Приветствую всех водителей, которых не устраивает номинальная мощность серийного двигателя вашего транспортного средства. В данной статье мы разглядим один из способов повышения мощности заводского мотора, посредством спортивного распредвала, у которого профиль кулачков больше. И попытаемся разобраться, нужен ли по большому счету таковой распредвал и стоит ли тратить около двух тысяч американских денег, на поднятие мощности приблизительно на 15 — 18 кобыл из 150-ти л.с (при тех же оборотах).
По большому счету, многие знают, что способов поднятия мощности существует пара, но мы разглядим в данной статье лишь один из способов, посредством клапанного механизма. И в конце статьи я думаю любой для себя сделает вывод, необходимо ли вам это, поскольку большая часть способов поднятия мощности любого двигателя, помогают для определённых целей (к примеру с целью достижения спортивных рекордов), но не всегда подходят для автомобилей либо мотоциклов, каковые эксплуатируются ежедневно (в личном пользовании). Но давайте всё по порядку.
Штатный (заводской) распредвал.
В совершенстве, в двигатель без помех обязана поступать топливовоздушная смесь, а по окончании соответствующих тактов и совершённой работы, продукты сгорания должны действенно удалится — это в теории. И в этом ходе играется ключевую роль клапанный механизм любого четырёхтактного двигателя. И от этого механизма, сильно зависит эффективность наполнения цилиндров мотора свежим зарядом топливно-воздушной смеси.
И чем выше эффективность наполнения, тем бо?льшую мощность выдаст двигатель.
Диаграмма фаз газораспределения четырёхтактного двигателя.
угол а — участок 1-2 — это перекрытие впускного и выпускного клапанов. Для низкооборотистых двигателей это значение угла а =20-50 градусов, а у высокооборотистых моторов данный угол а = 90 и более градусов.
Участок угла в — 3-4 — тут продемонстрировано запаздывание закрытия впуска — это фаза инерционного наполнения цилиндра свежей горючей смесью.
Данный угол в образовывает от 40 до 70 градусов, и большая величина соответствует более оборотистым моторам, а меньшая менее оборотистым и зависит от профиля кулачка.
Участок угла Y — 5-3 — это продемонстрировано открытие выпускного клапана до завершения рабочего хода, и разрешает улучшить очистку цилиндра. Чем оборотистее мотор, тем данный угол больше и профиль кулачка выше.
Количество свежего заряда зависит от формы и расположения кулачков распределительного вала, и они начинают открывать клапаны на впуске чуть ранее, в момент, в то время, когда выпускные клапаны ещё не всецело закрылись (в конце такта выпуска).
К тому же выпускные клапаны закрываются с маленьким запаздыванием (чуть попозже прохождения поршнем верхней мёртвой точки). Данный момент (фазу) определяют как момент перекрытия клапанов — смотрите участок между 1 и 2, на рисунке слева ( диаграмма фаз газораспределения). Другими словами получается, в момент перекрытия, оба канала — и впускной и выпускной, в один момент открыты. Для чего это необходимо?
Начало открывания впускного клапана чуть ранее, до подхода поршня в ВМТ — действенно усиливает наполнение цилиндров мотора свежей бензо-воздушной смесью и наряду с этим употребляется энергия отработанных газов, каковые не просто выталкиваются поршнем в выпускной коллектор, но ещё и выталкиваются наружу за счёт отличия давления в воздухе и в цилиндре мотора.
Наряду с этим скорость потока огромная и может достигнуть звукового барьера. Ну а вдруг струя потока замечательная и направление её организовано, то значит из начавшего раскрываться впускного канала, она способно затянуть в цилиндр дополнительную порцию свежей горючей смеси (эффект пылесоса).
А закрывается впускной клапан (и соответственно впускной канал) мало позднее прохождения поршнем нижней мёртвой точки — на диаграмме это продемонстрировано между 3 и 4. И не смотря на то, что поршень уже уходит вверх на такт сжатия, в этому моменту уже инерция потока свежей горючей смеси, во впускном патрубке, уже успевает загнать в камеру сгорания двигателя дополнительный заряд.
Это был рассмотрен газообмен двигателя серийного мотоцикла Ямаха (Yamaha YZF-R1), в котором установлен простой заводской распределительный вал с штатным профилем кулачков, высотой 32,6 мм. И наряду с этим данный движок выдаёт приблизительно 148 — 150 лошадок, при 10500 оборотов в 60 секунд (смотрите график трансформации мощности и крутящего момента — светло синий линия на графике, см. ниже).
Спортивный распредвал.
Сейчас давайте разглядим два вопроса: 1 — за счёт чего спортивный распредвал додаёт дополнительных лошадок двигателю; 2 — и тогда из-за чего, в случае если силёнок у мотора прибавляется, данный распредвал не употребляется на серийной технике ???
Слева спортивный распредвал (а) и справа заводской (б).
1 — Мощность у двигателя прибавляется от того, что высота кулачков у этого распредвала больше (смотрите фото слева — 33,1 мм), и конечно от этого клапан раскрывается больше простого. При увеличении оборотов мотора более 8 тысяч, возросшее расстояние между тарелкой впускного клапана и его седлом, на впуске ощутимо снижает газодинамическое сопротивление потоку смеси (у более высоко поднятого клапана).
От этого эффектнее происходит наполнение цилиндров свежей горючей смесью, и увеличивается мощность двигателя.
На выпуске также ощутимо изменяется газообмен, поскольку более высоко поднятый клапан (а следовательно и увеличившаяся площадь кольцевого прохода между седлом и клапаном) снижает помехи выходящим с громадной скоростью продуктам сгорания горючего. От этого в цилиндрах остается меньше шлаков, и значит свежая горючая смесь уже горит намного лучше и полнее сгорает — это всё и прибавляет лошадок двигателю (при более 7500 — 8000 об/мин). При опробованиях на стенде, тот же Ямаховский движок и при тех же 10500 об/мин, но с спортивным распредвалом, выдал уже 168 кобылок (смотрите красную линию на графике выше). Отличие в мощности двигателей с штатным и спортивным распредвалом достаточно ощутимая, впечатляет не правда ли ?
График, показывающий изменение мощности и крутящего момента мотора Yamaha YZF-R1.
светло синий полоса показывает мощность и крутящий момент при штатном распредвале; зелёная полоса показывает при установке тюнингового вала (32,8 мм); и красная полоса показывает трансформации при спортивном распредвале, по окончании замены и доводки карбюраторов выпускной совокупности.
2 — Так отчего же на серийные моторы производители не ставят такие валы, и из-за чего многие не рекомендуют бежать в магазин и выкладывать за «чудо вал» 1900 — 2000 $ (cтолько стоит вал для эрки — Ямахи R1). Да легко необходимо обратить внимание на более низкие обороты (до 7500), с которыми приходится ездить неизменно, в особенности в городе. И подсевшая кривая мощности на оборотах ниже 7500 (смотрите на график !!!). Другими словами с спортивным валом, при большинстве поездок (на оборотах ниже 7500), мощность будет меньше, чем с простым валом.
Из-за чего так происходит ? Из-за нарушения законов газообмена. Поясню несложнее и подробнее:
При низких и средних оборотах коленчатого вала (до 7500), через выпускной тракт за единицу времени, газов прокачивается мало, соответственно эффект пылесоса (см. выше) тут не так уж и велик. И усилить энергию очищающей струи газов на средних и малых оборотах возможно, в случае если напротив уменьшить проходное сечение между его седлом и клапаном.
Другими словами уменьшить подъём клапана, как и происходит при штатном распредвале, с более низким профилем кулачков (32,6 мм).
Причём малая кольцевая щель между седлом и клапаном, трудится как сопло реактивного двигателя и через узкую щель продукты сгорания действеннее удаляются в выпускной коллектор. При спортивном вале на средних и малых оборотах таковой эффект не окажется, поскольку проходное сечение увеличено, и продукты сгорания выталкиваются лишь поршнем. Соответственно шлаков в двигателе остаётся больше, и от этого горение смеси будет хуже — из этого и подсевшая мощность.
К сказанному выше направляться добавить ещё и подсевшую при средних и малых оборотах силу инерции на такте впуска.
Так как скорость горючей смеси в впускном канале прямо пропорциональна оборотам двигателя и при оборотах коленвала ниже 7500, скорость потока горючей смеси незначительна. А раз скорость сквозняка не громадная, то и инерция потока весьма маленькая. И вот тут стоит кроме того мало расширить подъём клапана, и в зоне перекрытия клапанов горючая смесь может пойти не в цилиндр двигателя. И остатки тёплых газов в камере сгорания, двинут смесь в обратную сторону во впускной коллектор к воздушному фильтру.
Вдобавок часть заряда, которая поступила в цилиндр в начале такта сжатия, на протяжении главного впуска, поршень успеет выдавить В том же направлении (назад во впускной коллектор). Так как впускной клапан закрывается с некоторым запаздыванием. В итоге, в случае если сложить все нюансы, делается очевидным, что наполнение цилиндров, а следовательно и мощность двигателя падают.
Из всего выше обрисованного, можно понять, из-за чего распределительный вал с более высоким профилем кулачков (33,1 мм) именуют спортивным.
Вследствие того что он подойдёт тем водителям, каковые ездят неизменно на повышенных оборотах (спортивный стиль), другими словами на гоночном треке. А большая часть простых водителей, ездящих по дорогам неспециализированного пользования, использую спортивный стиль в поездках весьма редко. И исходя из этого для таких водителей брать спортивный распредвал и устанавливать его на серийный двигатель — это безлюдная трата денег и времени.
И желаю заверить к тому же, что в случае если вдобавок у вас ещё и подуставший мотор, утративший мощность от естественного износа, либо не таковой замечательный двигатель как на эрке (R1), то приготовьтесь к тому, что трудиться левой ногой (для переключения скоростей) вам нужно вдвое чаще (чаще переходить на пониженные передачи) — это установлено. К тому же ресурс двигателя мало уменьшается, поскольку ему больше нужно будет работать на повышенных оборотах.
Для тех, кто однако желает оторваться на треке.
В случае если же вы всё таки решите как направляться погонять на треке (имеется такие состоятельные водители, у которых два и более мотоцикла либо автомобиля, один для ежедневных поездок, а второй для поднятия адреналина на треке), то прислушайтесь к следующим рекомендациям.
Установка спортивного распредвала, это само собой разумеется основная составляющая форсировки двигателя, но также необходимо будет применить ещё и другие методы форсировки (установка керамических поршней к примеру, либо установка жиклеров от Dynojet, о которых чуть ниже, либо установка турбонадува, установить выпуск от Arrow и т.д), для получения полного эффекта. В случае если же двигатель вашей автомобили либо мотоцикла пробежал более семи тысяч км., то форсировать мотор не имеет смысла. По причине того, что от резкого повышения нагрузок, подуставшая поршневая либо подшипники коленвала продолжительно не протянут. Перед форсировкой, замените хотя бы подшипники коленвала новыми и весьма авторитетных компаний.
Кстати, более высокие кулачки спортивного распредвала, на некоторых моторах смогут доходить к телу головки весьма близко. Исходя из этого в обязательном порядке удостоверьтесь в надежности, дабы зазоры между вершинами кулачков и телом головки, были не меньше 0,35 мм, в противном случае на нагретом моторе, алюминиевый корпус и кулачки головки смогут встретится! Этому не нужно удивляться, и на многих моторах спортивный распредвал может не вписаться в штатную головку, и её нужно будет дорабатывать.
Не забудьте так же проверить, дабы между всецело поршнем и открытым клапаном в ВМТ был зазор в хотя бы в 1 мм, в противном случае на оборотах они также смогут встретится. Так же потребуется установка более твёрдых клапанных пружин (200$), в противном случае на повышенных оборотах и штатных пружинах клапаны будут зависать ( не успевать хорошо закрываться). По причине того, что при более высоком профиле кулачков, инерционные нагрузки ощутимо возрастут (были случаи, в то время, когда штатные пружины ).
Потребуется поколдовать над жиклерами в штатных карбюраторах. В жиклерах основных дозирующих совокупностей потребуется расширить проходное сечение отверстий приблизительно на 35 — 40%.
Лучше не заморачиваться с рассверливанием штатных, а установить фирменный комплект, к примеру от Dynojet (цена приблизительно 300 — 350$). Причом принципиально важно, дабы комплект был рекомендован для конкретной модели мотоцикла либо автомобиля. Установка новых жиклеров, окажет помощь к тому же мало устранить провал черт мотора на низких оборотах коленвала.
Заводская выпускная совокупность, заметно ограничит возможности форсированного мотора, поскольку она не может без задержек пропускать возросший количество отработанных продуктов горения, и может свести на нет эффект от увеличенного профиля кулачков. Исходя из этого потребуется потратится (приблизительно 1300 — 1900 $) на фирменную прямоточую выхлопную совокупность.
И последнее. Решив для себя всё таки форсировать собственный двигатель, определитесь совершенно верно с направлением тюнинга и после этого отыщите возможность ознакомиться с уже проверенными данными стендовых опробований как раз для вашего направления тюнинга, и после этого сравнить с другими направлениями и возможностями форсировки. По причине того, что в итоге (не в любых ситуациях само собой разумеется) может окажется прирост мощности всего в 3 — 5 лошадей, чем в заводском варианте.
Так стоит тогда выкладывать достаточно большие деньги из-за этих трёх либо пяти лошадок, каковые в муниципальном потоке будут незаметны.
Кстати совершенствование двигателя посредством подбора поршня с более маленькой юбкой (Т образные поршни), также не всегда ведет к хорошим итогам и подробнее об этом рекомендую почитать вот в данной статье, в которой так же описываются подборка поршней и различные поршни для определённого двигателя (в зависимости от оборотов).
Надеюсь, прочтя эту статью и сделав для себя определённый вывод, любой шофер примет решение, стоит ли применять метод повышения мощности четырёхтактного двигателя посредством спортивного распредвала, либо нет; удачи всем!