centerline– момент максимального подъема впускного клапана4. ECA — Exhaust center angle или Exhaust Centerline— – момент максимального подъема выпускного клапана
Если ICA реально показывает момент в градусах после ВМТ когда максимальный подьем клапана (кулачка), или ECA – перед ВМТ, то Lobe Center Angle LCA (LSA) немного сложнее, он высчитывается по формуле: LSA=(ICL+ECL)/2
Сори, просьба подскажите как при использовании программы буква Зю писать твердый знак (у меня нет русской клавиатуры) советы типа купи русскую оставьте при себе
Далее:
— EVO – открытие выпускного клапана— IVO – открытие впускного клапана— EVC – закрытие выпускного клапана— IVC – закрытие впускного клапана
— OverLap– перекрытие, момент, когда впускной и выпускной клапана открыты.Overlap = IVO+EVC
Чтобы хорошо прочувствовать работу распредвалов, вы должны всегда держать в голове выше приведенную диаграмму, схему – ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО (держите ее под рукой в начале)
Я вам напишу формулы, но имея перед глазами схему вы всегда сами все сделаете. Вот основные: — ICL = (Intake duration/2) – IVO,— ECL = (Exhaust duration/2) – EVC, или ECA=(2*LCA)-ICA— LSA – (ICA+ECA)/2— overlap = IVO+EVC, или ((InDur + ExDur)/4-LSA)*2
Для чего это надо знать всякие ICA, ECA, LSA? Если вы внимательно посмотрите на диаграмму, то увидите, что эти значения не изменяются в зависимости от метода измерения полной фазы при 0.05 inch или advertised seat-to-seat duration. И, следовательно, если Вы с ними подружитесь, то у вас не будет проблем с пониманием.
В распредвалах еще есть такое понятие как подъем клапана (Cam lift). Сам по себе подъем никоим образом не влияет на мощность, так как при подъёме клапана на 25% от его диаметра, воздуха больше не поступит (при очень большом подъёме только ухудшится).
Зачем же тогда спортивные машины используют большой подъём кулачка? Ответ прост – увеличивается скорость подъёма и не более.
Также существуют распредвалы с более агрессивной формой кулачка (к примеру, Cran's cam) У них также более интенсивно происходит подъём.
Теперь вы понимаете, что просто значения полной фазы advertise duration не дают нам информацию о распредвале. Даже если мы не говорим о самом главном – моментах открытия и закрытия клапанов (их фазы), полная фаза также не корректна – зависит от подъёма, формы кулачка, вида толкателя (а их много видов и типов).
Ну вот, теперь мы можем перейти к самому интересному, как подобрать, от чего зависит распредвал т.к. мы теперь можем разговаривать на одном языке.
Предлагаю посмотреть на стандартную спецификацию распредвала, в данном случае для мотора Дюратек 2.0 Форд
Рекомендации производителя — hot street — dirt track, и все, да широкое понятие.
Как вы заметили они указывают для рекламы advertised duration 280/273, но и естественно необходимую информацию для понимания и правильной установки.
Что важно здесь смотреть:
полную фазу впускного клапана при подьеме 1 мм – 242* (в данном случае не 0.05 inch, так часто делают, Европейские производители при 1 мм), далее нам необходимо для полной картины ICA, ECA и в принципе этого достаточно, все остальное можно и самому посчитать, но у них великолепная карта, где и так все указано timimg @1.mm – 11-52/42-10. Осталось высчитать Lobe separation angle (LSA) — общий развал кулачков —LSA – (ICA+ECA)/2, LSA = 108, Overlap (перекрытие) – 21, и Total Cam advanca (опережение или задержка), в данном случае задержка (retard) 2 градуса.
Да вал очень прикольный, мне кажется не удачный в том варианте как они предлагают установить. По их спецификации получается, что необходимо иметь степень сжатия как минимум 12.5 (ну в принципе стандартная FIA разрешенная для ралли, гонок) хорошую систему впуска, и выпуска. Короче если вы просто установите эти валы на ваш мотор (сток) дюратек, то особо вас это не порадует.
Да все-таки правило "БОЛЬШЕ ЭТО ЛУЧШЕ" работает, но только в рекламе, а не в постройке хорошего мотора и подборе распредвалов. Я понимаю, все слышали, видели, что спортсмены используют валы с полной (рекламной) фазой под 300, а некоторые и 320 (если 2 клапана на цилиндр, то фаза должна быть на 19* шире), но спортивные моторы совсем другие и задачи у них также иные.
Главное, что влияет на полную фазу (не рекламную) этоконечно ход поршня и степень сжатия, а уж потом обороты двигателя и совсем немного диаметр цилиндра.
— больше ход поршня (stroke) – шире полная фаза (duration)— выше степень сжатия — шире полная фаза (duration)— выше обороты двигателя — шире полная фаза (duration)
Если мы начнем дальше делать наш мотор дюратек 2.0 , как помните из первой части мы не собирались трогать сам мотор (его блок) т.е. степень сжатия 10.8 остается, то нам для этих целей, пик мощности при 7200 оборотов, подходит впускной распредвал с полной фазой при открытие клапана 0.05 дюйма – 236 градусов. В принципе этот вал от фирмы CAT CAMS duration 242 @0.05 нам по этим параметрам подходит (там потери будут минимальны) да еще и возможность в последствии поднять обороты. Но что же не так, почему не будет при такой установлено (как написано в спецификации) ощутимого прироста мощности?
Теперь пришло время все суммировать, то что было в 1 части и здесь. Как я уже писал в двигателе 7 процессов, событий, которые связаны между собой. Эффективность этих процессов зависит от фразировки распредвалов, а именно от (EVO, EVC, IVO, IVC) открытие и закрытие клапанов, а за это отвечает распредвал (распредвалы).
EVC и IVO не так важны по раздельности, но вот вместе даже очень (особенно закрытие выпускного клапана EVC exhast valve cloused) — Overlap – перекрытие (оба клапана открыты).Важность момента закрытия выпускного клапана составляет около 50% от важности закрытия впускного клапана. IVC– наиболее критичный момент отвечающий за наполнение цилиндров, ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА/) (INTAKE RAMMING) или как меня удачно поправили – дозярадка. Ну и как следствие влияет и на ПРОЦЕСС 3 — СЖАТИЕ.
Эти 7 процессов описаны в предыдущем посте, поэтому не буду повторятся о важности и рассмотрим на примерах именно влияние фазирования распредвалов.
Есть такое понятие тюнинг валов, не говоря уже о всевозможных VCT Variable Cam Timing (Изменяемые фазы газораспределения) или Ti-VCT на двух распредвалах. На моторах форд такие системы применяются (это название именно ФОРД системы), применялись на моторах Zetec 2.0 L – выпускной распредвал, на форд СТ 170 также такая система была, но на впускном распредвале, на форд пума использовалась. Система Ti-VCT используется на современных моторах Форд. Но вот дюратек к сожалению, нет. Но это не беда. В этом вам может помочь разрезная шестерня (но можно при желании и без нее)
Давайте опустим техническую часть, это вам сможет сделать любой нормальный автомеханик, но вот, как и куда двигать они не все знают.
На небольших гоночных моторах 1.6 — 2.0 литра с хорошими клапанами и правильно сделанными каналами наиболее оптимальным (дает самый большой средний spread разброс мощности) — являетсяLSA 102* градуса. Впускной клапан закрывается достаточно рано, уменьшая при этом intake reversion, выталкивание поступающего воздушного заряда в процессе 2, когда поршень идет вверх.
Поэтому цилиндр будет наполнятся лучше в среднем диапазоне мощности и как следствие – увеличение мощности. Также будет увеличено перекрытие (overlap), в связке с хорошим потенциалом поступающего воздуха (система впуска, головка блока цилиндров) и при правильно настроенной системе выпуска, которая обеспечит хороший инерционный момент отработанных газов, поможет в свою очередь наполняемости цилиндров на высоких оборотах.
Конечно, более позднее закрытие выпускного клапана создаст проблемы на низких оборотах, потому что выходящие газы имеют в этом диапазоне мало инерции, они не создадут разряжения и поэтому начнут наоборот поступать обратно в камеру сгорания. Эти горячие газы займут много места, ограничив поступление тем самым свежего заряда топливо воздушной смеси и естественно уменьшат мощность и ухудшат холостой ход.
Если для вас это проблема, к примеру машина не только для гонок, то сделайте LSA скажем 105* градусов и ситуация значительно улучшится.
Бывает часто и такая ситуация, когда у вас сделаны очень хорошо (может даже слишком) да еще и в сочетании с хорошо спроектированным выпускным коллектором, всей системой выпуска, может случится другая проблема. На высоких оборотах система выпуска может over scavenge – перепродуть (см. процесс в 1 части), она не только создаст разряжение, помогающее очистить, вытянуть отработанные газы, но еще и потянет за собой и свежепоступающий заряд. До определенного уровня это нормально, в гоночном моторе скажем для драг рейсинга, где экономия топлива неважна, но скажем при подготовке мотора для много часовых гонок этот момент нельзя упускать. Бывает даже так, что может и мощность понизится, больше лучше говорите, опять правило не работает.
Решением может быть:
— более широкий LSA— или выпускной кулечек с меньшей полной фазой— или с меньшим подъёмом
Если вы планируете выступать в гоночном классе где есть ограничения по системе впуска (сток впуск, заслонка, рестриктор), по доработке впускного и выпускного каналов, распредвал с более широким LSA работает лучше. Маленькая дроссельная заслонка, впускные ранеры, каналы обеспечат высокую скорость поступающего воздуха во впускном тракте, что улучшит средний диапазон мощности (улучшив наполняемость цилиндров на средних оборотах). Высокая скорость — это значит и большая инерция не допустит реверса поступающего свежего заряда в момент когда поршень идет вверх (ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА) (INTAKE RAMMING). Но т.к. мы расширим LSA впускной клапан будет закрываться позже, то на высоких оборотах даст больше времени для наполнения цилиндров свежим зарядом воздуха. Со стороны выпуска, открытие выпускного клапана раньше, даст цилиндрам больше времени для выталкивания отработанных газов через тонкие выпускные каналы, раннеры коллектора. Следовательно меньше мощности мотора будет использовано для выталкивания газов после того, как клапан открывается на такте выпуска.
Просуммируем выше сказанное. Более узкий LSA — общий развал кулачков помогает улучшить средний диапазон мощности, но если слишком увлечься этим, то можно ухудшить верхний диапазон из-за перепродувки, а на низких оборотах и холостом ходе будут ухудшения из-за exhaust reversion.
Если мы посмотрим на эту ситуацию со стороны характеристик каналов, ели у нас впуск и выпуск ограничены, то неплохо работает более широкий угол развала кулачков LSA. Если у нас все сделано по феншую (во какое слово по-русски выучил) то средний угол(LSA около 104-106 для гоночного мотора, 108-110 для дорожного двигателя). Однако, на двигателе с хорошим потоком на впуске, но достаточно средним на выпуске лучше будет узкий угол.Как вы помните, наиболее важный момент это – закрытие впускного клапана.
Опережение и запаздывание распредвалов (cam advance and retard)
Вот здесь уже начинается самое интересное…
Не ребята, сори у нас уже наступило утро, пора и закруглятся. Если будет у вас желание, то продолжение будет. Надеюсь не сильно все так сложно. Дайте знать, писать продолжение или нет? Как там это делается, галочка нравится
П.С также необходимо рассмотреть как влияет настройка распредвалов на детонацию, температуру выпускных газов. Как правильно настроить, подобрать распредвал в зависимости от степени сжатия, вида топлива – это все очень важно для получения реально высоких мощностей с литра (100-150 и выше) конечно с атмо мотора. На турбо немного другой принцип настройки и подбора распредвалов
Распредвал часть 3
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Распредвал часть 4
В этом посте в большей степени речь пойдет о настройке и подборе распредвалов на турбо моторы.
Давайте кое-что вспомним о распредвалах
1.Duration— полная фаза открытия клапана.2.Lobe separation angle (LSA)— общий развал кулачков. Часто еще называют Lobe Center Angle (LCA)3.ICA — Intake center angle или Intake Centerline– момент максимального подъема впускного клапана4.ECA — Exhaust center angle или Exhaust Centerline— – момент максимального подъема выпускного клапана5.OverLap– перекрытие, момент когда впускной и выпускной клапана открыты.
Очень и очень кратко (3 поста была написано на эту тему). Узкая полная фаза открытия клапана подходит для низких оборотов, широкая необходима для высоких. Более узкий общий развал кулачков LSA способствует мощной серединке, но за это приходится заплатить не ровным холостым ходом и ограничением мощности на высоких оборотах. Широкий общий развал кулачков уменьшает перекрытие (overlap), улучшает качество холостого хода и дает возможность двигателю развивать мощность на более высоких оборотах, но за это необходимо заплатить жирной серединкой.
Узкий общий развал кулачков дает нам более узкий диапазон мощности, а широкий LSA более гладкий (широкий).
Теперь поговорим о распредвалах для турбо моторов. Хочу напомнить, что на дворе уже давно 2014 год, а многие еще пользуются базой знаний основной на турбинах, используемых 15 лет назад. Это все устарело, сейчас настало время высокоэффективных турбо компрессоров, конечно если вы не сторонник покупки старых или новых, но дешевых турбин. В те давние времена было обычное явление — высокое противодавление в системе выпуска. Соотношение избыточного давления на впуске к противодавление на выпуске было типичным от 1.5 -2.0: 1. Сегодня противодавление в системе впуска меньше чем избыточное давление (boost).
Все ДВС лучше работают, когда настроены с определенным количеством перекрытия распредвалов (overlap). Если противодавление в системе выпуска больше чем давление на впуске, то отработанные (выпускные) газы в момент overlap (при условии достаточного времени) попадут обратно в цилиндры, а потом и в коллектор. Но все мы знаем, что отработанные газы второй раз не будут гореть в камере сгорания, следовательно, мощность сильно пострадает. Поэтомудля старого типа турбин нужны распредвалы с практически нулевым перекрытием (overlap).Из-за высокого противодавления на старых турбинах необходимо более раннее закрытие выпускного клапана, данного результата проще всего добиться за счет более широкого LSA. Это и является причиной распространения теории о широком LSA распредвалов, о минимальном перекрытии на турбо моторах.
Сегодня, на современных турбинах, у которых значительно уменьшено противодавление, соотношение давления к противодавлению близко к атмосферному мотору (за счет буста). А это значит, что LSA может быть сужено, но это (как бы) противоречит утверждению, что все турбо-валы должны иметь более широкую LSA 112-114 градусов.
С новыми турбинами, у которых снижено противодавление – также означает, что выпускной клапан может быть открыт раньше и быть открытым дольше, что является общепринятым для улучшения мощности на высоких оборотах и используется на атмо двигателях.
Так, что-то я Вас запутал, попытаюсь распутать. Более раннее открытие выпускного клапана уменьшит мощность двигателя из-за уменьшения времени воздействия горячих газов (высокое давление) на поршень на рабочем такте, но эта потеря будет меньше, чем потеря мощности на такте выпуска, когда поршень идет вверх и вынужден преодолевать оставшееся высокое давление в цилиндрах, пока еще не открыт впускной клапан.
Также это хорошо сказывается на температуре поршня, меньше время воздействия, меньше температура. Но здесь следует отметить, что на турбо моторе, более раннее открытие выпускного клапана достигается не за счет увеличение LSA или точнее ECA — Exhaust center angle или Exhaust Centerline — – момент максимального подъема выпускного клапана, а за счет увеличения полной фазы выпускного распредвала.К примеру, если мы рассмотрим двигатель у которого 4 клапана на цилиндр, то для борьбы с перепродувкой в момент перекрытия используют более узкий выпускной вал по отношению к впускному на атмо моторах, то на турбо варианте выпускной вал часто имеет одинаковую полную фазу ( duration) с впускным валом.
Если на турбо моторе момент закрытия впускного клапана и открытия выпускного сильно раздвинуты, скажем LSA 112-114, то мотор будет очень лениво откликаться на педаль газа, будет вялый спул. Если мы сделаем LSA 109 градусов ситуация значительно улучшится, увеличение мощности, двигатель будет быстрее выходить на полный буст, лучше реакция и т.д.Турбо моторы работают значительно быстрее, к примеру на треке, когда мы настроим открытие выпускного клапана раньше, за счет уменьшения, сужения LSA или использования более широкой фазы выпускного вала.
Впускной вал для турбо моторов.Здесь другой фактор влияет на подбор распредвала, а именно –плотность поступающего свежего заряда. Если на атмо моторах для наполнения цилиндров, чтобы получить высокие показатели мощности, нам необходимо много времени и поэтому мы используем валы с широкой фазой. То здесь все наоборот. Первое, турбо моторы имеют обычно более низкую степень сжатия, а это значит, что фаза должна быть более узкая. Второе с увеличением избыточного давления на впуске, увеличивается плотность и конечно количество необходимого нам кислорода. Больше топлива и воздуха поступает в камеру сгорания, но скорость при этом остается низкой. Давление в камере сгорания соответственно повышается очень быстро, и как следствие более раннее ее заполнение на такте впуска в сравнении с таким же атмо мотором. Вывод – турбо мотору необходим распредвал с более узкой полной фазой.
Стоит также рассмотреть эффективность вашей ГБЦ при выборе подходящего распредвала для турбо мотора. Кто следит за моим блоком, то читал посты посвященные портингу. Если у вас ГБЦ с хорошим портингом, то она сама по себе уже передвинет диапазон мощности на более высокие обороты, поэтому не стоит увлекаться с большими фазами. Но вот ГБЦ с узкими каналами, небольшими клапанами часто нуждаются в более широких фазах.
Большая турбина и широкий распредвал не работают вместе. Мотор будет ленивый, а мощность будет только на высоких оборотах. Более узкий распредвал поможет большой турбине быстрее раскрутится.Комбинация узкого впускного вала с еще более узким выпускным валом (уже чем впускной) позволит добиться невероятного момента на низких оборотах.
Немного о моторах с компрессором.
Как вы уже могли заметить, на таблице соотношений давления на впуске и выпуске, то оно в сторону впуска. Двигатели с компрессором используют распредвалы с узкой полной фазой на впуске и более широкий LSA . Если перекрытие на таком двигателе оставить, как на атмо моторе, то компрессор не сможет эффективно наполнять цилиндры т.к. часть свежего заряда просто будет уходить через систему выпуска в момент перекрытия валов (overlap). Это означает, что необходимо использовать более узкий впускной распредвал с более поздним ICA — Intake center angle, чем на атмо моторах.
Избыточное давление на впуске приведет к высокому давлению в цилиндрах в рабочем такте, это означает, что необходимо будет избавится от большего количества отработанных газов. В этом нам поможет более широкая фаза на выпускном распредвале и конечно более раннее ECA — Exhaust center angle.Что у нас получилось – более позднее ICA и более раннее ECA означает более широкую LCA, а это значит очень небольшое перекрытие (overlap).
Ну и в заключениихочу сказать, что для турбо мотора и настройка, и подбор распредвала сложнее чем для атмо или двигателя с компрессором. До того времени, как турбина набирает эффективную скорость, двигатель ведет себя как атмосферный (с низкой степенью сжатия). Это значит, что для хорошего, быстрого наполнения цилиндров и для производства достаточного количества отработанных газов, чтобы раскрутить турбину, идеальным будет иметь узкое значение LSA (или как следствие значительный overlap). Как только турбина раскрутится двигатель начинает вести себя, как мотор с компрессором и поэтому идеальным будет более широкое LSA.Турбо мотор с большим избыточным давлением (бустом) и высокими оборотами нуждается в более широких фазах. Основное отличие между турбо мотором и двигателем с компрессором в том, что турбо мотор не передувает поступающий заряд через выпуск в момент перекрытия распредвалов, как это происходит с компрессорными двигателями и поэтому им необходимо открывать впускной клапан раньше. Турбо двигатели нуждаются в более широкой фазе на впускном распредвале, чем при использовании компрессора, но при этом все же более узкую чем в атмосферном варианте.
Турбо компрессор должен выбраться в первую очередь, а распредвал только потом, он выполняет вспомогательную функцию.
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Распредвал часть 1
Все знают, что распредвалы это очень важный элемент тюнинга и тем более спортивного мотора. Многие часто слышали о фазах, времени открытия клапанов и т.д. Очень часто, многие могли слушать разговоры типа: а какой мне лучше поставить распредвал 264 или 272, а может 290. На самом деле, это разговор ни о чем.
Распредвалы бывают разные — сток, тюнинг, тюнинг-спорт, полный спорт (кольцо, драг), турбо… У них разные задачи и цели. У всех у них разный диапазон работы. Грубо, возьмём DOHC мотор. Тюнинговый вал с фазами 25-65/70-20 (duration 270) улучшит характеристики мотора с небольшой потерей на низких оборотах, диапазон работы 2500-7200 оборотов. Более широкий вал, который возможно использовать на машине, не предназначенной только для гонок будет 40-70/75-35 (duration 290) — 4000-8200 оборотов. Если возьмём мотор SOCH, то 280 duration (тюнинг вал) не плохо работает в режиме 2500-6600 оборотов, а 310 duration — 4000-7800 это, наверное, уже оптимальный максимум для полного спорта.
Те, кто действительно желает в этом вопросе разобраться, предлагаю забыть то что я выше написал.
Что бы лучше все это понять давайте виртуально увеличим мощность, к примеру, стандартного 2.0 литра Дуратек мотор Форд фокус, который в стоке имеет мощность 145 лошадиных сил.
Представьте, мотор — это черный ящик, к которому подведены две трубы, в одну подается топливо, а в другую воздух. В черном ящике топливо смешивается с воздухом, сжимается, поджигается, короче происходит реакция, в следствии чего выделяется энергия и на выходе эта проделанная работа (момент)передается на коленвал.
Количество энергии зависит от массы сгоревшего топлива и его калорийности. Но для повышения мощности мы не можем просто увеличить подачу топлива т.к. для полного сгорания его, необходимо 14.6 частей массы воздуха (на 1 единицу массы топлива 14.6 единиц массы воздуха). У нас нет проблем с увеличением топлива, но вот с подачей воздуха, если мы не собираемся подключить к черному ящику компрессор, есть определенные трудности.
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. или это равняется 1 Дж = 1 кг•м²/с² = 1 Н•м. С учетом того что в нашем черном ящике при сгорании топлива выделятся энергия и конечно производится работа — коленвал передает момент, для того, чтобы это перевести в момент (усилие передается через плечо) то мы можем просто работу *на 2Пи (2*3.14159), потом разделим на количество оборотов в секунду и получим момент.
ИЛИ МОЩНОСТЬ (кВт) = МОМЕНТ (N-M) * N (обороты двигателя в секунду) /159.2
ИЛИ
МОЩНОСТЬ = МОМЕНТ * 2Пи * N
или
не пугайтесь этого уравнения, сегодня мы из него рассмотрим только 2 значения (этого будет достаточно для понимания сути), остальное пусть будет неизменным
Для чего я все это написал. Главное, чтобы Вы поняли от чего зависит момент и мощность:
Момент зависит от количества выделенной энергии при сгорании топлива (конечно пока опустим всевозможные потери, эффективность, калорийность, КПД — не в этом суть). А количество топлива напрямую зависит от поступившего воздуха.Мощность зависит от момента и оборотов двигателя. Если момент останется неизменным, но мы повысим обороты то мощность возрастет.
Есть такое понятие объёмная эффективность VE (Volumetric efficiency), это значение равняется массе воздуха, поступающего в двигатель по отношению к его рабочему объёму. Мотор дюратек, это современный с хорошей ГБЦ (головкой блока цилиндров) DOCH. В стоке, его максимальное VE равняется 95% в точке максимального момента. Это значит, что максимум в двигатель попадает только 95% от объёма 2 литра. Вообще VE оно не постоянно для двигателя, на моторе Дюратек на 2000 оборотах оно равняется 84% потом растёт до своего максимума 95% и начинает опять понижаться, на 6500 уже 88%, а на 7500 всего 75%.
Так как же нам повысить мощность на этом моторе? Если вы просто будете крутить ваш мотор, то мощность от этого только уменьшится т.к. VE (Volumetric efficiency) уменьшатся и после 6000 оборотов падение коэффициента наполнения составляет ниже 88% — это как объём Вашего мотора с повышением оборотов уменьшится.
Да конечно можно установить нагнетатель воздуха, можно физически увеличить размер мотора (рабочий объём), но сегодня будем делать по-другому. Давайте для начала просто передвинем VE (Volumetric efficiency) с точки максимального момента, скажем на 6500 оборотов. Раньше у нас там было значение 88%, следовательно, оно станет 95%. В результате мы без проблем получим 170 сил на 6500 оборотах (не плохо).
Вообще какие бывают максимальные значения объёмной эффективности у атмосферных моторов? Современные 4 клапана на цилиндр моторы: 92-95%. Тюнинг легкий до 105%. NASCAR — 110%. Моторы со свободным впуском (Weber карбюраторы, заслонка на каждый цилиндр) отличный выпускной коллектор -110-115%. Гоночный мотор — 120-125%.
Что влияет на VE (Volumetric efficiency)? почему она на сток машинах такая не большая (2 клапана на цилиндр максимум 80-85%) на сток моторах:
— Потери в системе впуска, чем больше всевозможных препятствий, изгибов тем больше потери. На турбо моторах (из-за интеркулера, пайпинга) нормальное явление потери в пределах 0.2 бара, если сравнить эффективность турбо мотора 4 клапана на цилиндр, без учета избыточного давления, то оно составим не более чем на моторе с 2 клапанами на цилиндр.
— Повышение температуры поступающего воздуха и как следствие уменьшение плотности воздуха и конечно его массы.
— цилиндры не полностью очищаются от отработанных газов, их объём может составлять более 5%. Соответственно уменьшатся в таком же количестве и поступление свежего воздуха.
— Обратное давление в системе впуска
Если сложить все эти потери, то они составят намного больше чем 5%, которых нам не достает до 100% на моторе форд фокус. А вот за это и отвечает настройка системы впуска/ выпуска и распредвал. На сток моторах она настроена на режим круиз и максимального момента. Поэтому именно там обычно и есть максимальные значения VE (Volumetric efficiency).
Ну вот, теперь поговорим о распредвалах. Что и зачем вообще распредвал в моторе делает? делает он простую и не сложную работу — открывает и закрывает в нужный момент клапана. Чтобы лучше понять его работу давайте вспомним что значит 4 тканый мотор.
Все очень просто: 1 такт — впускной, 2 такт — сжатие, 3 такт — рабочий ход и 4 такт — выпуск.
Теперь добавим к этим 4 тактам еще 4 очень важных процесса:
Впускной клапан открыт — ВКОВыпускной клапан открыт — ВыКОВпускной клапан закрыт — ВКЗВыпускной клапан закрыт — ВыКЗ
Но чтобы понять, как добиться 125% VE (Volumetric efficiency) на атмосферном моторе этого нам мало. Поэтому рассмотрим 7 тактов (событий) которые связаны между собой, которые отвечают за наполняемость цилиндров, за все процессы, связанные с воздухом и газами.
ПРОЦЕСС 1 — ВПУСК (ВСАСЫВАНИЕ) (INTAKE PUMPING)
Начинается сразу после того как выпускной клапан закрывается (ВыКЗ) в момент перекрытия клапанов (overlap) несколько градусов после верхней мертвой точки ВМТ цилиндра. Впускной клапан (ВК) уже частично открыт и быстро двигающийся поршень вниз начинает всасывать топливо воздушную смесь через впускной канал. Поршень набирает скорость и где-то около 75* после ВМТ достигает своего максимума и поэтому в цилиндре создается низкое давление. ВК полностью открывается около 108* (градусов) после ВМТ. Процесс впуска (всасывания) заканчивается, когда поршень останавливается в своей нижней мертвой точке (НМТ). В это момент ВК все еще полностью открыт.
ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА) (INTAKE RAMMING)
Начинается в момент, когда поршень меняет свое направление, начинает двигаться вверх, но при этом ВК начинает закрываться. Топливно-воздушная смесь продолжает поступать в цилиндр (утрамбовываться). С движением поршня вверх, давление в цилиндре начинает возрастать, но смесь продолжает поступать. Около 60* после НМТ ВК закрывается и на этом этот процесс заканчивается. Это одно из важнейших событий благодаря которому удается увеличить VE (Volumetric efficiency) до 110% в современных гоночных моторах.
Необходимо этот процесс обсудить более подробно.
Здесь важны два момента: вовремя закрыть впускной клапан, пока возрастающее давление в цилиндре не начало превышать давление в впускном канале и как следствие выталкивать свеже поступившую топливовоздушную смесь обратно.Организовать давление как можно больше и дольше во впускном тракте цилиндра.
Это называется инерционный тюнинг или organ pipe tuning, Принцип работы органа (музыкальный инструмент). Для доходчивости я воспользуюсь не совсем верным методом объяснения, но зато очень понятным. Надеюсь все помнят, что такое слинки, это такая игрушка
Вот примерно так ведут себя и газы, жидкости в трубах, это как бы пневмапружина. Воздух, газ или топливовоздушная смесь имеет массу, а значит и кинетическую энергию. Если мы потянем за один край этой игрушки, то со временем этот пульс дойдет и до другого края. Так и воздух, он разгоняется в впускном канале, соответственно имеет инерцию, он не может сразу остановится, за волной разряжения обязательно последует волна давления. Чем быстрее мы организуем скорость потока в канале, тем больше воздуха поступит в цилиндр т.к. будет больше давление. Воздух будет поступать в цилиндр до тех пор, пока давление в канале будет выше чем в цилиндре и вот тут главное вовремя закрыть канал, чтобы поршень, идущий вверх (при этом повышающий давление в цилиндре) не начал выталкивать воздух.
На скорость потока заряда влияет скорость поршня (обороты двигателя), проходное сечение впускного тракта (канал и ранер) и тормозящие процессы, вызванные сопротивлением. Теперь становится понятно, что если мы увеличим канал, установим большего размера клапан то скорость потока уменьшится, кинетической энергии будет меньше — меньше давление, меньше поступит воздуха — меньше мощность. Но если мы увеличим скорость поршня за счет увеличения оборотов двигателя, то тем самым добьемся компромисса. Закон простой — уменьшаем диаметр или увеличиваем обороты двигателя — повышаем скорость потока (воздушного заряда) НО ПРИ ЭТОМ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ и на оборот.Длина определят момент, когда процесс должен произойти. Длиннее ранер с каналом - дольше время необходимо для волны — меньше обороты двигателя и наоборот.
ПРОЦЕСС 3 — СЖАТИЕ
Здесь все просто. Начинается после закрытия ВК в то время пока поршень продолжает двигаться вверх сжимая при этом топливовоздушную смесь в цилиндре. Заканчивается в момент, когда свеча зажигает смесь — где-то 30 градусов перед ВМТ. Для постройки гоночного мотора — Ваша задача добиться наименьшего оптимального угла опережения зажигания. Много есть способов (в другой раз)
ПРОЦЕСС 4 — ЗАЖИГАНИЕ И РАСШИРЕНИЕ
маленькое отступление. Кто не знает, я много лет не живу в России и технический русский язык плохо знаю, поэтому много использую английские выражения. Просьба — если что не так, то поправьте.
Fuel Burning and Expansion. Процесс начинается сразу после зажигания, поршень продолжает двигаться вверх. Температура и давление повышается. пик приходится на 12-15 градусов после ВМТ. Это большое давление давит на верх поршня и толкает его вниз, газы продолжают расширятся. Процесс заканчивается сразу после того как выпускной клапан начинает открываться (exhaust valve cracks open) где-то 120* после ВМТ.
ПРОЦЕСС 5 — EXHAUST BLOWDOWN (ПРОДУВКА)
Начинается сразу после того, как выпускной клапан начинает открываться (exhaust valve cracks open) как раз в этот момент и происходит этот звук (который мы потом заглушаем). температура и давление все еще в цилиндре высокое, часть смеси продолжает еще гореть. В данный момент, при таком высоком давлении система выпуска не настраивается (продувка все снесёт на своем пути). Процесс важный (поговорим позднее), раньше открыл меньше мощность (эффект как от настройки опережения зажигания) … Заканчивается в момент, когда поршень достигает НМТ.
ПРОЦЕСС 6 — EXHAUST PUMPING (ОТКАЧКА)
Откачка. очень похож на ПРОЦЕСС 1 -. Только в обратном направлении. Начинается в момент, когда поршень меняет свое направление и начинает двигаться вверх. Выпускной клапан продолжает открываться и достигает своего максимума где-то 70* после НМТ. Поршень набирает свою максимальную скорость около 105* после НМТ. Выпускные газы благодаря процессу продувки уже не имеют такого высокого давления. Поршень выталкивает через выпускной канал и при этом разгонят отработанные газы, они опять начинают набирать кинетическую энергию. Процесс заканчивается в момент, когда впускной клапан начинает открываться где-то около ВМТ.
ПРОЦЕСС 7 — перекрытие (OVERLAP)
Процесс начинается, когда ВК открывается, а выпускной еще не закрыт. Очень важный процесс (рассмотрим внимательнее позднее). Процесс заканчивается в момент, когда выпускной клапан полностью закрывается.
В это момент настраивается два процесса для очищения и наполнения цилиндра. Цель создать давление на впуске и разрежение на выпуске.
Поршень разогнал выпускные газы, они набрали энергию и поэтому даже когда поршень начинает свое движение вниз, в выпускном коллекторе давление меньше чем в цилиндре и поэтому продолжается процесс высасывания, очищение камеры сгорания, цилиндров. Также это низкое давление помогает всасывать свежий заряд через открывающейся ВК. Часть этого заряда остается в цилиндре, а часть выходит с отработанными газами (очищение, ну и правда повышенный расход вам будет обеспечен)
Выпуск здесь необходимо настроить — организовать скорость потока в выпускных каналах, ранерах. Пик разрежения (и как следствие точка максимального момента или мощности) определяется длиной. С пиком здесь можно поиграть. Можем его сделать очень сильным или " размазать". За это отвечает коллектор, точнее его размер, длина, да или просто наличие. Скажем на дрегстерах часто можно встретить просто трубы от каждого цилиндра в воздух.
Но на этом настройка в 7 процессе не заканчивается. Здесь появляется еще один вид — резонансный тюнинг в момент открытия впускного клапана.
Как только выпускной клапан закрывается нам необходимо добиться чтобы в впускном канале образовалось давление. поймать, настроится на одну из волн, амплитуд с положительным экстримом. Это похоже на эхо, вот его нам и надо настроить.
Если все сделать правильно то можно добиться эффективной наполняемости до 130%.
К ПРИМЕРУ: если мы продолжим делать наш мотор форда дюратек. ГБЦ у него не плохая, впускной клапан 35 мм (это с потенциалом до 8200 оборотов двигателя) . Нет, не будем сильно модернизировать. Поршневая сток позволят крутить мотор до 7200 оборотов. Но для безопасности поменяем только шатунные болты на усиленные и тем самым сдвинем порог до 7700 оборотов. Теперь установим хорошие дросселя (свободный впуск) скажем проверенный и хорошо себя зарекомендовавший кит от Jenvey. Изготовим выпускной специально настроенный коллектор и конечно всю систему выпуска поменяем. Установим новые распредвалы. И без проблем мы получим 220 сил на 7200 оборотах, обыкновенном бензине, можно и больше, но это обороты повышать.
Распредвал часть 2
Автор: Владимир Шарандин
enginepower.pro
Идеальный распредвал
|
|
|
Впуск
В идеальном режиме, когда поршень движется вниз в цикле всасывания, впускной клапан открывается, пропуская в цилиндр топливовоздушную смесь, и закрывается после заполнения цилиндра. Учитывая,что фаза и "длительность" работы кулачка являются фиксированными, они будут идеальными лишь при определенной частоте вращения коленвала и, возможно, лишь при единственном положении дроссельной заслонки. Это то, чего многие недопонимают. При разных оборотах двигателя клапан будет закрываться либо с опозданием. и тогда смесь, заполнившая цилиндр, начнет выходить обратно, либо раньше времени, до того, как смесь заполнит цилиндр до конца. Поэтому, в реальности, все распредвалы работают в "компромиссном" режиме. Если мы хотим получить от нашего "высокопроизводительного" распредвала выигрыш только в мощности, то это произойдет за счет чего-то другого. Чаше всего в жертву при этом приносится качество работы на холостых оборотах и крутящий момент в режиме рабочего диапазона.
Начнем с начала. Период, в течение которого впускной клапан открыт, будем называть термином "продолжительность". Продолжительность обычно выражается в градусах поворота коленчатого вала. При работе стандартного распредвала клапан обычно начинает открываться при "недовороте" коленвала 5-10 градусов до ВМТ (верхняя мертвая точка). Стандартный распредвал открывает клапан довольно плавно - для уменьшения износа и снижения уровня шума. Далее клапан достигает верхней точки и, наконец, закрывается примерно при 20 градусах после НМТ (нижняя мертвая точка). Этот период времени и называют "продолжительностью работы кулачка". Обычно он составляет от 200 до 220 градусов поворота коленчатого вала. Многие мотористы первым делом стараются увеличить продолжительность работы кулачка. Как правило, большая продолжительность позволяет двигателю развить большую мощность на повышенных оборотах. У высокопроизводительных распредвалов продолжительность работы кулачков может составлять от 250 до 320 градусов, а на двигателях гоночных машин - и более. Однако, само по себе это число пока еще ни о чем не говорит. Кулачок, например, может иметь очень пологие траектории подъема и опускания, и тогда выигрыш в увеличении общей зоны открытия под клапаном, по сравнению со стандартным кулачком, получится небольшим. В то же время, кулачок с такой же продолжительностью, но с крутыми профилями будет обеспечивать очень быстрое открытие и закрытие, что придаст двигателю совершенно иные характеристики (правда, скажется и на сроке службы распредвала, но об этом позже).
Подъем клапана
У стандартного распредвала для дорожных машин кулачок поднимает клапан на 9.9 (у Оки на 8.8) мм, в то время, как у спортивных двигателей эта цифра может доходить до 10.7 мм. Цифры, характеризующие "высоту" открытия клапана, часто производят впечатление - люди инстинктивно полагают, что чрезмерное увеличение высоты подъема дает большую мощность, хотя, на самом деле, это не совсем так. Иногда высоту подъема увеличивают для того, чтобы увеличить время "зависания" клапана в точке максимального подъема. Один из способов получения выигрыша по времени без увеличения продолжительности состоит в поднятии клапана на большую высоту.
С помощью испытательного стенда можно определить, в какой момент поток смеси через систему клапан-сенло начинает убывать. После этого момента нет смысла открывать клапан дальше - это не даст выигрыша в мощности. Смысл быстрого открывания клапана, или как мы это называем, "ускорения клапана", заключается в том, что само движение клапана используется для создания во впускном коллекторе разрежения - "импульса". Именно благодаря этому процессу мощность двигателя начинает зависеть от конструкции распредвала, так как этот импульс влияет на частоту вращения, что и приводит к увеличению мощности.
Выпуск
Выпускной кулачек должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр и успел очиститься от продуктов сгорания. При слишком позднем открытии оставшися в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; слишком же раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы опять не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может роисходить потому,что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется "перекрытием клапанов". Этот "перелив" из впускного каннала в выпускной может дать "высокоэффективному" двигателю несколько преимуществ. Во-первых , выхлопные газы, выхолдящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума - нечто подобное происходит при выдергивании проби из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смеь, "переливающаяся" в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрырия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обеих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как ля гоночных автомобилей эта величина досигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблемма зазара между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления - "карманы", чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.
Синхронизация распредвала
Может оказаться, что при одинаковом подъеме обоих клапанов в момент перекрытия модифицированный распредвал не дает максимальной эффективности. С помощью специального регулировочного шкива (его часто называют шкивом Верньера) можно выставить распредвал на "опережение", тогда в верхней мертвой точке впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной. Установка распредвала на "запаздывание" даст нам больший подъем выпускного клапана, чем впускного. При проектировании конструктивно нового вала, эти параметры учитываются при нарезании шпоночной канавки шкива и применение шкива Вернера не обязательно.
Именно соотношение между подъемом двух клапанов в верхней мертвой точке и определяет эффективность работы распредвала. Теоретически, опережение распредвала будет смещать пик мощности вниз по диапазону оборотов, а отставание будет давать противоположный эффект. У некоторых двигателей, например Rover Мini и ford, наилучшие результаты достигаются с опережающим распредвалом. Степень опережения обычно выражается в градусах поворота коленчатого вала, которое необходимо для полного открытия впускного клапана.
При шлифовке распредвала имейте в виду, что продолжительность перекрытия в значительной степени определяется углом между выступами "впускного" и "выпускного" кулачков (это угол называется "центральным углом кулачков"). Для распредвала с одинаковым подъемом клапанов в верхней мертвой точке этот угол составляет 110 градусов. Если вы выставите такой распредвал так, чтобы на 110 градусах он обеспечивал полное открытие впускного клапана, то обнаружите, что в момент перекрытия в верхней мертвой точке оба клапана открыты одинаково. Для обеспечения "опережающей" работы этого распредвала необходимо добиться полного открытия раньше, например, на 105 градусах.
Из вышеизложенного следует, что опережение распредвала можно регулировать, измеряя подъем клапанов в момент перекрытия в верхней мертвой точке. Независимо от того, какой это распредвал и на каком двигателе он стоит, одинаковый подъем клапанов в ВМТ будет иметь место при том угле поворота, на который развернуты друг относительно друга (в результате шлифовки) кулачки распредвала - обычно, 110 градусов. Можно выставить распредвал на опережение, но не следует его доводить до того, чтобы подъем выпускного клапана составлял меньше 66 процентов (2/3) от подъема впускного клапана. Например, если подъем впускного клапана - 3.8 мм, то подъем выпускного клапана - 2.5 мм.
Распредвалы и их синхронизация - это сложная тема. Мало разобраться как работает распредвал, нужно еще найти способ продлить срок его жизни. И решение этой проблемы должно закладываться при самом проектировании механизма.
cartuningsite.narod.ru
Распредвалы для тюнинга и спорта.
Автор: Алексей Михеенков aka Almi, SMS-Software, программист (системы управления двигателями).
Классификация распредвалов.
Все тюнинговые распредвалы можно условно разделить на две группы: низовые и верховые. Исходя из названия, первые увеличивают момент в области низких оборотов двигателя, а вторые - в области высоких. Достигается это изменением высоты подъема и профиля кулачков, а также фазами открытия/закрытия клапанов.Низовые валы. Низовые валы имеют небольшую высоту подъема и отсутствие зоны перекрытия клапанов, что предотвращает выбрасывание рабочей смеси обратно во впуск на низких оборотах. Уменьшение высоты подъема влечет за собой неизбежную потерю наполнения на высоких оборотах, что приводит к уменьшению макимальной мощности двигателя. Однако это не столь важно, так как основная область их применения - езда по городу. Следует заметить, что сама по себе мощность двигателя влияет только на максимальную скорость автомобиля и не более. Например, уменьшение мощности двигателя автомобиля 21093 на 10 л.с. приведет к уменьшению максимальной скорости на 6 км/час, что не очень заметно. Основное достоинство таких валов - повышение крутящего момента на низах, что позволяет заметно быстрее ускоряться со светофора и лишний раз не включать пониженную передачу. На этом все преимущества заканчиваются. В области средних оборотов такие валы ведут себя в лучшем случае, как серийные, а на высоких оборотах совсем "умирают".Верховые валы. Верховые валы, напротив, имеют широкие фазы, высокие подъемы и довольно большую зону перекрытия клапанов. Это позволяет увеличить наполнение на верхах, как по причине увеличения проходного сечения в зоне клапана, так и за счет использования эффекта инерционного наддува. При этом почти всегда повышается мощность двигателя, а пик крутящего момента смещается в зону более высоких оборотов. Широкие фазы приводят к обратному выталкиванию смеси во впускной коллектор на низких частотах вращения, что вызывает снижение наполнения и провал на низах. Чем более "верховой" распредвал - тем сильнее этот эффект.Тюнинговые и спортивные распредвалы. Среди верховых валов можно выделить еще две группы: "тюнинговые" и "спортивные". Распредвалы для тюнинга и спорта отличаются подъемом, фазовой характеристикой и высотой перекрытия. Чем выше подъем - тем выше момент и мощность на высоких оборотах. Спортивные валы мало пригодны для обычной езды по городу, так как имеют ощутимый провал в области низких частот вращения и повышенные (к тому же неустойчивые) обороты холостого хода. Кроме того, такие валы могут иметь максимальную отдачу в области очень высоких частот вращения двигателя (8500 об/мин и выше), что совершенно неприемлемо для обычных гражданских моторов.
Производители распредвалов.
"Тольяттинские"валы Широкое распространение получили так называемые "Тольяттинские" валы, неполнобазные, изготовленые перешлифовкой обычных серийных распредвалов. Такие валы встречаются с высотой подъема 10,2; 10,3; 10,4; 10,63; 10,9 мм. Все эти валы имеют повышенную отдачу в области высоких оборотов, пропорциональные высоте подъема клапанов.
| Вследствие того, что базовый диаметр уменьшен, профиль кулачка становится заостренным, что приводит к нарушению фаз газораспределения и повышенному износу. По этой причине, применять такие валы нецелесообразно. Исключением может быть лишь вал с подъемом 10,2 мм, у которого описанный выше эффект выражен меньше всего. |
Валы производства НПФ "МастерМотор" Наиболее грамотно расчитанными и изготовленными на сегодняшний день являются валы производства НПФ "МастерМотор", г.Уфа. Профиль кулачков этих валов расчитывается по запатентованой методике "DynamicCams". Основное преимущество данной методики в том, что кулачок имеет очень гладкий профиль, причем даже третья производная также является гладкой кривой. На практике это позволяет максимально снизить ударные нагрузки в механизме привода клапана, а также обеспечить работу привода на высоких оборотах без разрыва кинематической связи пары кулачок-толкатель. Особое внимание при проектирования профиля уделяется участкам сбега кулачков, т.е. перехода от активного профиля к базовому радиусу. Зачастую распредвалы, например серийные на ВАЗовских двигателях, очень чуствительны к регулировке зазоров. На кулачках распредвалов "МастерМотор" участок сбега на стороне закрытия клапана (именно здесь возникает стук клапана) увеличен. Это облегчает регулировку зазора и увеличивает срок эксплуатации до момента очередной регулировки.
| Ассортимент валов очень широк, с ним можно подробно познакомиться наофициальном сайте "МастерМотор". Применительно к 8-клапанному двигателю, наиболее применимы для "гражданской" езды валы 49, 52 и 54. Вал 49 хорош как низовой, для активной и динамичной езды по городу в диапазоне оборотов двигателя 2 - 4 тыс., 52 уже более верховой, наиболее оптимальный при смешанной езде город/трасса, 54 - еще более верховой. 54 вал имеет уменьшенный базовый диаметр. |
Новые технические решения.
Классический привод клапана с плоским толкателем на данный момент является самым распространенным в мире. Однако, кинематическая схема такого привода далека от совершенства и накладывает довольно жесткие ограничения на механизм привода клапана. Одним из существенных ограничений является максимальная скорость подъема клапана. Для пары "кулачок - плоский толкатель" аналог скорости равен смещению линии контакта кулачка с толкателем, причем величина этого смещения ограничена диаметром толкателя. Практически во всех спортивных модификациях распредвалов кулачок по краям выходит за пределы толкателя и при работе в зоне перед вершиной кулачка наблюдаются характерные следы износа. Другим ограничением является величина радиуса на вершине кулачка. При попытке выполнить кулачок с большим подъемом и узкой фазой, этот радиус становится слишком мал. Это приводит к недопустимым величинам контакных напряжений на вершине кулачка и радиус делают больше, чем хотелось бы. Этих двух факторов уже достаточно для ограничения высоты подъема при заданном диаметре толкателя и требуемых фазах открытия клапана. Проще говоря, классическая конструкция привода не позволяет сделать одновременно большую высоту подъема и узкую фазу открытия. Все классические спортивные верховые валы по этой причине имеют чрезмерно широкие фазы и чрезмерную высоту перекрытия, что вызывает неизбежную потерю наполнения в области низких и средних оборотов. Кроме того, большое смещение линии контакта приводит к перекладке толкателей в направляющих гнездах головки. Начало подъема клапана и посадка клапана на седло при плоском толкателе происходят со значительными ударными ускорениями, что вызывает ускоренный износ толкателя и кулачка.
 |
Для устранения всех перечисленных выше ограничений ОКБ "Динамика" разработала специальные неплоские RX-толкатели с цилиндрической рабочей поверхностью. Такой толкатель не должен вращаться в направляющей ГБЦ, что обеспечиваться соответствующими конструктивными элементами. Толкатель имеет вид стакана с приливами специальной формы, исключающими вращение (при этом направляющие ГБЦ должны быть доработаны). |
Что же выбрать?
Ответ на этот вопрос зависит от того, какую цель вы преследуете. Если вам необходимо лишь немного повысить динамические показатели своего автомобиля и при этом обойтись без лишних вложений, то оптимальным вариантом можно считать установку 52, 54 или 55 вала от "МастерМотор". Выбор конкретного номера зависит от вашего стиля езды и от состояния двигателя. Если вы не привыкли (или боитесь) сильно крутить мотор, то можно остановиться и на 49 или 52 вале. Для любителей "крутить в отсечку" более подойдут 54 или 55 валы. В этом случае можно ожидать довольно существенного увеличения наполнения, поэтому, нелишним будет позаботиться об установке фильтра пониженного сопротивления и увеличении диаметра дроссельной заслонки до 52..54 мм (на впрысковых машинах). Самый бюджетный вариант - применение неполнобазного "Тольяттинского" вала, однако, и эффект от его применения будет меньшим.
Если вы готовите автомобиль для драг-рейсинга, то подход должен быть более серьезным. Для этих целей хорошо подойдет 62 вал от "МастерМотор". Следует заметить, что на этом доработка автомобиля не должна заканчиваться, в противном случае, вас ждет разочарование. Применение такого вала подразумевает более глубокий тюнинг двигателя (начиная от установки прямоточной выпускной системы и заканчивая коваными поршнями и клапанами из титанового сплава:).
На этом позвольте закончить рекомендации:). Желание хорошо подготовить автомобиль должно сопровождаться самостоятельным поиском оптимальных решений, изученим теории, общением с коллегами по тюнингу т.д. Без этого вам никогда не удасться добиться победы в каких-либо серьезных соревнованиях. Как говорили раньше, творите, выдумывайте и пробуйте!
Удачи!
Алексей Михеенков, SMS-Software, инженер-программист (системы управления двигателями) и гонщик-маньяк:).
Перепечатка данного материала без согласования с автором не допускается!В случае несоблюдения этого требования, автор гарантирует гражданское и судебное преследование.
racing-yar.narod.ru
