Збільшення об'єму двигуна внутрішнього згоряння є найпростішим способом підняти моментні (більшою мірою) і потужності характеристики мотора.
Існує кілька можливих варіантів по збільшенню об'єму двигуна ВАЗ-21083 (і його похідних - ВАЗ 2111, 2112, так як всі вони використовують практично однакові блоки циліндрів, за винятком застосування масляних форсунок в 16-ти клапанних моторах ВАЗ-2112):
Перший (більш «народний» - тому що дешевий) - розточування блоку циліндрів під більший діаметр поршня. Витратна частина - роботи по розточуванню блоку циліндрів, вартість комплекту поршнів і кілець більшого діаметру. Другий спосіб (більш дорогою) - заміна штатного коленвала на інший, що має більший радіус кривошипа - більше хід поршня - більше об'єм. Витратна частина - колінвал (діаметр кривошипа 74,8-75,6-78-79-80-84-86-88мм), комплект спеціальних поршнів під даний колінвал (тому що блок циліндрів має певну, кінцеву висоту), поршневі кільця , ну і роботи по розточуванню блоку циліндрів під заданий комплект поршнів.
На подив, зростання робочого об'єму поршневого двигуна не завжди найвигідніший спосіб форсировки - іноді, в залежності від того, що ви хочете отримати від мотора, вигідніше допрацювати головку блоку циліндрів (ГБЦ) з установкою спортивного або тюнінгового розподільного вала і після цих операцій «зняти »велику потужність з вашого силового агрегату, не втручаючись в геометрію блоку циліндрів.
Природно, щоб можливості розподільного валу розкрилися в повну силу, необхідне доопрацювання головки блоку циліндрів (ГБЦ) - найчастіше досить серйозна - аж до перепрессовки сідел і установки клапанів більшого діаметра. Крім того, не можна забувати про впускні і випускні канали, за якими паливно-повітряна суміш надходить в циліндри, а відпрацьовані гази «вириваються» з великою швидкістю - їх необхідно допрацьовувати, збільшуючи до певних меж їх перетин, виробляючи внутрішню полірування і змінюючи їх профіль.
Крім головки блоку циліндрів (ГБЦ), досить великий вплив на характер мотора надає вміст і «геометрія» блоку циліндрів. Ми не будемо обговорювати різні типи поршнів і їх форму, вагові характеристики колінвалів, хоча безперечно вони вносять певний вклад в характер майбутнього тюнінгового або спортивного двигуна.
Існує таке поняття, як відношення довжини шатуна до ходу коленвала, ця характеристика і сам діаметр кривошипа коленвала (хід поршня) істотно впливають на «дихання» мотора: адже за своєю суттю, ДВС - це насос, який прокачує через себе певний об'єм суміші повітря з паливом за певний проміжок часу.
У даній статті ми розглянемо вплив співвідношення довжини шатуна і діаметру кривошипа коленвала на «характер» мотора двигунів сімейства передньопривідних ВАЗ. В англомовній літературі це співвідношення називається R / S - rod to stroke ratio, і йому приділяється досить серйозну увагу при доопрацюванні спортивних двигунів.
Багато джерел вважають, що «золотою серединою» блоку циліндрів є величина R / S, що дорівнює 1,75. В інтернеті ви самі можете при бажанні знайти досить багато викладок і розрахунків по геометрії блоку циліндрів двигунів Honda. Почасти все вони будуть справедливі і для блоків циліндрів ВАЗ, так як в обох випадках мова йде про двигуни відносно невеликого робочого об'єму (мотори Honda серій В16А - В20У з об'ємом відповідно від 1,6 до 2,0 літрів, що цілком співвідноситься з літражем моторів ВАЗ 21083 (2112), одержуваних при форсуванні шляхом збільшення робочого об'єму).
Ось для прикладу геометрія легендарного мотора В16А (об'єм одна тисячу п'ятсот вісімдесят сім см. Куб. Потужність 160 л.с .; це перший «цивільний» мотор, що має питому потужність 100 к.с. \ літр):
Довжина шатуна: 134 мм
Хід клонували: 77 мм
Співвідношення R / S: 1,74: 1 (що як бачимо практично близько до «золотої середини»)
Подивимося яка обстановка з вітчизняними блоками циліндрів (беремо тільки ВАЗ 8-го сімейства)
Блок циліндрів 21081 - обсяг +1099 куб. см
- хід клонували 60,6 мм
- діаметр поршня 76 мм
- довжина шатуна 121 мм
- R / S = 1,996
Блок циліндрів 2108 - обсяг тисяча двісті вісімдесят вісім куб. см
- хід клонували 71 мм
- діаметр поршня 76 мм
- довжина шатуна 121 мм
- R / S = 1,7
Блок циліндрів 21083 - обсяг тисячі чотиреста дев'яносто дев'ять куб. см.
- хід клонували 71 мм
- діаметр поршня 82 мм
- довжина шатуна 121 мм
- R / S = 1,7
Блок циліндрів 21084 - обсяг 1580 куб см.
- хід клонували 74,8 мм
- діаметр поршня 82 мм
- довжина шатуна 121 мм
- R / S = 1,61
Нестандартні конфігурації блоків циліндрів 21083.
Хід клонували, мм Довжина шатуна, мм R / S
74,8 121 1,62
75,6 121 1,6
78 121 1,55
79 121 1,53
80 121 1,51
74,8 129 1,72
78 129 1,65
80 129 1,61
74,8 132 1,76
78 132 1,69
80 132 1,65
І так далі. Всі можливі варіанти по конфігурації блоку циліндрів, включаючи і на шатунах 135мм він оновлюється систематично. Постійно з'являються нові тюнінг комплектуючі.
Високий (на 3,5 мм вище стандарту) блок циліндрів ВАЗ
Ефект великого R / S:
ПЛЮС: Дозволяє поршню довше перебувати в ВМТ, що забезпечує краще горіння паливної суміші, тобто більш повне згорання паливної суміші, більш високий тиск на поршень після проходження ВМТ, більш висока температура в камері згоряння. В результаті хороший момент на середніх і високих оборотах.
Довгий шатун зменшує тертя пари «поршень-циліндр», а це особливо важливо при робочому ході поршня.
МІНУС: Блок циліндрів, зібраний з досить великим значенням R / S не забезпечує хороше наповнення циліндрів на низьких і середніх частотах обертання коленвала, через зниження швидкості повітряного потоку (через зменшення швидкості руху поршня після ВМТ, в момент відкриття впускного клапана) .
Велика ймовірність появи детонації через високу температуру в камері згоряння і тривалого часу знаходження поршня в ВМТ.
Ефект малого R / S:
ПЛЮС: Забезпечує дуже хорошу швидкість наповнення циліндрів на низьких і середніх частотах обертання коленвала, так як швидкість руху поршня від ВМТ більше, розрядження наростає швидше, що покращує наповнення циліндрів, більш висока швидкість руху паливо-повітряної суміші робить суміш більш гомогенної (однорідної) що сприяє кращому згорянню. Переваги: більш низькі вимоги до доопрацювання і діаметрам каналів ГБЦ, ніж на блоці циліндрів з високим співвідношенням R / S.
МІНУС: Мала величина R \ S означає, більший кут нахилу шатуна. Це означає, що велика сила буде штовхати поршень в горизонтальній площині. Для блоку циліндрів це означає наступне:
1) Велике навантаження на шатун (особливо на центр шатуна), що робить руйнування шатуна більш імовірним. Руйнування шатуна саме по собі мало ймовірно, крім випадків обриву, при заклинювання і гідроударі, як правило, шатун рветься у верхній або нижній головки під кутом приблизно 45 градусів до осі шатуна з можливим виходом з блоку циліндрів.
2) Збільшення навантаження на стінки блоку циліндрів, велике навантаження на поршні і кільця, збільшення робочої температури внаслідок підвищеного тертя, як результат, більш швидкий знос стінок блоку циліндра, кілець, і погіршенні умов змащення. Знос цієї ділянки блоку циліндрів залежить від величини зсуву осі пальця щодо осі поршня і від значення максимального кута нахилу шатуна, тобто при застосуванні "кованих" поршнів зі зміщеним пальцем, знос блоку циліндрів буде менше ніж при застосуванні стандартних поршнів.
3) Більш короткий шатун також збільшує швидкість руху поршня, що впливає на знос блоку циліндрів і збільшення тертя. Максимальна швидкість поршня доводиться на кут близько 80 градусів повороту коленвала від ВМТ, для мотора з коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотів в хвилину вона дорівнює 22,92 м / с при шатуне 121 мм. і 22,80м / с. при шатуне 129 мм.
Найбільш вагомим є залежність прискорення поршня від довжини шатуна. Великі значення прискорення позитивно впливають на наповнення циліндрів на малих обертах, що веде до «тяговитости» двигуна в слідстві кращого наповнення. Але на високих оборотах через інерційності потоку у впускний трубі відбувається ефект замикання на впускному клапані (тобто обсяг циліндра над поршнем зростає швидше, ніж може заповнюватися через клапанну щілину, що веде до погіршення наповнення і потужних характеристик на високих оборотах). У разі довгого шатуна на малих обертах відбувається зворотний викид суміші, але на високих немає явища замикання.
З цілком зрозумілих причин, АВТОВАЗ комплектує свої блоки циліндрів шатуном 121мм (він забезпечує 83-му мотору R / S = 1,7, що цілком задовільно). Але для тюнінгу, коли використовуються коленвали з великим радіусом кривошипа, шатун 121 мм забезпечує не дуже добре ставлення R / S. тому на ринку нестандартних, спортивних запчастин існують і продаються шатуни з більшою довжиною: 126-146мм.
Ще не варто забувати, що збільшені ходу коленвала компенсуються зменшенням компресійної висоти поршня (зсувом поршневого пальця вгору) або збільшенням висоти блоку циліндрів. Оскільки компресійну висоту поршня можна зменшувати до певної межі, то наступним кроком буде заміна блоку циліндрів на більш високий, що спричинить за собою чималі витрати фінансових коштів. Всі ці дії спрямовані для того, щоб збільшити значення R / S блоку циліндрів.
Тюнінг двигуна
- - Спортивні розподільні вали
- - багатодросельний впуск
- - Прямоточная системи випуску
- - Павук 4-2-1 або 4-1
- - Характеристики розподільних валів
- - Характеристика колінчастих валів
- - Способи доопрацювання блоку циліндрів
- - полегшений колінвал
- - ковані поршні
- - Розрізна шестерня розподільного вала
- - спортивний ресивер
- - порівняння бензонасосів
- - Повітряні фільтри нульового опору