Об разных интересных вещах про авто.
Глушители на микродвигателях применяют довольно давно - первые попытки снизить уровень шума работающего мотора предпринимались еще в середине прошлого века. В настоящее время большинство спортивных классов моделей должны быть оснащены эффективными глушителями, уменьшающими шум мотора на максимальных оборотах до уровня 96 Дб. По правилам FAI, замер шума должен производиться специальными измерителями уровня шума, на настоянии 3 метра от оси модели со стороны выхлопного окна двигателя, при этом модель должна находиться на бетонной или земляной площадке (взлетной полосе)
Конструкции и формы глушителей очень разнообразны, так же, как и материалы для их изготовления. Промышленные глушители обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов литьем под давлением, в кокиль или в выплавляемые формы. Встречаются глушители, изготовленные из тонкой листовой стали, и даже из углепластика. Расположение глушителя определяется направлением выхлопного окна двигателя. Чаще всего, глушитель располагается сзади или сбоку от двигателя. При заднем расположении глушителя, он соединяется с картером двигателя либо жестко, с помощью металлического патрубка, либо через гибкий термостойкий силиконовый переходник, позволяющий удобно расположить глушитель внутри модели. При боковом расположении выхлопного окна обычно применяется жесткое соединение глушителя и картера.
Различные конструкции глушителей для микродвигателей
При конструировании простых глушителей редко используется математика. Скорее - здравый смысл. Руководствуются при этом следующими предпосылками:
* обычный глушитель предназначен только для уменьшения шума, но не для увеличения мощности двигателя;
* основная шумовая компонента (акустический хлопок) возникает в момент начала фазы выхлопа (механические шумы двигателя не рассматриваем), и чем быстрее происходит "прорыв" отработанных газов из выхлопного окна в свободную атмосферу (в окружающий воздух), тем выше уровень шума.
Следовательно, если обеспечить не прерывистое "хлопающее", а плавное истекание в атмосферу выхлопных газов, то, в идеале, можно свести уровень шума выхлопа к нулю.
Этого можно добиться несколькими путями:
* "зажать" сечение выхлопного окна, и увеличить время истекания газов, но при этом резко теряется мощность двигателя за счет ухудшения внутренних газодинамических процессов;
* обеспечить условие плавного расширения выхлопных газов после выхлопного окна - просто установить конус-раструб (мегафон) на пути выхлопных газов, и чем длиннее будет этот конус, тем лучше;
* "выплевывать" выхлопные газы в какой-либо замкнутый объем (полость), изолированный от атмосферы (но очень скоро давление внутри этой полости возрастет настолько, что будет препятствовать процессу выхлопа);
* найти компромисс между этими вариантами, т.е. обеспечить плавный процесс выхлопа в замкнутый объем (глушащий ресивер или камеру), который соединить с атмосферой маленьким отверстием, через которое и будет стравливаться избыточное давление.
Очевидно, что чем больше будет объем глушащей камеры, тем меньшее влияние он будет оказывать на процесс выхлопа, и тем меньше будут потери мощности двигателя. Следует учесть так же, что для нормальной работы двигателя с подобным глушителем, сечение выходного отверстия глушителя должно обеспечить полное стравливание выхлопных газов из ресивера в атмосферу за время одного оборота коленчатого вала.
Опыт показывает, что минимальный объем глушителя, который позволит эффективно снизить уровень шума без существенного уменьшения мощности мотора должен быть, по крайней мере, в 20 раз больше рабочего объема двигателя (для 10 кубового двигателя это примерно 200 куб.см), при этом сечение выходного отверстия в глушителе должно быть примерно в 3-5 раз меньше сечения выхлопного окна в цилиндре. Конечно, это усредненные цифры, которые могу сильно варьироваться.
Очень хорошо "работает" выходное отверстие, которое само состоит из нескольких дырочек еще меньшего диаметра. Именно так
Конструкции и формы глушителей очень разнообразны, так же, как и материалы для их изготовления. Промышленные глушители обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов литьем под давлением, в кокиль или в выплавляемые формы. Встречаются глушители, изготовленные из тонкой листовой стали, и даже из углепластика. Расположение глушителя определяется направлением выхлопного окна двигателя. Чаще всего, глушитель располагается сзади или сбоку от двигателя. При заднем расположении глушителя, он соединяется с картером двигателя либо жестко, с помощью металлического патрубка, либо через гибкий термостойкий силиконовый переходник, позволяющий удобно расположить глушитель внутри модели. При боковом расположении выхлопного окна обычно применяется жесткое соединение глушителя и картера.
Различные конструкции глушителей для микродвигателей
При конструировании простых глушителей редко используется математика. Скорее - здравый смысл. Руководствуются при этом следующими предпосылками:
* обычный глушитель предназначен только для уменьшения шума, но не для увеличения мощности двигателя;
* основная шумовая компонента (акустический хлопок) возникает в момент начала фазы выхлопа (механические шумы двигателя не рассматриваем), и чем быстрее происходит "прорыв" отработанных газов из выхлопного окна в свободную атмосферу (в окружающий воздух), тем выше уровень шума.
Следовательно, если обеспечить не прерывистое "хлопающее", а плавное истекание в атмосферу выхлопных газов, то, в идеале, можно свести уровень шума выхлопа к нулю.
Этого можно добиться несколькими путями:
* "зажать" сечение выхлопного окна, и увеличить время истекания газов, но при этом резко теряется мощность двигателя за счет ухудшения внутренних газодинамических процессов;
* обеспечить условие плавного расширения выхлопных газов после выхлопного окна - просто установить конус-раструб (мегафон) на пути выхлопных газов, и чем длиннее будет этот конус, тем лучше;
* "выплевывать" выхлопные газы в какой-либо замкнутый объем (полость), изолированный от атмосферы (но очень скоро давление внутри этой полости возрастет настолько, что будет препятствовать процессу выхлопа);
* найти компромисс между этими вариантами, т.е. обеспечить плавный процесс выхлопа в замкнутый объем (глушащий ресивер или камеру), который соединить с атмосферой маленьким отверстием, через которое и будет стравливаться избыточное давление.
Очевидно, что чем больше будет объем глушащей камеры, тем меньшее влияние он будет оказывать на процесс выхлопа, и тем меньше будут потери мощности двигателя. Следует учесть так же, что для нормальной работы двигателя с подобным глушителем, сечение выходного отверстия глушителя должно обеспечить полное стравливание выхлопных газов из ресивера в атмосферу за время одного оборота коленчатого вала.
Опыт показывает, что минимальный объем глушителя, который позволит эффективно снизить уровень шума без существенного уменьшения мощности мотора должен быть, по крайней мере, в 20 раз больше рабочего объема двигателя (для 10 кубового двигателя это примерно 200 куб.см), при этом сечение выходного отверстия в глушителе должно быть примерно в 3-5 раз меньше сечения выхлопного окна в цилиндре. Конечно, это усредненные цифры, которые могу сильно варьироваться.
Очень хорошо "работает" выходное отверстие, которое само состоит из нескольких дырочек еще меньшего диаметра. Именно так
* Рабочий объем двигателя, диаметр и ход поршня;
* Максимальные/минимальные обороты;
* Мощность двигателя;
* Масса (вес);
* Габаритные размеры;
* Гарантированный ресурс.
Как правило, этим все и ограничивается.
Но при разработке мотора и его стендовых испытаниях учитывается и исследуется гораздо большее число параметров, которые при необходимости можно получить, сделав простейшие математические вычисления, практические измерения или послав соответствующий запрос на фирму-изготовитель. Прежде всего, это:
* Внешняя характеристика;
* Дроссельная характеристика;
* Удельный расход топлива;
* Литровая мощность;
* Литровая масса;
* Удельная масса;
а также некоторые другие.
Учитывая, что предложенное деление на «паспортные» и «специальные технические» характеристики довольно условно, рассмотрим подробнее самые основные из них, не останавливаясь на очевидных.
Рабочий объем двигателя численно равен произведению площади сечения цилиндра на величину хода поршня, или:
Vдв= 3,14*D2*S/4,
где D – диаметр цилиндра, см; S – ход поршня, см.
Ход поршня равен диаметру окружности, по которой движется геометрическая ось нижней шейки шатуна двигателя при вращении коленчатого вала двигателя.
В метрических единицах объем модельных двигателей принято выражать в кубических сантиметрах (куб.см). В последнее время стали часто использовать англо-американскую размерность объема – кубические дюймы. Кубический дюйм равен ~ 16,4 куб.см. При обозначении объема двигателя в кубических дюймах величина объема указывается в его названии после точки, например: «Webra .46». Точка перед цифрами означает, что объем мотора равен какой-то части одного кубического дюйма. Для того, чтобы перевести эту величину в метрическую, необходимо просто умножить 16,4 на 0,46 и получим объем в кубических сантиметрах:
Vдв=16.4*0.46=7,54 куб.см.
Серийно выпускаются модельные одноцилиндровые двигатели с рабочим объемом от 0.3 до 25 кубических сантиметров и более.
В спортивных целях объемы двигателей в различных классах классифицируются строгим образом, т.к. рабочий объем двигателя в большинстве случаев является важнейшим ограничительным параметром самой модели. Так, в соответствие с требованиями международного кодекса FAI, в авиамоделизме приняты следующие ограничения кубатуры двигателей:
* F1C (свободнолетающие таймерные модели) < = 1,0 куб.см и < = 2,5 куб.см;
* F2A, F2C, F2D (кордовые скоростные, гоночные и модели воздушного боя) < = 2,5 куб.см;
* F2B (кордовые пилотажные модели) < = 10 куб.см;
* F3A (радиоуправляемые пилотажные модели) < = 10 см.куб. (двухтактные двигатели) и < = 20 куб.см (четырехтактные двигатели). Последние годы это правило фактически не применяется, и к соревнованиям допускаются модели с двигателями гораздо больших кубатур;
* F3D (радиоуправляемые гоночные модели) < = 6,6 куб.см и < = 3,5 куб.см («маленькая» гонка);
* F4C (радиоуправляемые модели-копии) < = 250 куб.см.
На рекордных моделях допускается установка двигателей с другими рабочими объемами. Аналогичные ограничения существуют в авто- и судомодельном спорте.
Максимальные и минимальные обороты показывают величину максимальных и минимальных устойчивых оборотов коленчатого вала двигателя, гарантируемых производителем при работе на стандартном топливе и при нормированной нагрузке. Обычно указывается число оборотов, совершаемых коленвалом мотора за одну минуту.
Эта величина (n) может обозначаться двумя равнозначными способами:
n = 17500
Первый такт – «всасывание-сжатие», при вращении коленчатого вала (КВ) поршень двигается вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В течение этого такта в полость картера, через золотниковое устройство всасывается новая порция воздушно-топливной смеси (обычно говорят – происходит впуск горючей смеси) и одновременно происходит сжатие, но уже в объеме цилиндра, предыдущей порции горючей смеси (ГС).
За некоторое время перед завершением первого такта (это называется опережением зажигания), в цилиндре происходит воспламенение ГС, при горении которой резко возрастает давление внутри камеры сгорания. Это давление воздействует на донце поршня, заставляя его двигаться от ВМТ к НМТ.
Опережение зажигания требуется для того, чтобы к моменту достижения поршнем ВМТ процесс горения ГС в камере сгорания уже начался, но еще не достиг своего максимума, в момент которого в цилиндре развивается наибольшее давление. Оптимальное время достижения максимума давления соответствует углу поворота КВ на 10-12 градусов после прохождения ВМТ. В этот момент поршень уже движется вниз, а кинематика КШМ может обеспечить максимальную эффективность преобразования тепловой энергии расширяющихся продуктов горения в механическую энергию вращающегося коленчатого вала.
Второй такт – «рабочий ход-продувка», включает в себя процесс расширения сгорающего топлива (собственно это и есть рабочий ход, в результате которого на коленчатом валу развивается механическая мощность), и процесс сжатия в полости картера свежей ГС, засосанной туда в первом такте. После прохождения поршнем примерно половины пути вниз, открывается выхлопное окно, и начинается процесс выхлопа, в результате которого газы, образовавшиеся в процессе горения топлива, выбрасываются из цилиндра наружу (в атмосферу или в полость глушителя), а еще чуть позже, после открытия перепускного окна (их может быть несколько), сжатая в картере свежая порция ГС устремляется в цилиндр, вытесняя от туда остатки отработанных газов. Этот процесс называется продувкой.
Таким образом, все процессы в двухтактном двигателе происходят за один полный оборот коленчатого вала.
Относительное время протекания каждого процесса в двигателе принято называть фазой. Численно все фазы выражают не в единицах измерения времени, а в угловых градусах, которые показывают угол поворота коленчатого вала вокруг своей оси, в течение которого происходит тот или иной процесс в двигателе. Это позволяет максимально точно описать все процессы, независимо от скорости вращения коленчатого вала двигателя.
Несмотря на то, что в течение одного такта происходит сразу несколько взаимосвязанных процессов, при анализе работы двухтактного двигателя достаточно рассматривать фазы всего трех процессов: фазы впуска, фазы продувки и фазы выхлопа.
Следует помнить, что в двухтактных двигателях основные процессы газораспределения регулируются поршнем, и являются симметричными относительно НМТ и ВМТ. Только процесс впуска регулируется дополнительным золотниковым устройством, и для достижения максимальной эффективности специально делается асимметричным относительно НМТ, что в конечном итоге определяет направление вращения коленчатого вала.
Для наглядности фазы газораспределения часто изображают графически на совмещенной круговой диаграмме.
Мы еще не раз будем возвращаться к фазам процессов, происходящих в двигателях.
В четырехтактном двигателе принято все процессы отсчитывать с момента начала движения поршня вниз от ВМТ. Кроме того, в отличие от двухтактных двигателей, объем картера четырехтактного двигателя не принимает участие в рабочих процессах, а просто соединен с атмосферой специальным каналом - сапуном.
Первый такт – «всасывание», длится п
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - механическое устройство, внутри которого происходит преобразование энергии сгорающего топлива в механическую энергию.
В моделизме используются, в основном, следующие типы поршневых двигателей: дизельные (их принято называть компрессионными), а также двигатели с калильным или с искровым зажиганием. Основное принципиальное отличие компрессионных двигателей от калильных и искровых заключается в том, что у первых, самовоспламенение горючей смеси происходит в результате ее сильного сжатия при движении поршня внутри цилиндра, а у последних двух типов двигателей для воспламенения уже сжатой смеси требуется дополнительная энергия заранее нагретой калильной свечи, или искрового разряда.
Российский спортивный 3,5-кубовый калильный двигатель "Мастер"; Мой самодельный компрессионный двигатель на базе картера от КМД; Современный авиамодельный бензиновый двигатель объемом 150 куб.см с искровым зажиганием
Компрессионные модельные двигатели бывают только двухтактными, калильные и искровые двигатели бывают как двух-, так и четырехтактными.
Все дальнейшие рассуждения будут касаться любых типов двигателей, не зависимо от типа зажигания. В необходимых случаях будут даваться соответствующие пояснения.
Устройство модельных двигателей
Конструктивно любой мотор состоит из нескольких основных элементов. Прежде всего, это цилиндр, внутри которого совершает возвратно-поступательные движения поршень. С одной стороны цилиндр закрыт крышкой (головкой), в нижней части которой сформирована полость камеры сгорания. В головке цилиндра, кроме того, могут находиться: контрпоршень с регулировочным винтом (у компрессионных двигателей), свеча зажигания (у калильных и искровых двигателей) и клапанная коробка (у четырехтактных двигателей).
Камера сгорания, внутренняя образующая гильзы цилиндра (зеркало) и верхняя стенка движущегося поршня (донце) образуют замкнутое пространство с периодически изменяемым объемом, в котором и происходят все газо- и термодинамические процессы.
Поршень шарнирно соединен с шатуном, который, в свою очередь, так же шарнирно соединен с кривошипом (мотылем) вращающегося коленчатого вала. Поршень и кривошипно-шатунный механизм позволяют преобразовать потенциальную энергию сгорающего топлива в механическую кинетическую энергию вращающегося коленчатого вала, требуемую для того, чтобы привести модель в движение.
Гильза цилиндра, головка цилиндра и кривошипно-шатунный механизм (КШМ) монтируются в корпусе, который называется картером. Кроме этого, внутри картера и на его внешних стенках могут быть установлены дополнительные конструктивные элементы: подшипники, сальники, глушитель, карбюратор, топливный бак, топливная помпа, механический стартер, штуцеры отбора давления, различные датчики и т.д. Сам картер крепится на шасси модели или на мотораме фюзеляжа с помощью крепежных лапок, как правило, расположенных с двух сторон картера параллельно оси коленчатого вала. Двигатели малых кубатур иногда крепят на модели непосредственно за заднюю стенку (крышку) картера.
Авиа - и автомодельные двигатели обычно бывают с воздушным охлаждением, для чего верхняя наружная часть картера, в которой установлена гильза цилиндра, и внешняя поверхность головки цилиндра имеют развитое оребрение, необходимое для эффективной теплоотдачи, и поддержания теплового баланса двигателя в оптимальном режиме. Судовые двигатели вместо оребрения обычно имеют специальную рубашку, охлаждаемую проточной забортной водой.
Как правило, в моделизме применяются одноцилиндровые
Симпатичны, опасны, бесполезны...
Чего только не увидишь в машине автомобильного модника?
Работа разделена на два этапа. На первом этапе эксперты оценивали каждый навесной элемент и их сочетания в условиях реального движения. На втором исследовали аэродинамику автомобилей ВАЗ – 2109 и ВАЗ – 2110 при различных вариантах “обвески” в аэродинамической трубе Дирекции технического развития ВАЗа.
Элементы навески могут оказаться полезными или вредными с позиций аэродинамики, и не только ее. При этом некоторые отрицательные эффекты предсказать умозрительно, без исследований в аэродинамической трубе, практически невозможно.
Накладка на капот, в народе именуемая “мухобойкой”.
Предположительное назначение – защита ветрового стекла от насекомых.
Цена 500 – 600 рублей.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе:
ВАЗ – 2110 – увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0,009 (2,7%). Увеличение аэродинамической подъемной силы на передней оси на 19,7%, на задней оси – на 10,2%.
ВАЗ – 2109 - увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0,013 (2,8%). Увеличение аэродинамической подъемной силы на передней оси на 23%.
Результаты экспертной оценки:
На машинах с накладками комары и мошки продолжают биться о стекло и размазываться по нему так же, как и без накладок. Реально “мухобойка” защищает от бомбардировки только ту узкую зону, которую прикрывает. Крепится накладка опять же не к воздуху. В узкую щель между ней и капотом вместе с возникающим вихрем хорошо всасывается песок, удалить который, не сняв накладку, сложно. А так как в движении и капот, и накладка вибрируют, то песчинки оставляют на лакокрасочном покрытии все более глубокие царапины.
Плюсы – сомнительные.
Минусы – некоторое увеличение расхода топлива и аэродинамической подъемной силы; натиры на передней кромке капота под накладкой при длительной ее эксплуатации.
Резюме – “мухобойки” не просто бесполезны – в какой – то мере даже вредны.
Накладки на боковые стекла.
Предположительное назначение – уменьшает поддувание воздуха и попадание дождя в салон при открытых стеклах. Цена 100 – 200 рублей.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе:
На коэффициент аэродинамического сопротивления практически не влияют.
Результаты экспертной оценки:
Значительно ухудшилась обзорность из –за “расширения” рамы ветрового стекла. Через накладки 2110 увидеть что – либо трудно – очень темные. Накладки 2109 и вовсе не прозрачные Вместе с тем уменьшились сквозняки в салоне, особенно при частично открытом окне, в салон меньше проникает каплей дождя, хорошо вытягивается сигаретный дым.
Плюсы – ослабление сквозняков в салоне, защита его от дождя.
Минусы – ухудшение обзорности.
Резюме – меняем “шило на мыло”. Накладки улучшают воздухообмен в салоне, ослабляют сквозняки, но достигается это ухудшением обзорности.
Спойлер на крышку багажника ВАЗ – 2110.
Предположительное назначение – “для красоты”.
Цена 900 рублей.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе:
Снижение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0, 005 (1,5%) и аэродинамической подъемной силы на передней оси на 7%, на задней – на 41,5%.
Результаты экспертной оценки:
При обычной эксплуатации изменений в поведении автомобиля не замечено. Дополнительный стоп - сигнал на спойлере признан полезным.
Плюсы – улучшение аэродинамических характеристик автомобиля.
Минусы – не отмечены.
Резюме – симпатично. Полезно с точки зрения аэродинамики.
Спойлер на дверь задка “Самары”.
Предположительное назначение – “д
В начале прошлого века швейцарский инженер Альфред Бюхи, заведующий разработкой дизельных двигателей в компании Sulzer Brothers, разработал первое устройство нагнетания, использующее в качестве движителя энергию выхлопных газов. Будучи главным инженером научно-исследовательского отдела компании, г-н Бюхи в 1915 г. предложил первый прототип турбодизеля. К сожалению, он не был достаточно эффективным. Уже в 1917 г. ограниченное число турбонагнетателей было испытано на авиационных моторах в условиях Первой мировой войны. Это позволило самолету забираться более высоко, сохраняя необходимую мощность мотора. Немногим позже турбины появились и на судовых дизелях. В 1920 г. компании Mercedes и Fiat начинают свои исследования в области турбонаддува. Автомобильные турбонагнетатели сначала появились на грузовиках. Первый такой мотор был построен компанией Swiss Machine Works Saurer. В годы Второй мировой войны турбонагнетатели широко использовались и в авиации, и на военном транспорте. В 1952 г. автомобиль с турбодизелем впервые принял участие в гонках Indianapolis-500. А первыми серийными турболегковушками стали Oldsmobile Jetfire Turbo Rocket и Chevrolet Corvair Monza (1962–1963 гг.). Не умаляя заслуг г-на Бюхи, стоит сказать, что массовое внедрение турбонагнетателей произошло благодаря работам Вильяма Вулленвебера конца 50-х–начала 60-х годов. Именно его конструкция является прародителем современных турбонагнетателей. Такие известные компании, как Garrett (США), Holset (Англия), KKK (Германия), IHI и Mitsubishi (Япония), в свое время приобрели лицензию на право использования его конструкции. Нужно отметить, что механические нагнетатели уже тогда применялись с успехом. Вот почему турбонагнетателям приходилось отвоевывать свою нишу на этом рынке. После первого топливного кризиса в 1973 г. турбодизели стали все чаще использоваться на коммерческом транспорте. Экономия топлива покрывала высокие затраты на сами устройства турбонагнетания. На их распространение повлияли и высокие нормы по токсичности, принятые в 80-х годах. В 1975 г. появился легендарный Porsche 911 Turbo. А годом позже 2-литровая турбированная версия Saab показывает такие же возможности, что и 3-литровая, но атмосферная. В 1978 г. Renault начинает турбоэру в гонках Формулы-1. В то же время Buick, Saab и Mercedes начинают массовое производство автомобилей с турбонагнетателями. В настоящее время турбонагнетатели прочно заняли свое место под капотами автомобилей. Причем чаще всего можно встретить именно турбодизели. По возможностям они стали все более приближаться к своим бензиновым собратьям, сохраняя при этом главные преимущества – низкий расход топлива и хорошую экологичность. Бензиновые же моторы все чаще оснащаются турбинами не с позиций скорости и мощи, но как средство снижения расхода горючего и вредных выбросов.
Как известно, двигатели внутреннего сгорания (ДВС) имеют низкий КПД. Дизельные моторы более эффективны, но и они не лишены недостатков. Так уж получается, что около 40% энергии, выделяемой при сгорании топлива, рассеивается с выхлопными газами. Почему бы не использовать эти отходы?
ТурбонагнетателиКонструкция
Так что же такое турбонагнетатель или турбокомпрессор? Фактически это тот же компрессор, призванный нагнетать воздух, но его привод осуществляется не от коленчатого вала через ременную передачу, а используя энергию потока отработавших газов. Работа турбонагнетателя предельно проста. Выхлопные газы, проходя в турбину, приводят во вращение ротор. Колесо центробежного компрессора жестко закреплено на оси ротора и вращается с той же скоростью. Нужно сразу сказать, что сама компрессорная часть может быть различной по конструкции, но именно центробежный тип стал превалирующим. Чем большей энергией обладают выхлопные газы, тем быстрее вращаются колеса турбины и, соответственно, компрессоры. Чем больше воздуха подается в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, тем выше мощность. При этом частота вращения турбокомпрессора может быть очень и очень высокой – 150 тыс. об/мин и более. Колесо турбины соединено с в
При фразе «форсирование двигателя» первое, что приходит на ум, - это турбина и «закись», или, как ее еще называют, «нитрос». Данный вид форсирования окутан множеством стереотипов и предрассудков. Даже те, кто устанавливали подобную систему, не всегда отдают себе отчет в том, как она работает. Некоторые уверены, что закись взрывоопасна, но на самом деле она не горит. Зачастую даже один вид баллона в багажнике приводит некоторых личностей в суеверный трепет. При этом большинство обывателей уверены, что от применения азотной установки мотор быстро выйдет из строя или взорвется.
Как работает закись азота?
N2O подается в цилиндр, уже перемешанный с топливо-воздушной смесью. При сжатии и воспламенении топливо-воздушной смеси закись азота разлагается на азот и кислород под воздействием температуры (~350° C). В результате высвобождается много кислорода, который позволяет сжечь дополнительное количество топлива. В закиси азота содержится в 1,6 раза больше кислорода, чем в воздухе. Азот, который также высвобождается под воздействием высокой температуры, работает как антидетонатор, не давая процессу горения идти лавинообразно. Закись хранится в баллоне в сжиженном состоянии. Высвобождаясь, при расширении она начинает кипеть, резко охлаждаясь до -50 градусов. А поскольку температура плавления и температура кипения близки по значению, то, едва вскипев, закись азота замерзает, переходя в твердое состояние, она летит по коллектору в виде кристаллов снега. Таким образом, снижается температура воздуха, который поступает в цилиндры. Кстати, интеркулер на двигателях с турбонаддувом также призван охлаждать воздух, поступающий во впускной коллектор. Холодный воздух плотнее и содержит большее кислорода при равном объеме.
Виды систем.
Системы разделяются по способу подачи закиси азота в цилиндры. N2O может подаваться в газообразном или жидком виде, для каждого цилиндра отдельно или для всех одновременно. Системы, соответственно, делятся на три вида: сухие, мокрые и прямой впрыск.
Сухая система является самой дешевой, простой и малоэффективной. Закись азота в газообразном состоянии подается одной форсункой в коллектор, качество смеси регулируется возможностями карбюратора или штатных «мозгов» и форсунок. Система фактически неуправляема, ее можно только включить и выключить. При неправильной настройке есть шанс выйти за пределы штатных возможностей топливоподачи и обеднить смесь, что негативно скажется на ресурсе мотора.
Мокрая система. В ней закись подается почти так же, как в «сухой», но N2O подходит к двигателю в жидком состоянии и испаряется непосредственно во впускном коллекторе. Дополнительно происходит подача топлива с помощью отдельной форсунки, что позволяет избегать появления детонации и достичь максимальных показателей мощности для этого типа впрыска. Подача дополнительного топлива может осуществляться из отдельного бака механически. Есть возможность использовать в качестве дополнительного топлива бензины, спирты и даже газы с более высоким октановым числом.
Система распределенного впрыска подает жидкую закись азота отдельно для каждого цилиндра. N2O впрыскивается в непосредственной близости от впускного клапана. Дополнительная порция топлива также подается через отдельные форсунки. Это наиболее высокопроизводительная и точная система.
Важно знать! Топливо-воздушная смесь сгорает максимально эффективно при определенном соотношении топлива и окислителя, требуемого для данного типа топлива. Если мы добавляем больше окислителя, то необходимо пропорционально подавать больше топлива, следовательно, производительность топливного насоса должна быть выше. В результате недостатка топлива может возникнуть детонация (преждевременное возгорание рабочей смеси), при использовании закиси азота это очень
Но если доработка впускной-выпускной системы довольно безобидный вид тюнинга, то доработка двигателя, включает в себя целый комплекс мер и изменений связанных с переделкой всевозможных узлов и агрегатов и цена такого вида тюнинга может уходить далеко за2-3 тысячи долларов. И при всем этом значительно падает ресурс двигателя- 10тыс км, и ниже. Поэтому те кто решился на серьезную доработку двигателя, изначально себя обрекают на то что двигатель будет жить 10-15 тыс. км., другими словами -один сезон, так как без дополнительного ремонта и доработки следующий сезон двигатель может не пережить. И в добавок ко всему на достаточно заряженном моторе не слишком приятно и удобно ехать по улице сквозь обыденную суету и пробки, так как двигатель отказывается устойчиво работать на малых и средних оборотах из-за применения специальных верховых распредвалов, керамического сцепления и спортивных впускной-выпускной систем.
Если посмотреть в корень проблемы по увеличению мощности-то мощность двигателю можно увеличить только одним способом-это увеличить подачу топливо-воздушной смеси в камеру сгорания ДВС(двигатель внутреннего сгорания) в результате чего увеличится масса сгорающего топлива, и последующая за ней увеличившаяся мощность двигателя. И если при этом добавить нужное количество бензина нет проблемм, посредством увеличения соответствующих жиклеров в карбюраторных моторах или изменением программы управления инжектора (чип тюнинг), то чтобы добавить соответствующее количество воздуха разработано великое множество способов и устройств таких как ранее упоминавшиеся фильтры нулевого сопротивления, клапана увеличенного диаметра, тюнинговые распредвалы, турбины, компрессоры, нагнетатели.
Именно, о нагнетателях и компрессорах пойдет речь, так как это наиболее эффективный способ насытить двигатель воздухом, хотя и не самый дешевый, поскольку сами компрессоры и нагнетатели — это сложные высокотехнологичные устройства, способные работать долгое время при повышенных нагрузках, и в экстримальных условиях бесперебойно снабжая двигатель необходимым количеством живительного воздуха.
На самом деле компрессоров, нагнетателей, суперчарджеров на сегодняшний момент разработано великое множество таких производителей как VORTEC, EATON, HKS, KLEEMANN и др.
Итак резонно задать вопрос — что мы сможем получить, установив компрессор или нагнетатель на обычный стоковый мотор без существенных переделок и доработок?
Правильнее было бы задать вопрос-какую мощность можно снять с двигателя при установке компрессора, без существенного снижения ресурса всего силового агрегата? На эти вопросы нам согласились ответить в ателье X-TREME TUNING.
Разговор состоялся с директором X-TREME TUNING — Заболотним Олегом Александровичем.
Вопрос: Скажите, на какой автомобиль можно установить компрессор или нагнетатель?
Ответ: Практически на любую марку автомобиля где имеется достаточно подкапотного пространства для размещения того или иного типа компрессора. Но нужно учесть и тот факт,что на определенную марку автомобиля, предпочитают устанавливать тот или иной тип компрессора, так например на Мерседес-зачастую ставятся компрессоры фирмы KLEEMANN, EATON.
А на БМВ предподчтительно компрессоры фирмы VORTEC, так как те или иные компрессоры лучше размещаются в подкапотном пространстве автомобиля. Но мы не смотрим на укрепившиеся стереотипы и подходим к каждой установке компрессора с творческой стороны дела.
Вопрос: Какой прирост мощности можно ожидать после установки компрессора?
Ответ: Все зависит в первую очередь от настройки компрессора и потребностей заказчика, но есть определенные нормы и правила, которые нарушать не рекоменду