Турбо на карбюраторный двигатель

Турбонаддув своими руками

Наверное, ни один автолюбитель не откажется увеличить мощность двигателя своей машины. Сделать это можно разными способами. Некоторые из них трудоёмкие, некоторые — не очень. Сегодня речь пойдёт об увеличении мощности мотора относительно лёгким способом: установкой турбонаддува своими руками.

Что такое турбокомпрессор и из чего он состоит

Механический турбокомпрессор для легкового автомобиля

Если коротко, турбокомпрессор — это устройство для нагнетания сжатого воздуха в цилиндры двигателя.

Схема стандартного механического компрессора для легковых автомобилей

А теперь разберёмся с этим устройством подробнее.

Схема движения воздуха и выхлопных газов в механическом компрессоре

Мотор работает, потому что в нём постоянно горит топливно-воздушная смесь, подаваемая в цилиндры. Оптимальное соотношение топлива и воздуха в этой смеси зависит от типа двигателя. Размеры цилиндров тоже важны: именно они ограничивают объём подаваемой смеси. Турбокомпрессор устраняет это ограничение. Во время такта впуска он подаёт в цилиндры больше воздуха, дополнительно обогащая смесь. Сгорая, она выделяет гораздо больше энергии, увеличивая мощность двигателя на 20–40%. Турбокомпрессоры бывают двух типов:

Механический турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов: они подаются на крыльчатку турбины, заставляя её вращаться. На том же валу располагаются лопасти компрессора, которые и создают необходимый поток воздуха, нагнетаемого в цилиндры.

Электрические турбокомпрессоры появились относительно недавно. Они не используют в работе выхлопные газы. Давление эти устройства нагнетают с помощью отдельных компактных электрических компрессоров.

Достоинства и недостатки компрессора в автомобиле

На первый взгляд может показаться, что никаких проблем из-за установки турбонаддува возникнуть не должно. Но это не так. Это устройство имеет несколько минусов, а в особо тяжёлых случаях может представлять реальную опасность для водителя. Достоинства турбины очевидны:

• мощность двигателя увеличивается на 20–45% (степень увеличения мощности зависит как от объёма и типа двигателя, так и от модели компрессора);
• механический компрессор повторно использует выхлопные газы, а следовательно, приносит пользу окружающей среде;

А теперь переходим к минусам.

• так как топливно-воздушная смесь становится более обогащённой, температура её горения увеличивается. Двигатель нагревается сильнее, в результате чего быстрее прогорают поршни и клапаны, быстрее изнашивается система охлаждения;
• двигатель с перегревшимся компрессором может взорваться. В буквальном смысле слова;
• даже если ничего из перечисленного выше не случилось, использование турбокомпрессора значительно сокращает срок службы любого двигателя;

Подготовка к установке турбонаддува своими руками

• сначала необходимо определиться с моделью турбокомпрессора. Его следует выбирать исходя из типа двигателя, его объёма, а также из мощности, которую автовладелец планирует получить после установки;
• проверяются (и в случае необходимости — заменяются) масляный и воздушный фильтры;
• далее необходимо проконтролировать уровень и качество масла в двигателе и состояние маслопроводов. Ни в коем случае нельзя допускать попадания грязи в масляную магистраль при работающем компрессоре;
• проверяется состояние катализатора. Если планируется использовать механический компрессор, забитый катализатор может создать в топливной системе избыток отработанных газов, что приведёт к перегреву турбокомпрессора;
• также следует проверить состояние воздушных патрубков. Если в них много грязи, их обязательно следует промыть в керосине;

Как установить турбонагнетатель

Сначала перечислим всё, что потребуется для работы.

Инструменты и расходные материалы

1. Комплект накидных ключей.
2. Комплект рожковых ключей.
3. Комплект хомутов для воздушных патрубков.
4. Отвёртка плоская.
5. Турбокомпрессор.
6. Отрезок тонкой проволоки диаметром 2 мм.
7. Ёмкость с турбинным маслом.
8. Ёмкость с керосином.
9. Ветошь.

Последовательность операций при установке турбонаддува

• открывается капот автомобиля, снимается карбюратор и воздушный фильтр;

Воздушный фильтр автомобиля откручивается и снимается

Воздушные патрубки машины снимаются и очищаются керосином

Трубки воздушных каналов двигателя очищаются проволокой

Турбокомпрессор устанавливается на систему подачи воздуха

Патрубки входной и выхлопной систем фиксируются хомутами

Масло в турбокомпрессор заливается с помощью воронки

Видео: монтаж турбонаддува на ВАЗ 2109

Важные моменты работы с турбированным двигателем

• чтобы турбированный двигатель служил долго, его перед каждой поездкой следует тщательно прогревать на низких оборотах как минимум в течение 2 минут;
• масло, заливаемое в турбокомпрессор, должно быть качественным. Да, оно стоит дорого, однако экономия в этом случае ни к чему хорошему не приведёт;
• необходимо регулярно контролировать состояние как воздушных, так и масляных фильтров автомобиля, так как даже незначительное загрязнение этих элементов может нанести двигателю непоправимый ущерб;
• следует помнить, что турбированный двигатель нуждается в обкатке. Его нельзя подвергать серьёзным нагрузкам до тех пор, пока он не пройдёт как минимум 2 тыс. километров. Всё это время давление в компрессоре не должно превышать отметку в 0.6 бар;
• мотор с компрессором не стоит глушить сразу. Лучше дать ему возможность поработать на холостых оборотах как минимум одну минуту. Это остудит турбину;

Несмотря на ряд минусов, после установки турбокомпрессора водителя ждут перемены к лучшему. У мотора не только увеличится мощность, но и серьёзно снизится «прожорливость», так как в турбированной машине около 30% несгоревшего бензина не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Так что при соблюдении вышеперечисленных мер предосторожности водитель не только сможет ездить быстрее, но ещё и неплохо сэкономит.

Монтирование турбонаддува своими руками – о процессе в деталях

Один из способов улучшения скоростных и динамических характеристик автомобиля – это установка турбокомпрессора. Установить турбонаддув своими руками, имея определенные знания и навыки, вполне возможно.

1 Принцип работы агрегата – рационально и с умом

Принцип работы турбонаддува основан на использовании отработанных выхлопных газов, другими словами – это рациональная и разумная утилизация автомобильных отходов. Полезное изобретение более века назад разработал и запатентовал швейцарский инженер Альфред Бюхи, но его гениальное открытие актуально и сегодня. Отечественные авто уступают по мощности иномаркам, поэтому автолюбители, стремясь улучшить параметры своих машин и выжать из них по максимуму, устанавливают турбонаддув.

С этим сложным видом тюнинга все чаще встречаются Жигули, Лады и Нивы, и хозяева подтверждают очевидный эффект от внедрения турбины. Новички-автолюбители, мечтающие установить универсальный мотор, скорее всего, обратятся на СТО. Опытные водители, хорошо зная устройство своего «железного коня», смогут своими руками произвести установку турбонаддува, получив в результате увеличение мощности и экономию средств.

2 Грамотный выбор турбокомпрессора

Чтобы езда была удовольствием, необходимо определиться, сколько лошадиных сил хочется получить от усовершенствования. Важно выбрать турбину, которая подошла бы под определенную марку авто, ведь от типа нагнетателя, объема двигателя зависит ее монтаж. К примеру, турбонаддув ТКР-7 может увеличить мощность мотора на 20 %, путем повышения давления в 1–1.2 раза в топливной системе.

Более высокое давление может вызвать редуцирование резерва двигателя на выходе, быстро придут в негодность поршни и выпускные клапаны. Отходы газов, поступающие в турбину, регулируются перепускным патрубком, который будет часть газов отводить мимо турбокомпрессора. Турбина K16-2467 идеально подходит к установке и обещает хорошие обороты для использования авто в черте города. Предлагается к рассмотрению турбонаддув IHI RHF55, как хороший рабочий вариант, способный долгое время обеспечивать быструю и надежную езду.

Купленная в магазине турбина более износостойка, подшипники находятся в масляной среде, истирание деталей происходит только с глушением мотора. Поэтому при оптимальном уходе и регулярном осмотре такая установка способна служить более 10 лет. Многие изобретатели устанавливают самодельные устройства, но в этом случае экономия не оправдывается. Лучше сэкономить на самой установке, но не на турбине.

3 Монтаж и установка механизма в деталях

После того, как выбран нужный турбокомпрессор, можно приступать к его монтажу. Важно помнить, что неправильная установка турбокомпрессора может привести к быстрому выходу из строя или уменьшению срока его эксплуатации. Установка турбонаддува начинается с проверки маслосливной и маслоподающей частей нагнетателя – нет ли там грязи и пыли. Рекомендуется полная замена масла и проверка воздушного и масляного фильтров.

Турбокомпрессор представляет собой устройство, состоящее из двух агрегатов, называемых улитками. Улитка-турбина перерабатывает и отводит выхлопные газы, а улитка-компрессор нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Алгоритмы работы:

• Снять с двигателя карбюратор и фильтр воздуха, предварительно их прочистив;
• Проверить работу катализатора, если он есть, потому что лишние выхлопные газы будут помехой в работе компрессора;
• Промыть растворителем или бензином патрубки, подающие воздух, и вентиляционную систему катера;
• Проверить каналы, подающие воздух, на предмет песка или грязи, что может помешать работе нагнетателя;
• Установить и закрепить турбину;
• Закрепить патрубки нагнетания и выхода специальными хомутами из пластика;
• Вручную запустить турбинный вал, запоминая скорость вращения ротора. Специальным шприцем залить в турбину масло, не пережимая маслопровод и не прекращая подкручивание ротора, и убедиться, что идет беспроблемная подача;
• На несколько секунд запустить и прогреть двигатель, сравнивая вращение ротора до и после;

4 Эксплуатация машины с турбонаддувом

Когда удалось успешно установить турбину, ее обладатели замечают положительную перемену – меньшее потребление топлива. Треть переработанного бензина не выбрасывается наружу, загрязняя окружающую среду, а качественно используется. Наблюдается существенное сокращение вибрации двигателя.

Чтобы модернизированная машина прослужила дольше, необходимо до поездки прогревать мотор, а после на несколько минут оставлять его на холостых оборотах. Для полноценного охлаждения и смазки турбины нужно использовать качественное масло, следить за сменой воздушных фильтров, за герметичностью маслопровода. Если соблюдать эти простые правила, установленный турбонаддув прослужит долго и не раз порадует своего обладателя!

Турбонаддув

Для установки сего девайса на УАЗ нам потребуется:

• Блок управления Микас 7.1 ,
• Жгут проводов для Микаса (в зависимости от датчика массового расхода воздуха нитяного или пленочного)
• Датчик температуры 2шт на 406 двигатель,
• Датчик массового расхода воздуха (нитяной или пленочный) ,
• Дросельная заслонка с датчиком положения .,
• Датчик положения колен вала ,
• Катушка зажигания от Оки 2шт. ,
• Провода высоковольтные 4шт- нарезаны из подручных материалов,
• Регулятор добавочного воздуха опять же с 406 двигла.,
• Форсунки 4шт ,

Для установки сего девайса на УАЗ нам потребуется:

• Блок управления Микас 7.1 ,
• Жгут проводов для Микаса (в зависимости от датчика массового расхода воздуха нитяного или пленочного)
• Датчик температуры 2шт на 406 двигатель,
• Датчик массового расхода воздуха (нитяной или пленочный) ,
• Дросельная заслонка с датчиком положения .,
• Датчик положения колен вала ,
• Катушка зажигания от Оки 2шт. ,
• Провода высоковольтные 4шт- нарезаны из подручных материалов,
• Регулятор добавочного воздуха опять же с 406 двигла.,
• Форсунки 4шт ,
• Рампа фарсунок от ваз 2111 пустая с регулятором давления ,
• Электрический насос для бензина наружной установки, чтоб с баком не колдовать и фильтра .

С этим минимальным набором двигатель будет сносно работать. Прибавить еще надо мелочовку (прокладки, крепеж, герметик).

Для турбо надува добавим еще пару пунктов:

• Турбина от бычка ,
• Регулятор давления надува от ауди бу Цена-500р.
• Желательно радиатор охлаждения воздуха от тойже Ауди с разбора,
• пиво ,
• руки и набор инструмента.

Для установки турбины двигатель надо под 76 бензин, маркируется он вроде 402.1 , но после сборки сего девайса надо использовать 92 , а лучше 95 или 98 бензин. При надувании двигателя на 0,6 избыточного очка степень сжатия должна быть 6-7 очков, чтоб двигатель от детонации не развалился. На сайтах производителей двигателей есть движки такие как 420 и 4213 инжекторные , но найти экзотическую запчасть к ним такую как шкиф коленчатого вала мне не удалось. Все остальное: коллектора, передняя крышка есть практически в любом магазине и цена их просто удивляет. Решено было сделать коллектор самим из подручных средств и комплектующих, но при желании можно оставить родные коллектора. По ходу проектирования в голову забралась мысль о турбине с интеркулером и ее было решено воплатить в жизнь. Но хватит о приятном. Начитавшись об изготовлениях и расчетах впускных и выпускных коллекторов, о фазах с резонансами и всему подобному в голове это все укладывалось не лучшим образом.

Если Вам все равно где будет находится турбина под коллектором или с верху, то впускной и выпускной коллектор можно оставить заводские при установке турбины под коллектором, изготовив только переходники под турбину и впускной коллектор доработать под установку форсунок. Найти шкиф коленвала в магазинах не смог. Пришлось колдовать и скрестив шкиф от 402 и 406 движка, получили желаемое.

Шкиф коленвала получился такой:

Но я хотел установить турбину сверху. Стараясь придерживаться примерным расчетам, был сделан коллектор. Коллектор сделан из обыкновенной водопроводной трубы, сварен “газом” и электрической сваркой в местах сочленения труб с основым фланцем, чтобы его “не повело” сильно . Втулки под форсунки выточены из стального шестигранника на 19 и приварены на впускной коллектор под углом в

(его можно увидеть на фотах).

Отдельно хочется поделиться о подборе рампы. Выполнена она из рампы от девяточного, восьмиклапанного инжектора. Так как расстояния между двумя крайними форсунками с каждой стороны подходило под “свежесваренный коллектор”, а расстояние между 2 и 3 форсунками маленькое, было решено резать рампу строго на две части и вставить между ними ввертыш из алюминиевого прутка с дыркой посередине. Минус такой конструкции заключается в следующем. В заводской конструкции, внутри рампы идет дополнительная трубочка по всей ее длинне. Отвечает она за прогон бензина от входа в рампу до регулятора давления через всю ее длинну (от входа до другой стороны рампы по трубочке, в обратную сторону – к регулятору давления, по верх трубочки). Трубочку эту надо обязательно оставить. Я по началу этим принебрег и получил бензиновое голодание 3-го и 4-го цилиндра. После вставки канала проблемы с голоданием и охлаждением бензина кончились.

Фото рампы ниже

Турбину решено было поместить над коллектором как на “бычке” для решения проблемы такой как вдруг глубокая лужа, а ты с раскаленной турбиной у моста. Перепускной клапан давления турбины был взят от AUDI 200 с двигателя KG вроде. Он нужен для регулировки давления надува в пределах 0,5-0,6 атм. Если его не ставить, то боюсь, что двигатель долго не проживет так как давление надува поднимется до заоблачных 2 и более атм., а для этого нужен двигатель гораздо качественнее и надежнее уазовского.

На фото изображен клапан избыточного давления от немецкого автопрома и его установка на УАЗе. .

По графикам к турбинам было решено ставить ТКР6, она начнет работать примерно с 2500 об.мин. и закончит на 5500 об.мин. ,что впринципе, не совсем устраивает, но ТКР5 в магазинах не встретил. ТКР5 будет работать почти с холостых оборотов, что для УАЗика более желательно, но если на Волгу, то вполне подойдет 6-ка. Но это все пока только по расчетам. При пуске в эксплуатацию будет все ясно, где расчеты оправдались , а где нет. Вопрос с вакумным усилителем тормозов в голове решен не был, а оставлен на потом. Подачу масла для турбины взял левее генератора из заводской врезки в масляную магистраль для датчика давления масла. Выкрутив датчик давления, вкрутил тройник и в него уже датчик и шланг подачи масла к турбине. Обратку хотел сначала направить в картер двигателя, вварив сосок, но решил направить в клапанную крышку, вварив сосок в нее. Давление масла в двигателе не упало. Датчик давления стоит на разборе турбины и наблюдая за показаниями давления до и после подключения турбины не изменилось. Врезать обратку надо обязательно ниже турбины. Для подачи масла к турбине использовал медную топливную трубку со штуцерами. Обратка резиновый шланг большего диаметра.

Ну вот примерно подцепил все провода к датчикам, ключ на СТАРТ и. двигатель ожил с пол оборота правда без датчика расхода воздуха, т.к. я поставил датчик пленочный , а мозги прошиты под нитяной , но это для пробного пуска не проблема.

По ощущениям работа двигателя стала мягче и ровнее на холостых , а при нажатии на дросель двигатель стал, так сказать, мгновенно набирать обороты без провалов, чихов и пыхов, по сравнению с карбюратором. После пробных заездов выявилась основная проблема всей конструкции – это тепло, горячо, короче, кипятильник под капотом от которого плавятся провода, оплетка троса газа и самое плохое закипает бензин в рампе. Самое интересное наблюдал когда начался дождь и капли на капоте стали шипеть и парить. Закипание бензина происходит из-за неправильного моего проектирования рампы ,громко сказал, потому ,что вход и клапан обратки стоят с одной стороны и рампу бензин, идущий в обратку, не охлаждает. Глюк возникает при работе двигателя на холостых оборотах. Для борбы с этой оказией было решено все снять и сделать защитные кожухи для отвода тепла. После снятия на глаза попалась трещина на лопатке турбины (фото), турбина на машине пробежала 500км. Кстати, бежать машина стала хорошо только на третьей и четвертой передаче,первая и вторая уж очень короткие на уазе. По трассе одно удовольствие – на обгон хоть в горку хоть с горки и всегда на четвертой, даже на затяжных подьемах можно спокойно ускорятся достаточно шустро. Вакумный усилитель тормозов работает без нареканий и не потребовал установки отдельного насоса, самое главное обратный клапан в вакумнике поставить нормальный. После настройки прошивки напишу о замерах. Вот так это выглядет в сборе в моем исполнении.

Два месяца использования автомобиля показало ,что надо координально менять передаточные числа коробки переключения передач и с редукторными мостами, с их главной парой, колдовать. Двигатель стал высокооборотистым и для получения приятного ускорения его надо раскручивать до 6000 об.мин и на третьей передаче аж в сиденье вдавливает. Турбояма заканчивается примерно на 2700 об.мин, а на 3500об.мин начинает открыватся клапан избыточного давления и до 7000 об.мин двигатель крутится без нареканий, но с целью обеспечения ресурса двигателя, обороты были ограничены до 6000. Проблем с вакуумным усилителем тормозов выявлено не было. От двигателя с турбиной ожидал большего особенно на низах, а получилась вжигалка. Данная переделка подойдет хозяивам Волг и Газелей, но для УАЗа надо момента на низах поболее. Короче говоря: Теперь у меня новый проект , а етот заброшен.