Установка турбины на ваз 2112 16 клапанов
Характеристика двигателя с турбонаддувом Ваз 2110, Ваз 2111, Ваз 2112, Лада Десятка
Газотурбинный нагнетатель, или просто турбонаддув, был известен уже в начале века. Швейцарский инженер Альфред Бюхи ставил первые опыты до первой мировой войны на авиационных двигателях. Однако основной проблемой для широкого применения турбонаддува было отсутствие недорогой технологии высокоточного литья из высокопрочных материалов. Первое более широкое применение турбокомпрессоров на серийных легковых автомобилях произошло на заводах в Баварии в 1973 году. Автомобили BMW “2002 turbo” открыли глаза наиболее прозорливым фирмам. В ряду “компрессорных” машин появились Porsche 911 и SAAB-99 в 1974 и 78 годах. После 1980 г. технологические преграды рухнули, началась эра массовой “турбанизации”.
Как известно, количество топлива, которое может сгореть в цилиндрах двигателя, жестко связано с объемом воздуха, засасываемого мотором внутрь при пуске. Соотношение масс, составляющее примерно 1 кг топлива на 15 кг воздуха, должно выдерживаться очень строго, дальнейшее обогащение смеси приводит к уменьшению мощности. Чтоб преодолеть эту преграду, необходимо подать в цилиндр больше воздуха, нагнетая его под избыточным давлением. В этом случае, при увеличении давления воздуха на 30%, происходит адекватный рост мощности и разгонной динамики.
Принцип действия газотурбинного компрессора достаточно прост. На выпускной коллектор крепится корпус турбины, внутри которой находится турбинное колесо, а с ним соосно крепится компрессорное колесо. Под действием потока выхлопных газов турбина раскручивается, момент с помощью вала передается на компрессорную крыльчатку, а та, засасывая воздух через воздушный фильтр, под давлением подает его в карбюратор, увеличивая наполнение цилиндров.
Таким образом, в один и тот же объем цилиндров мы закачиваем большее количество рабочей смеси. Поскольку в обычном двигателе ваз 2110 сгорает лишь 25% от закачанного в цилиндр топлива из-за недостатка кислорода. Улучшая наполняемость воздухом, происходит пропорциональное увеличение сжигания бензиновой смеси, что приводит к росту КПД двигателя. Таким образом, за один и тот же промежуток времени по сравнению с безнаддувным двигателем мы закачиваем большее количество топлива, при этом увеличивая моментные характеристики, которые отражаются на разгонной динамике. Как это отражается на поведении машины, мы уже знаем (см. ситуацию на перекрестке).
Идея проста, но для легкового автомобиля воплотить ее в жизнь весьма сложно. Скажу только, что лишь несколько автомобильных фирм берутся за изготовление турбокомпрессоров. Название производителей можно пересчитать по пальцам одной руки.
Основная сложность установки и адаптации турбонаддува на бензиновым двигателе заключается в том, что температура выхлопных газов, которую должна выдерживать турбина, равна 900-950 С, а рабочие обороты ротора с крыльчаткой исчисляются десятками и даже сотнями тысяч оборотов в минуту. В то же время ограниченные возможности объема подкапотного пространства требуют от производителей уместить агрегат в эти рамки. Таким образом, агрегат должен обладать высокой жаропрочностью, быть компактным, тщательно отбалансированным и в то же время недорогим.
В качестве мировых лидеров можно назвать следующие фирмы: Garret (США), KKK (Германия), IHI (Япония), и, что отрадно, теперь такими возможностями обладает и отечественная промышленность. При этом по соотношению “цена-качество” ничуть не уступая зарубежным аналогам.
Что же конкретно дает турбонаддув? Испытания обычного 1,5-литрового карбюраторного двигателя ВАЗ-21083 с установленным на нем турбонаддувом показали следующие результаты. При качественном сцеплении и покрышках время разгона до “сотни” сокращается на 5 секунд по сравнению с исходным мотором. То же происходит и с эластичностью, т.е. время разгона на фиксированной передаче (IV) от 60 до 100 км/час уменьшается также на 5 секунд.
Мощностные характеристики, полученные при испытаниях двигателя в НАМИ, приведены в таблице 1.
| Базовый | с Т.Н. | |
| n = 5.600 | Ne = 70 л/c | 90 л/с |
| n = 3.500 | Ne = 51.5 л/c | 70 л/с |
| n = 2.000 | Ne = 20 л/c | 27 л/с |
И это с учетом того, что турбина настроена на экономичный вариант, т.е. давление воздуха увеличено на 0,3 кг на см2, что не отражается на моторесурсе двигателя. Такого повышения давления вполне достаточно, кроме того, оно позволяет при работе на номинальных оборотах снижать расход топлива до 20%.
Ближайшим достойным соперником “наддутого” двигателя ваз 2111 будет 16-клапанный силовой агрегат с таким же объемом. За счет оптимизации рабочих процессов пиковая мощность у них приблизительно одинаковая, а вот по разгонной динамике последний явно уступает своему “турбо”-оппоненту.
| Базовый | с Т.Н. | |
| AUDI | 41.000 DM | 47.500 DM |
| SAAB | 38.900 DM | 51.950 DM |
| VOLVO-460 | V=1,8 л 30.700 DM |
V=1,7 л 36.000 DM |
Не вдаваясь подробно в технические характеристики, отмечу, что во всем мире “турбо” оценивается дороже в среднем на 3-4 тысячи долларов от стоимости аналогичного безнаддувного автомобиля (см. таблицу 2).
Во-первых, турбонаддув все-таки достаточно дорогое удовольствие.
Во-вторых, оснащенная турбиной машина требует тщательного за ней ухода. То есть более частую замену масла, фильтров, свечей. Необходимость установки качественного сцепления. Ведь все перечисленные расходные материалы, производимые нашей промышленностью, рассчитаны на условия эксплуатации, характерные для обычных двигателей, и не отвечают характеристикам, требуемым для двигателей с турбонаддувом.
В-третьих, ротор устанавливается в подшипниках скольжения, которым приходится выдерживать частоты вращения до 200 тысяч об./мин. Поэтому они нуждаются в обильной и качественной смазке. Но масло еще и охлаждает их, и если условия смазки ухудшаются, т.е. отложения снижают пропускную способность магистралей, то масло застаивается в подшипниковом узле, что увеличивает теплонапряженность и вызывает его закоксовывание. В этом случае подшипник остается сухим, в результате чего следует задир и выход подшипника из строя. Вот почему после долгой работы двигателя под нагрузкой (например, буксование в глубоком снегу), перед тем как его заглушить, требуется дать ему поработать на холостом ходу минуту-другую. Это должно стать правилом. И последний минус – преодоление водных преград. Поскольку чугунная часть корпуса турбины сильно разогревается во время работы, существует опасность ее повреждения при попадании на нее большого потока воды.
При установке турбонаддува двигатель ваз 2112 начинает испытывать большие нагрузки. Причем рост теплонапряженности и механических нагрузок пропорционален увеличению давления наддува. Обходясь скромной форсировкой двигателя на 30%, ресурс мотора сохраняется на атмосферном уровне. Безболезненно повысить давление позволяет промежуточный охладитель наддувочного воздуха. Но об этом пойдет речь чуть позже.
Тюнинг ВАЗ 2109
У ВАЗа версии 2112 доработка двигатель является серьёзной и решающей стадией тюнинга. Сошедшие с конвейера машины обустроены штатными моторами, отличающимися опосредованными характеристиками, которые соответствуют стандарту и запросу обычного потребителя. С целью повышения характеристик, мощности силовой установки авто, улучшения динамики владельцы идут на основательный тюнинг двигателя. И в итоге это даёт свои результаты!
Бесспорно, история ВАЗовских машин модификации 2112 небогатая, в сравнении с братскими моделями, успевшими стать классикой. Но в умелых руках народа эта модель стала любимицей доработок.
На сегодняшний день опробовано множество методов преображения и усовершенствования ВАЗ 2112: двигателей это коснулось обстоятельно, поскольку больше половины трансформаций можно сделать самостоятельно, другие же виды работ лучше доверить специалистам.
Увеличиваем рабочий объём
Повышение рабочего объёма мотора даст возможность увеличить пиковый момент вращения силового агрегата, не изменяя уже устоявшемуся стилю вождения владельца авто.
Существует два фундаментальных подхода для улучшения двигателя ВАЗа. Один из них – это расточка цилиндров, а второй – ускорение хода поршня.
- Основные нюансы данных методов:
- Повышает ход поршня работа нового коленвала с большей эксцентрикой и отобранные под вмонтированный вал новые шатуны, поршни.
- Подходящие шатуны выбираются согласно их массе и ставятся главным образом из облегчённых вариаций.
- Поршень – ведущий элемент движка, поэтому смена заводской поршневой группы на тюнингованную способна ощутимо поднять КПД силовой установки.
- По окончании тюнинга ставится облегчённый маховик.
- Проделанные мероприятия позволят уменьшить нагрузки на коленвал, сцепление, благодаря чему авто сможет быстрее разгоняться и получит лучшую динамику.
- Немного проще видится тюнинг стокового движка ВАЗ 2112 посредством расточки блока цилиндров.
- Базируется методика на расточке стенок цилиндра мотора, т. к. производителем предусмотрен запас под ремонтные нужды.
- Стачивание стенок цилиндров влечёт за собой повышение объёма и, следовательно, увеличение продуктивности движка, ведь расточенные ёмкости начинают нещадно сжигать больший объём горючего за ту же единицу времени.
- По окончании расточки крепятся поршни и новоиспечённые кольца повышенного размера.
Обычно расточка «в домашних условиях» предусматривает наличие специализированного оборудования, поэтому данный вид тюнинга лучше осуществить именно в условиях автомастерской.
Повышение уровня сжатия
Как самостоятельный показатель «степень сжатия» – это соотношение всего объёма ёмкости цилиндра ко всему объёму камеры сгорания. Решение повысить уровень сжатия приведёт к существенному увеличению мощности движка, а также его КПД. Как бонус, это поможет снизить расход горючего.
Тюнингованный распредвал расширит пространство камеры сгорания. При этом объём движка не изменится, что благоприятно отразится на мощности силовой установки и КПД
Достигается модификация путём замены штатного распредвала на тюнингованный, с присущими ему иными геометрическими показателями. Новоиспечённое устройство расширит пространство камеры сгорания. При этом объём движка не изменится, что благоприятно отразится на мощности силовой установки и КПД. Выполнять такой тюнинг лучше всего параллельно с иными модернизациями силовой установки. К примеру, можно заодно установить турбонаддув, но стоит сразу понимать, что удовольствие это недешёвое, да и требует монтажа промежуточного охлаждающего блока для поступающего сжатого воздуха.
Установку тюнингованного распредвала лучше всего выполнять параллельно с иными модернизациями силовой установки
Владельцу прокачанной версии стоит запомнить один важный момент, что эксплуатация усовершенствованного в такой способ мотора требует использования высококачественного горючего и фирменных масел с низким коэффициентом трения и расширения, иначе движок может троить, уровень его температуры будет резко подниматься сверх нормированного. Обычно степень сжатия повышается в рамках 9,7–10 единиц измерения компрессии.
Решения для чип-тюнинга
Передовая методика по увеличению продуктивности движка – чип-тюнинг, предполагает внесение изменений в штатное ПО. Такой подход является самым простым и эффективным. Результатом манипуляций становится повышение характеристик без риска испортить этот блок.
Как правило, заводскую версию ПО меняют на специально разработанную спортивную программу для гоночных версий модельного ряда ВАЗ. К примеру, под движок на 16 клапанов.
Передовая методика по увеличению продуктивности движка – чип-тюнинг, предполагает внесение изменений в штатное ПО
Сперва с блока управления посредством датчиков выполняется считывание шаблонной программы-контроллера. По окончании скачивания программа изменяется согласно параметрам резерва мотора. Прокачкой такого рода занимаются специализированные компании, автомастерские. Специалисты данного сегмента тюнинга имеют всё необходимое ПО и огромный опыт, ведь настройки должны выполняться только квалифицированными сотрудниками.
После перенастройки программа-контроллер перезаписывается мастером в блок управления автомобиля. Примечательно, что благодаря такому методу исключается ремонт силовой установки, поскольку при программной прокачке мотора не затрагивается его механическая составляющая.
Как везде и всегда, в данном виде доработки есть свои плюсы и минусы. Небольшим недостатком является лишь увеличение показателя расхода горючего и снижение уровня экологичности выхлопов. Как альтернативу данному методу можно рассмотреть онлайн-настройку, которая не преобразует программу в корне, а лишь носит корректировочный характер согласно изменившимся показателям силовой установки.
Недостатком является увеличение показателя расхода горючего и снижение уровня экологичности выхлопов
Монтаж турбонаддува
Не менее действенным и популярным видом доработки движка ВАЗ 2112 давно считается монтаж турбонаддува. Это обусловлено тем, что характеристики мощности машины зависят главным образом от количества горючего и образуемого в смешении воздуха, приводящего к возгоранию в цилиндрах.
Более подробно это выглядит так: для повышения показателя мощности силовой установки требуется подать больший объём горючего в цилиндры. Однако для увеличения мощности этого недостаточно и обязательно необходимо будет провести соответствующее повышение показателя объёма воздуха. Вот для этого уже и ставится турбина.
Отработанные газы мчатся сквозь турбинную крыльчатку, заставляя её вращаться, а это активирует в свою очередь компрессор, он заполняет ёмкости цилиндров воздухом, нагнетённым сильным давлением.
Не менее действенным и популярным видом доработки движка ВАЗ 2112 давно считается монтаж турбонаддува
Если провести параллель сравнительно с обычными силовыми установками, такой способ позволяет выполнять подачу большего объёма воздуха, что приводит к повышенному расходу горючего и одновременно значительному увеличению мощности движка. Вместе с тем важно понимать, что монтаж турбины требует доработки всей системы охлаждения.