пятница, 18 февраля 2011 г.

Прямоток vs сток


 Версия для печатиОтправить другу
Как увеличится мощность двигателя, если заменить штатную выхлопную систему тюнинговой прямоточной?
На изменение характеристик двигателя после замены выхлопной системы влияют несколько факторов. Прежде всего, имеет значение конструкция старой (штатной) и новой систем. С одной стороны, в заводской комплектации могут присутствовать один или более катализаторов, удаление которых положительно сказывается на мощности мотора (разумеется, за счет экологии!). С другой – тюнинговая система должна быть правильно рассчитана и исполнена, в противном случае не исключено, что мощность даже снизится. Заметный эффект дает только замена всех компонентов системы, включая «паук» – выпускной коллектор. Положительно влияет на мощность и увеличение диаметра соединительных труб – до 60 мм.
Замеры мощности на динамометрическом стенде после замены выхлопной системы показывают, что в большинстве случаев прирост мощности не превышает 3 – 10%. Грамотный тюнинг системы выпуска наддувных двигателей большого объема может дать более 10% прибавки мощности. И наоборот, менее всего заметен эффект на атмосферных низкофорсированных агрегатах – до 3%. Поэтому при установке «прямотока» (тем более, без замены «паука») на массовые автомобили с малолитражными моторами имеет смысл говорить только о «звуковом» тюнинге.

среда, 16 февраля 2011 г.

Машины, которые стоит тюнить

Ниже приведен список машин, которые действительно стоит тюнить) Во избежание пустых затрат на всякие ВАЗ 2101, советую его просмотреть хотя бы по диагонали. Исходя из мнения фанатов этого дела, данный список практически на 100% соответствует действительности. Прийдется им поверить, т.к. лично у меня возможности проверить все машины из списка  пока нет.

Nissan S13
Nissan S14
Nissan S15
Nissan Skyline R32
Nissan Skyline R33
Nissan Skyline R34
Nissan 350Z
Nissan 300ZX

Toyota Celica 16
Toyota Celica 18
Toyota Celica 20
Toyota Supra 70
Toyota Supra 80

Honda Civic
Honda S2000
BMW E30
BMW E36
BMW E34
Mitsubishi EVO
Mitsubishi Eclipse G1
Mitsubishi Eclipse G2
Mazda RX7
Mazda RX8
Toyota AE 85
Toyota AE 86
Toyota Chaser jzx100
Toyota Mark ll jzx90
Toyota Mark ll jzx110
Toyota Caldina GT-T
Toyota Corolla levin
Mitsubishi GTO
Subaru impreza wrx (sti)
Subaru legasy b4
Honda Integra Type R 

Все что вы хотели знать о закиси азота

наверное всё знают что такое закись, но не все знают принцип её работы...
а он как и всё гениальное прост:)

а также бытует мнение, что это самый дешёвый тюнинг в соотношении лошиданая сила на доллар.
изложу мат часть:

Данный вид форсирования окутан стереотипами, предрассудками; даже те, кто устанавливал её себе, не всегда отдают себе отчет в том, что же они делают и как оно работает; а уж те, кто посмотрел трешевые фильмы, вроде “The Fast and the Furious 1/2/3”, тем более уверен, что закись взрывается (При том, что она не горит). Однако зачастую даже один вид баллона в багажнике приводит некоторых личностей в суеверный трепет. При этом 99% уверены, что от этого мотор быстро выйдет из строя, взорвется, “растеряет клапана” и т.д. на ваш выбор. Но на вопрос “отчего же?”, обычно не могут дать сколь нибудь вразумительного ответа. А без ума, как известно, можно и ...кхм...столб погнуть.

Закись азота – самый дешевый, быстрый и эффективный способ повысить термическое КПД и мощность двигателя, правда кратковременно.

Выше 500°C разлагается: 2N2O = 2N2 + 2O; поэтому при повышенных температурах действует как сильный окислитель и поддерживает горение. (обратим на это внимание)

Принцип действия системы:

1. N2O подаётся в цилиндр, уже перемешанная с топливовоздушной смесью. При сжатии и воспламенении топливовоздушной смеси закись азота разлагается на азот и кислород (2N2O->2N2+2O) под воздействием температуры (~350C). В результате высвобождается атомарный кислород, который позволяет окислить (сжечь) дополнительное количество топлива. Кислорода, содержащегося в N2O, в 1.6 раза больше, чем в воздухе (по массе).

2. Кроме того, азот, который так же высвобождается, работает как антидетонатор, не давая процессу горения идти лавинообразно.

3. Закись хранится в баллоне в сжиженом состоянии. Высвобождаясь при расжирении, начинает кипеть, резко охлаждаясь. А поскольку Тпл и Ткип рядышком, то, едва вскипев, замерзает и переходит в твердое состояние и летит дальше в виде кристаллов (снега). Стремительно отбирая тепло у окружающей среды, система работает как интеркулер на наддувных двигателях (резкое понижение температуры смеси в коллекторе даёт увеличения потока топливовоздушной смеси и, собственно, плотности заряда).


Топливновоздушная смесь сгорает максимально эффективно при определенном соотношении топлива и окислителя (стехиометрическое отношение – такое соотношение топлива и окислителя, при котором данная смесь сгорает полностью и без остатка) требуемого для данного типа топлива. Если мы добавляем больше окислителя, то необходимо пропорционально подавать больше топлива, иначе смесь неизбежно обеднится, будет перегрев двигателя, детонация, которая, к слову, в случае с закисью очень опасна: пара “хороших стуков” и к примеру поршень вполне может лишиться колец с перегородками или мы увидим «руку дружбы» в виде сломанного шатуна в дыре блока цилиндров. В то же время, подача закиси без доптоплива вообще даст легкую прибавку, возможно даже без детонации, а при увеличении дозы оной и при появлении детонации мотор начнет “тупить” и глохнуть.

Системы:

Основное подразделение идёт на системы подачи N2O в цилиндры в газообразном или жидком виде. Первые системы более просты и маломощны(до 50сил в зависимости от объёма двигателя), их как раз и выпускают многие фирмы. Не понимаю только за что они берут такие деньги за баллон, пару метров шланга и проводов с кнопкой, но это дело престижа и бренда. Вторые же серьёзны, предназначены они для повышения мощности в разы, стоят значительно дешевле, проще в реализации и схемотехнике и надежны.

В основе своей разговор пойдёт о втором типе систем как наиболее приемлемом для русского сердца: раз играть, то по полной, нам же не нужны полумеры. Хотя при правильной постройке и настройке, а мы будем говорить о собственноручном изготовлении, мотор проживёт достаточно долго.

Далее системы делятся на “сухие” и “мокрые” вне зависимости от агрегатного состояния закиси азота подаваемой в коллектор.




“Сухая” система является самой дешёвой и простой, закись подаётся одной форсункой в коллектор, качество смеси регулируется возможностями карбюратора или штатных мозгов и форсунок и говорить о доптопливе в виде спиртов или газов нет возможности (разумеется, если только они не являются основным топливом). Система неуправляема, её можно только включить и выключить. Есть шанс выйти за пределы штатных возможностей топливоподачи и обеднить смесь, что не есть хорошо для мотора.



“Мокрая” система, в которой закись подаётся также как в «сухой», но дополнительно происходит подача топлива с помощью отдельной форсунки, что позволяет избегать появления детонации и достичь максимальных показателей для этого типа впрыска. Подача может осуществляться из дополнительного бака механически. Есть возможность использовать в качестве доптоплива бензины, спирты и даже газы с более высоким октановым числом.

Отдельная песня это многоточечный впрыск или direct port.


Закись впрыскивается в каждый цилиндр в непосредственной близости от впускного клапана. Более точная и правильная система.

Как и договорились, подачу закиси газом далее вообще рассматривать не будем. Хотя нет, обосновать все-таки это нужно. Газ сам по себе занимает объем, лишнее пространство в цилиндре. Есть разница, пропихнуть 1см3 жидкости или 1см3 газа? А сколько в итоге газа окажется в цилиндре? В случае с жидкостью – больше. Это раз. Во-вторых, жидкость при нагревании начинает кипеть, отбирая тепло у деталей КС, поршней, цилиндров. Химия... Надеюсь, теперь меньше будут упираться рогом, доказывая, что газовая подача закиси это суперправильно, а “жидкость убивает мотор”.

Так как в обычной одноуровневой системе в единицу времени поступает одно и то же количество газа, то и прирост мощности всегда будет одинаковым при одном и том же кол-ве газа, поступающего в коллектор. НО.

Пусть за 1с в коллектор поступает 14гр закиси (жиклер 0.7мм). при этом обороты двигателя равны 6000об/мин. Тогда количество тактов всасывания равно Tвсас = 200 тактов всасывания в секунду, тогда в каждый цилиндр попадает 14гр/200=0,07гр за один такт. При этом прибавка крутящего момента будет, к примеру, Х. Ежели обороты будут, к примеру, 600об/мин (холостой ход), то за один такт всасывания в цилиндр будет всасываться 14гр/20=0,7гр. И прибавка момента будет уже не Х, а 10Х!!!!!!! Таким образом, прибавка мощности будет одинаковой, а вот прибавка крутящего момента обратно пропорциональна оборотам двигателя. Именно поэтому необходимо включать закись только после определенных оборотов, иначе это может привести к поломке поршней, шатунов или коленвала. Второй миф – о взрывающихся двигателях. Как известно, без ума можно и...что-то сломать. Ведь можно подать в двигатель 20гр/сек, а можно 120гр/сек. При этом мотор не успеет развить даже критического для него крутящего момента – его убьет детонация. Поэтому необходимо расчитать необходимый поток закиси. Для этого используется тарированый жиклер, установленный после (фактически сразу на нем) электромагнитного клапана. В зависимости от диаметра жиклера изменяется количество закиси, проходящей в единицу времени через магистраль. Жиклер должен быть тщательно подобран и, в зависимости от его диаметра, должно быть подобрано количество доптоплива, поступающего в двигатель, в частности, для “сухой” системы. Опытным путем установлено, что вывереный, пролитый жиклер 0.7мм дал расход закиси 14гр/сек при давлении 52атм.


В общем случае, Добавочная мощность, при использовании закиси (в л.с.), при давлении 52атм. = D^2*const, где const = 70, а D = диаметр жиклера

на самом деле все очень сильно зависит от способа доставки закиси, её качества; от того, насколько она успела испариться, от кол-ва доптоплива, его октанового числа. Но в среднем, при 40гр/сек прибавка получается в районе 100сил. Нужно чтобы жиклер был ОЧЕНЬ тчательно подобран, пролит, а закиси должна подаваться жидкой, газ это уже не то.


Повредит ли закись двигатель?

Смысл в том, что необходимо подбирать конкретный тип и уровень закиси под каждый конкретный двигатель. Стандартные детали имеют некоторый запас прочности, но если его превысить, то сами понимате... Для большей эффективности нужно улучшать КШМ, впуск/выпуск и т.д.

Ниже представлены наиболее часто задаваемые вопросы относительно закиси азота. Нет ничего загадочного в применении закиси азота для повышения мощности двигателей. Однако, у многих людей, интересующихся данной темой, могут возникать различные вопросы. Мы надеемся, что ответы на вопросы помогут Вам разобраться в этой теме.


Тунинх по русски:)

С недавних пор слова "нитрос", "нитроксид", "закись азота" замелькали на автомобильных тусовках, вечеринках стрит-рейсеров и российских интернет-сайтах. Рассказы о газе, способном в момент поднять мощность серийного двигателя на десятки процентов, вызвали в среде доморощенных химиков не меньший ажиотаж, чем несколько лет назад мифы о "красной ртути". Однако, в отличие от последней, закись азота - вполне реальное вещество с молекулярной формулой N2O, при комнатной температуре и атмосферном давлении - бесцветный газ со сладковатым запахом и слабым вкусом. Более того, закись давно используется медиками для общего наркоза (в сравнительно высоких концентрациях - например, смесь 1:1 с кислородом) и токсикоманами - в прямо противоположных целях, в соответствии со своим тривиальным названием "веселящий газ". Действительно, в малых концентрациях он вызывает состояние, близкое к опьянению, за что и числится в списках ПККН (Постоянного комитета по контролю за наркотиками) как одурманивающее вещество, рядом с клеем "Момент" и водкой с клофелином.
"Веселящие" свойства закиси по отношению к двигателям внутреннего сгорания тоже были открыты не вчера. Еще во время Второй мировой войны ею пользовались летчики - как немецкие, так и союзников, чтобы, включив на несколько секунд "форсаж", уйти от огня противника. Как же работает закись в двигателе?

СКРЫТЫЙ КИСЛОРОД
Сама закись азота не горит, но поддерживает горение. При температуре около 500°С она разлагается на азот и кислород в соотношении 2:1. Последний и является окислителем. Освободившийся же азот, как и тот, что содержится в воздухе, горения не поддерживает.
Как известно, мощность и крутящий момент двигателя тем больше, чем больше горючей смеси удается "затолкать" в цилиндры. Конструкторы действуют как "тонкими методами" - путем настройки систем впуска, выпуска (ЗР, 2003, № 1, с. 126) и газораспределения, так и "в лоб", устанавливая системы наддува, в том числе с интеркулерами (последние, понижая температуру воздуха, увеличивают его плотность). Естественно, с увеличением подачи воздуха (окислителя) количество подаваемого топлива тоже должно возрасти, чтобы состав смеси все время поддерживался в оптимальных пределах (ЗР, 2003, № 3, с. 122).
Массовое содержание кислорода в закиси азота в 1,6 раза выше, чем в воздухе, да и сама закись в полтора раза плотнее, так что без всякого наддува в двигателе оказывается намного больше окислителя. У многих возникает вопрос: нельзя ли вместо воздуха подавать в цилиндры чистый кислород, полностью избавившись от балласта - азота? Перефразируя рекламную строчку, скажем: "подай - и отойди". Чистый кислород по соседству с маслом и бензином чрезвычайно опасен, недаром инструкции категорически запрещают смазывать вентиль баллона. Известен случай, когда ночью при пуске авиационного двигателя механик перепутал сжатый воздух с кислородом, за что поплатился жизнью - баллон взорвался вместе с мотором.
Разбавлять же воздух именно закисью азота, а не кислородом выгоднее еще и по другой причине: при разложении N2O увеличивается общий объем газов. Так каждый литр закиси дает пол-литра кислорода (реально он тут же расходуется на окисление топлива) и литр азота. Получается этакий химический наддув - без турбин и интеркулеров (кстати, газ из баллона сам по себе холодный за счет эффекта расширения). К тому же реакция его разложения протекает с выделением тепла, что тоже способствует повышению мощности.



ЗАКИСЬ СУХАЯ И МОКРАЯ
Но, как мы уже говорили, мало подать в цилиндры дополнительную порцию окислителя, нужно пропорционально увеличить и дозу топлива. Можно использовать штатную систему питания, а можно установить отдельную, включающуюся в работу при подаче закиси. Первая схема называется "сухой", вторая - "мокрой". Есть и суперсложный вариант распределенного впрыска закиси "мульти порт". На каждый цилиндр - по три форсунки: штатная, для дополнительного топлива и для "нитроса". Естественно, потребуется и свой блок управления системой.
Установить такое чудо на автомобиль обойдется в несколько тысяч долларов. Недешево само оборудование с фирменными полированными переходничками и яркими наклейками, да и работа немалая - сверлить коллектор, прокладывать магистрали, "примирять" блоки управления. Но главное - огромного баллона из блестящей нержавейки хватает на короткий пшик резиной по асфальту! Пятнадцать атмосфер сжатого газа улетучиваются за считанные секунды. Чтобы высосать газ до конца, фирмы предлагают даже специальные грелки для баллона - по мере расхода газа они нагревают его корпус, чтобы поддержать давление.
Речь здесь, конечно, не об отечественных производителях. "Нитрос" впервые приобрел популярность в США - стране хот-родов и дрегстеров. В России заморские идеи воспринимают легко и тут же начинают приспосабливать их к нашей жизни, чтоб было дешево и сердито.




МЫ ПОЙДЕМ ДРУГИМ ПУТЕМ
Первое, что с негодованием отмели российские прагматики - красивый заокеанский баллон. Отечественный медицинский хоть с виду и неказист (вместо хрома покрыт бесчисленными слоями серой краски), зато в нем не сжатая, а сжиженная закись. Улавливаете разницу? На тот же объем - в двадцать с лишним раз больше "нитроса". Да и дешевле некуда: обменять пустой на полный - около двадцати долларов. Давление не запредельное - 30-60 атм в зависимости от температуры. Конечно, понадобится редуктор, чтобы понизить его до рабочих 10-15 атм.
На впрысковом автомобиле можно обойтись "сухой" закисью и штатной системой управления двигателем - датчики сами проследят за оптимальным составом смеси. Да и стоимость оборудования с монтажом получается вполне приемлемой - в несколько раз дешевле зарубежного комплекта. С карбюратором возни больше - он же не имеет обратной связи! Одни оставляют все, как есть - на режимах с максимальной подачей топлива мотор действительно просыпается. Другие меняют жиклеры, мирясь с высоким расходом топлива в обычном режиме и словно не замечая черного дыма из глушителя. Третьи городят мудреные системы с электромагнитным клапаном и дополнительным жиклером - "мокрый" впрыск.
Мы установили "нитрос" на одну из редакционных машин. Выбор пал на популярный ВАЗ-2112 - класс "русский гоночный" по классификации московской "Лиги уличных гонок". Заморский комплект нам не понравился - в первую очередь ценой. Да и какой толк испытывать то, что уже давно известно. Специалистов же по "российскому нитросу" даже в Москве пока немного. В основном это гаражные умельцы, действующие путем проб и регулировок. Монтаж в такой частной мастерской занял несколько часов. Скрытую подводку черным шлангом, в цвет вазовских, непросто заметить и специалисту. "Заряд на борту" выдает лишь баллон за спинкой заднего сиденья и красная кнопка на центральной консоли.




ПОЕХАЛИ!
"Команда на взлет" выдается только при включенном зажигании, но предварительно нужно открыть вентиль редуктора и отрегулировать давление в магистрали. Этой операции нет в американской системе - но, согласитесь, покрутить вентили перед выездом даже приятно: словно это не автомобиль, а ракета на старте. Кстати, расход газа и соответственно "подхват" напрямую зависят от настройки редуктора. Оптимальное давление "гонщик" подбирает сам - исходя из тактической задачи, запасов газа и... стоимости возможного ремонта двигателя.
Играть педалью газа без нагрузки не рекомендуем - ремень может не выдержать. То, что происходит при легком ударе по педали, даже нельзя назвать раскруткой мотора: серия жесточайших детонационных стуков сливается в один короткий звонкий удар - и двигатель уже поет на шести тысячах. Педаль отпущена, но обороты снижаются весьма неохотно - похоже, смесь воспламеняется уже не от искры.
Под нагрузкой подхват выражен не столь бурно, и детонации мы не слышали, но скорей всего недаром установщики настоятельно рекомендуют использовать с "нитросом" только "95-й" бензин, никак не "92-й". Весенние, с ледком дороги не располагают к экспериментам, но, судя по результатам стендовых испытаний, российская установка дает прирост мощности до 25% - совсем неплохо.



С ОФИЦИАЛЬНЫМ ПРИВЕТОМ
Вместе с установкой нам выдали пакет документов: паспорт к баллону и копии свидетельств и сертификатов завода-изготовителя и торгующей организации на "медицинскую закись азота", согласно которым она негорюча, невзрывоопасна и допускается к перевозке без ограничений любым видом транспорта. С точки зрения уголовного кодекса формально тоже все в порядке - пока водитель не "склоняет несовершеннолетних к употреблению". В Основных положениях по допуску транспортных средств формулировки расплывчаты: не допускается самовольное переоборудование транспортных средств "в части, относящейся к безопасности дорожного движения и охране окружающей среды". Выключенная система на экологию не влияет, а баллон весит немногим больше канистры с бензином, да и закреплен не в пример надежнее.
Но, как нас заверили в ГИБДД, техосмотр "с этим" не пройти. И вполне искренне удивлялись: "А зачем показывать?". Столь же трудно будет "в случае чего" рассчитывать на удовлетворение претензий по гарантии. Зарегистрировать установку как самостоятельную переделку в НАМИ тоже непросто. Без серьезных и всесторонних испытаний никто не согласится взять на себя ответственность за безопасность такого "снаряда".

НА ИЗНОС
Не секрет, что прирост мощности не дается даром. На авиационных двигателях, например, использование ЧР (чрезвычайного режима) предполагает последующую их переборку. Впрыск закиси азота не повышает частоту вращения коленвала, поэтому износ цилиндров и нагрузка на клапаны и распредвалы не возрастут (конечно, если не раскручивать мотор без нагрузки). А вот за поршни, вкладыши и валы есть основания опасаться. Да и свечи, возможно, придется поставить "похолоднее".
За несколько секунд работы в "форсажном" режиме мотор вряд ли сильно состарится, а вот постоянная езда "под газом" может быть опасной. Прогоревший поршень и заклинивший на ходу двигатель могут привести к серьезному ДТП. О самочувствии двигателя нашей "двенадцатой" после допинга мы обязательно расскажем в "Автопарке".

ДВА В ОДНОМ
Так стоит или не стоит устанавливать "нитрос"? Вряд ли найдется много желающих выложить минимум тысячу долларов за импортный набор. А вот российский вариант за 200-400 уже привлекателен. Пожалуй, на сегодняшний день это самый дешевый и простой вид моторного тюнинга. И, в отличие от "кривых" распредвалов, толстых глушителей и спортивных "прошивок", позволяет иметь в одном автомобиле два мотора: один - экономичный серийный, на каждый день и другой - "форсажный". А вот как его использовать - в спортивных состязаниях или для "ухода из-под обстрела" - зависит уже от водителя.



ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:

ВОПРОС: Влияет ли применение впрыска азота на ресурс двигателя?
ОТВЕТ: Все зависит от мощности системы. Если комплект подобран в соответствии с техническими характеристиками двигателя и откалиброван, никакого вреда ресурсу двигателя система не причинит. Надо учитывать тот факт, что система закиси азота не используется постоянно, а это значит, что двигатель не испытывает постоянных нагрузок в связи с применением закиси азота. Все комплекты NOS разработаны с учетом технических характеристик двигателей и сочетают в себе способность прибавки максимальной мощности при абсолютной безопасности для двигателей.


ВОПРОС: Производит ли NOS простые комплекты впрыска?
ОТВЕТ: Да, NOS производит системы фактически любой мощности и для любых двигателей. Все зависит от того, какой прибавки мощности вы хотите. Например, на 4-х цилиндровый двигатель можно ставить комплект мощностью 40 - 60 л.с., на 6-ти цилиндровый - 75 -100 л.с., small block V8 выдерживает до 140 л.с., big block V8 позволяет прибавить от 125 до 200 л.с. мощности. Это рекомендуемая прибавка мощности, позволяющая оставить механику двигателя без доработки.


ВОПРОС: Какие существуют общие правила доработки двигателя, для установки мощных систем впрыска азота ?
ОТВЕТ: Первое правило, которое существует - замена шатунно-поршневой группы. Необходимо использовать кованные поршни вместо штатных, из-за возросших нагрузок на двигатель. Для подготовки гоночного мотора нужно заменить коленчатый вал и настроить систему зажигания. Применяйте качественное топливо или специальный гоночный бензин. Часто требуется установка мощного топливного насоса.


ВОПРОС: Какие свойства окиси азота позволяют получить прибавку мощности?
ОТВЕТ: N2O- химическое соединение нитрооксида азота. Нитрооксид азота состоит из двух компонентов - азота и кислорода. При температуре примерно 300 градусов С, нитрооксид распадается на азот и кислород. Дело в том, что закись азота содержит более чем в два раза больше кислорода, чем воздух, и еще распыляясь азот значительно понижает температуру воздуха, увеличивая его плотность.

ВОПРОС: На чем основываются заявления о надежности и мощности систем NOS?
ОТВЕТ: NOS имеет исследовательский центр и лабораторию для испытаний систем. Также компания активно сотрудничает с профессиональными гоночными командами. Опыт приобретенный в соревнованиях, инженеры компании применяют для конструирования серийных комплектов.

ВОПРОС: На долго ли хватает баллона?
ОТВЕТ: Это в значительной степени зависит от типа комплекта впрыска и используемых жиклеров. Например, система мощностью 125 л.с. поставляется со стандартным 10- фунтовым балоллном. Такого баллона достаточно на десять заездов на четверть мили.

ВОПРОС: При каких минимальных оборотах можно активизировать систему?
ОТВЕТ: Дело в том, что впрыск азота начинает работать при полностью открытом дросселе, Что касается оборотов двигателя, то они должны превышать 2,500 в минуту, Этого вполне достаточною.

ВОПРОС: Надо ли переделывать карбюратор при установке системы?
ОТВЕТ: Нет. Ни в каких переделках карбюратор не нуждается. Специальная пластина впрыскивает смесь независимо от штатной топливной системы.

ВОПРОС: Огнеопасна ли система впрыска азота?
ОТВЕТ: Сам нитрооксид азота абсолютно не взрывоопасен, однако кислород входящий в его состав, способствует горению.

ВОПРОС: Может ли система взорваться?
ОТВЕТ: Все зависит от правильной настройки. При соблюдении правил эксплуатации системы ничего страшного не произойдет. Однако надо помнить о давлении топлива и применении высокооктанового топлива.

ВОПРОС: Можно ли использовать медицинский азот?
ОТВЕТ: В принципе - можно. Но на свой страх и раик! Существует специальный автомобильный сорт окиси азота. В Америке он называется NY - Trous Plus. Автомобильная разновидность азота содержит минимальное количество диоксида.

ВОПРОС: Можно ли использовать чип совмесно с системой впрыска азота ?
ОТВЕТ: Только, если чип был разработан специально для использования с системой впрыска азота. Большинство чипов запрограммированы на более агрессивные кривые времени, для получения максимальной прибавки мощности. Это может привести к потенциальному взрыву. При замене чипа всегда уточняйте его совместимость с системой. Компания HIPERTECH, производит совместимые чипы для американских автомобилей.

ВОПРОС: Сколько времени требуется для установки системы?
ОТВЕТ: В условиях специализированной мастерской установка занимает максимум 5 часов. При установки системы обязательно пользуйтесь инструкцией.

ВОПРОС: Поднимает ли применение азота температуру и давление в цилиндрах?
ОТВЕТ: Да. Из-за способности сжигать большее количество топлива.

ВОПРОС: Какое рабочее давление баллона ?
ОТВЕТ: Рабочее давление баллона 800-900 psi. Но, на давление баллона влияет температура окружающей среды. Чем выше температура, тем больше давление баллона. Оптимальная температура окружающей среды для эксплуатации системы - 70-90 градусов F. Для поддержания оптимального давления, рекомендуем установить подогреватель баллона ( #14161).

ВОПРОС: Как изменяется поведение турбированного мотора при установке NOS ?
ОТВЕТ: Первое - на моторах с газовыми турбинами полностью исчезает провал, второе - дело в том, что принцип работы газовых турбин и механических компрессоров заключается в нагнетании большего количества воздуха, тем самым сжимая и , соответственно, нагревая его, применение впрыска азота играет роль дополнительного интеркулера.

ВОПРОС: Что входит в стандартный комплект NOS?
ОТВЕТ: В стандартный комплект NOS входит все необходимое для работы системы - пластины, соленоиды, шланги, клапаны, кронштейны, стандартный 10-ти фунтовый баллон и полная инструкция по установки и наладке системы.

ВОПРОС: Каково различие между стандартным и усовершенствованным клапаном баллона?
ОТВЕТ: Новый клапан баллона имеет большее проходное сечение, при изготовлении использована новая технология обработки проходных сечений. Усовершенствованный клапан поставляется стандартно в комплектах NOS.

ВОПРОС: Какой эффект дает применение азота на двигателях с большим пробегом ?
ОТВЕТ: Это зависит в значительной степени от состояния двигателя, насколько изношена шатунно-поршневая группа, в каком состоянии находятся кольца, валы, вкладыши и т.д. В любом случае, применение азота на сильно изношенном двигателе, больших результатов не даст.

ВОПРОС: Как влияет катализатор на систему впрыска азота?
ОТВЕТ: Как правило катализатор не затрагивает работу системы, тем более, надо учитывать тот факт, что впрыск азота активизируется, в среднем, на 10-20 секунд.

ВОПРОС: Эффект применения азота на тюнингованном двигателе выше, чем на стандартном?
ОТВЕТ: Все зависит от настройки двигателя. Но, как правило, эффект больше на подготовленном двигателе.

ВОПРОС: На двигатели с большим коэффициентом сжатия возможно использование азота?
ОТВЕТ: Конечно. Не забывайте о применении высокооктанового топлива.

ВОПРОС: Какой бензин рекомендован к применению в стандартных системах NOS ?
ОТВЕТ: В стандартных системах, расчитанных на прибавку средней мощности, достаточно применять бензин от 92 и выше. Что же касается специально разработанных высокомощных систем, то для обеспечения максимальной мощности рекомендуется использование специального гоночного топлива или присадок.

ВОПРОС: Обязательно ли использование специальных распредвалов?
ОТВЕТ: Вообще, все зависит от вашей системы и двигателя. Если ваш автомобиль не используется в соревнованиях, и двигатель не подвергался доработке, оставьте штатный распредвал. Все системы NOS прекрасно работают с обычными распредвалами. Но если вы хотите большего - модернизация двигателя необходима.

ВОПРОС: Какая азотистая система лучше - система прямого порта или с использованием пластины?
ОТВЕТ: Преимущества использования пластины - легкость установки и ,соответственно, демонтажа, доступность обслуживания, производительность систем с применением пластин составляет до 350 л.с., что вполне достаточно. Однако, в некоторых случаях необходимо более точное распределение смеси, или необходима мощность свыше 500 л.с., в этих случаях предпочтительно использовать прямой впрыск азота.

ВОПРОС: Нужно ли переделывать топливную систему ?
ОТВЕТ: Все зависит от штатного топливного насоса. (Исключения составляют сложные системы). Если штатный топливный насос не обеспечивает должного давления, можно либо заменить его, либо установить дополнительный специальный насос.

ВОПРОС: Как лучше устанавливать баллон ?
ОТВЕТ: Рекомендовано устанавливать баллон под углом 15 градусов. Это оптимальный градус для установки баллона, способствующий нормальному потоку газа.

ВОПРОС: Насколько важно использовать фильтры азота и топлива в системе ?
ОТВЕТ: Фильтры являются одними из наиболее важных компонентов системы впрыска. Фильтры предотвращают попадения грязи в топливный и азотистый соленоиды.

ВОПРОС: Каковы преимущества впрыска азота в сравнении с другим тюнингом мотора ?
ОТВЕТ: Преимущества очевидны. Применение азота в двигателях - это самая дешевая прибавка мощности. Азотистые системы в сравнении с их мощностью относительно недороги, при правильной установке и наладке абсолютно безопасны.

ВОПРОС: NOS производит комплекты для мотоциклов, катеров или снегоходов?
ОТВЕТ: Да. Существует специальный каталог специальных систем.

ВОПРОС: Какое максимальное давление газа в системе впрыска азота ?
ОТВЕТ: Давление зависит от системы, и оно часто превышает 1,000 psi. Поэтому NOS рекомендует использование высококачественных датчиков давления.

ВОПРОС: Как узнать сколько азота осталось в баллоне?
ОТВЕТ: Наиболее надежный путь - взвесить баллон. Минимальное количество азота, обеспечивающее работоспособность системы, примерно 20%.

ВОПРОС: Какова функция клапана безопасности баллона?
ОТВЕТ: Это - очень важно. Работа клапана заключается в том, чтобы при заправке не переполнить баллон. 10-ти фунтовый баллон должен быть заполнен не более 10-ти фунтами азота. Иначе создается чрезмерное давление в баллоне.

ВОПРОС: Нужно ли заменить систему зажигания?
ОТВЕТ: Современные системы зажигания в переделке не нуждаются, они полностью совместимы с впрыском азота, однако при применении профессиональных систем, иногда, требуется доработка системы зажигания.

вторник, 15 февраля 2011 г.

FAQ: турбирование атмосферного двигателя.

Сперва хотелось бы обрисовать перспективы данного мероприятия.
НО не вдаваясь в глубины технических проблем турбирования атмосферного движка.

Целенаправленно не привязываюсь к какому либо двигателю, поэтому масло будет масленое, без конкретики.

Если у двигателя нет турбо аналога, и нет готового турбо кита, то от этой идеи лучше сразу отказаться и смотреть в сторону свапа на турбодвижок.

Т.к. это может получиться и дешевле и что уж точно однозначно ПРОЩЕ.

Турбина - это улитка, но только .... очень быстрая



Более подробно о том какие бывают турбины, как они работают, можно почитать выше.
Так вот некоторым кажется, что покупка данного девайса, даст им неимоверный прирост мощности, но реальность такова, что к турбине полагается очень ещё много чего, даже если не брать в расчёт то, что необходимо для работы самой турбины и правильной работы самого двигателя с установленной турбиной.

К турбине нужно будет подвести воду и масло, соотвественно эти жидкости будут греться больше чем было ДО этого, возможно прийдёться устанавливать более производительный радиатор, или же вентилятор для охлаждения оного, а также масляный радиатор, также необходимо переделать выпускной коллектор, а возможно и впускной коллектор, крайне желательна установка прямоточной выхлопной системы, и фильтра нулевого сопротивления, ну и собственно сама турбина, мозги, форсунки, насос, прокладка или поршневая для нужной СЖ (степени сжатия), блоу офф, вестгейт(если турбина без него), интеркуллер, свечи, также потребуеться как минимум один датчик, давления турбины, также возможно прийдёться переделывать передний бампер, а возможно и перераспределение навесного оборудования под капотом...

необходимые железки для турбирования выглядят примерно вот так:



в зависимости от исходных данных этот список может дополниться, а ещё нужны, хорошие мастера и настройщики, и много много времени, денег и самое главное терпения.

Бюджет турбирования начинается от 3-х тыс. у.е., это если уж совсем по бюджетному и делать на коленке в гараже, и простирается дальше в космос.

А ещё машина с турбиной поедет быстрее, а её нужно будет как то остановить, обязательно потребуется тюнинг тормозной системы, замена на более производительную, увеличиться нагрузка на коробку передач, которая тоже скорее всего потребует замены, или тюнинга, также могут потребовать замены некоторые составляющие двигателя.

Наддув




История.
Терминология.
Принцип действия.
Разновидности.
Примеры инсталляций.




Автомобилисты нынешнего поколения - далеко не первые, кого гипнотизирует магия цифр скорости и максимальной мощности двигателей. Больше ста лет назад стартовала эта гонка. Уже в 1905 году был превзойден рубеж в 100 л. с., всего несколько лет спустя - 150 л. с. Рос объем и, соответственно, масса моторов, заставляя применять все более тяжелое шасси. А это, в свою очередь, заметно снижало заветные цифры на спидометре. Таким образом, еще в начале века инженеры начали решать невероятно сложную задачу: как повысить мощность двигателя, снижая остальные его параметры - вес, размеры, расход топлива.

"Мерседес-24/100/140" начала 20-х - один из первых автомобилей с приводным нагнетателем



В ту героическую эру родилось немало конструкций - от совершенно фантастических до вполне реальных. Наиболее замечательной в этом ряду оказалась идея наддува. Представим себе такт впуска двигателя внутреннего сгорания: мотор в это время работает как насос, к тому же весьма неэффективный - на пути воздуха (горючей смеси) находится воздушный фильтр, изгибы впускных каналов, в бензиновых моторах - еще и дроссельная заслонка. Все это, безусловно, снижает наполнение цилиндра. Ну а что требуется, чтобы его повысить? Поднять давление перед впускным клапаном - тогда горючей смеси (для дизелей - воздуха) в цилиндре "поместится" больше. Энергия сгорания заряда с большим количеством топлива, само собой, станет выше; вырастет и общая мощность двигателя.

Эта несложная теория воплотилась во множестве самых разнообразных устройств, получивших общее название "нагнетатели". Были здесь и поршневые компрессоры, и шиберные, и объемные: Бриллиантом во всей этой массе блеснул запатентованный в 1905 году швейцарским инженером Альфредом Бюхи агрегат, известный сегодняшним автомобилистам как турбонаддув. Слово это родилось много позже самой идеи, которую добрых четверть века не удавалось использовать - уровень технологий не был еще готов к этому. Чему удивляться - самые лучшие двигатели той поры имели ресурс 30-40 тысяч километров, в среднем же - 5-10 тысяч. Какой уж тут турбонаддув?


Система наддува типа "Компрекс"

Однако технический прогресс быстро набирал обороты, и к 30-м это препятствие практически утратило силу. Впрочем, трудностей и так хватало - назовем хотя бы основную, над решением которой работали конструкторы все прошедшие годы (и, заметим, так до конца и не решенную): ротор турбокомпрессора нельзя сделать большим! И все потому, что чем больше диаметр турбины, тем выше ее момент инерции. Стало быть, даже если водитель при разгоне порезче нажмет на педаль акселератора, быстрого ускорения все равно не получится: придется подождать, пока турбина наберет соответствующие обороты. Итак, турбину следует сделать как можно меньше по диаметру. Но поступление воздуха зависит от окружной скорости лопаток, которая тем меньше, чем меньше диаметр ротора: Остается увеличивать обороты, хотя и тут есть ограничение, на этот раз со стороны допустимых нагрузок на материалы. И это далеко не все проблемы.


Агрегат наддува на "формульном" двигателе "Рено", предназначенном для "Лотоса-93Т" начала 80-х. Через несколько лет наддув в F1 был запрещен.

ем не менее, уже в 30-х годах многие фирмы (естественно, самые богатые и передовые) устанавливали турбонаддув на свои модели. Тогда же появились многие устройства, ставшие теперь обязательными для агрегатов турбонаддува. Во-первых, это, конечно же, клапан, перепускающий выхлопные газы, если обороты турбины слишком велики. Не будь этого клапана, стал бы возможен режим, когда обороты двигателя растут неконтролируемо: выхлопных газов все больше, соответственно, все выше обороты турбины и количество нагнетаемого воздуха: В таком случае поломка мотора неизбежна. Перепускным клапаном управляет давление воздуха во впускном коллекторе: если оно выше допустимого, клапан открывается и часть отработавших газов идет в глушитель, минуя турбину. Этого конструкторам и, естественно, водителям показалось мало, ведь и торможение, и последующий разгон турбины требуют определенного времени, стало быть, быстрой реакции автомобиля ожидать опять-таки не приходится. Кроме того, рассчитывая агрегат наддува на достаточную (не чрезмерную) подачу воздуха при оборотах выше средних, тем самым получают двигатель с так называемым "турбоподхватом" - до 3000-4000 об/мин он набирает мощность почти как атмосферный, а затем резко (и для неопытного водителя неожиданно) "выстреливает", моментально развивая обороты, близкие к максимальным. Получалось, что под капотом как бы два мотора: один вполне мирный, а другой - взрывного темперамента.


Клапан перепуска отработавших газов:
А - камера атмосферного давления; Б - камера управляющего давления; 1 - мембрана; 2 - клапан.

Такое положение до 60-х годов всех устраивало: турбонаддув применялся в основном на спортивных и гоночных машинах, поскольку их приверженцы (хотя бы в душе) легко простят мотору такую двойственность, лишь бы в нужный момент, вдавив до упора педаль газа, ощутить всю силу бешеного "табуна лошадей": Средние скорости на дорогах тем временем росли, на вполне обычных серийных автомобилях увеличивался рабочий объем двигателей: если в первые послевоенные десятилетия двухлитровый двигатель казался чуть ли не монстром, то к концу 70-х он стал обычным оснащением среднего семейного седана. И тут вмешались законодатели. Скажем, в Италии машины с мотором до 2 л пользуются существенными налоговыми льготами, в Японии этот "потолок" еще ниже - 660 см3. Здесь-то и кроется причина широкого распространения турбонаддува на массовых автомобилях, хотя для этого пришлось преодолеть ряд непростых технических препятствий.

Средний потребитель и слышать не хочет о "подхвате", а тем более о запаздывании реакций мотора. Ему не гоняться нужно, а ездить каждый день. Поэтому, кроме собственно агрегата наддува, под капотом "поселились" два перепускных клапана: один - для отработавших газов, а другой - чтобы перепускать излишний воздух из коллектора двигателя в трубопровод до компрессора. Этот клапан также управляется давлением во впускном коллекторе. Таким образом, частота вращения ротора турбины при сбросе газа снижается незначительно, и при последующем нажатии на педаль задержка подачи воздуха составляет десятые доли секунды - время закрытия клапана. Перепуск отработавших газов здесь уже не регулятор, а лишь ограничитель числа оборотов турбины.



Спиральный компрессор-нагнетатель:
1 - рабочая спираль; 2 - корпус; 3 - приводная шестерня.

Повсеместное проникновение электроники в управление двигателем не могло оставить вне своей сферы систему турбонаддува. Оба упомянутых выше клапана сохранились, но вот управляет ими уже не давление в коллекторе, а электрические сервомоторы или включенные в пневматическую систему электрические клапаны. Это дает возможность учитывать не только нагрузку на двигатель, но и множество других факторов: детонацию в цилиндрах, тепловой режим мотора, токсичность выхлопных газов и т. д.

Вам, вероятно, встречались в городском потоке машины с шильдиком "интеркулер" на борту. Это название закрепилось за радиатором охлаждения наддувочного воздуха, расположенным за компрессором. Интеркулер нужен для того, чтобы при том же давлении наддува "поместить" в цилиндр больше смеси (воздуха). Вспомните школьную физику - при одинаковом давлении в определенный объем войдет больше (по массе) газа более низкой температуры. А ведь мощность мотора зависит именно от "массового" наполнения цилиндров. Пока интеркулер применяют в основном на спортивных машинах (скажем, на "Феррари"), а также на магистральных грузовиках.


Радиаторы интеркулера под капотом "Феррари-228GTO"

Как уже упоминалось, частота вращения ротора турбины должна быть очень велика. Насколько? До 150-180 тысяч об/мин. До последнего времени срок службы всего агрегата ограничивала именно долговечность подшипников. По сути, это были вкладыши, подобные вкладышам коленчатого вала, которые смазывались маслом под давлением. Износ таких подшипников скольжения был, конечно, велик, однако шариковые не выдерживали огромной частоты вращения и высоких температур.

Выход нашли только недавно, когда удалось разработать подшипники с керамическими шариками. Сперва это сделали японские фирмы, а затем и шведский СКФ - и машины с такими подшипниками появились на дорогах. Однако достойно удивления не применение керамики - подшипники заполнены постоянным запасом пластичной смазки, то есть канал от штатной масляной системы двигателя уже не нужен! На очереди - металлокерамический ротор турбины, который примерно на 20% легче изготовленного из жаростойких сплавов, да к тому же обладает меньшим моментом инерции.

В последнее время стали применять такой способ регулирования подачи воздуха, как изменяемый угол наклона лопаток компрессора. Идея эта, опять-таки, давняя, а вот воплотить ее долго не могли; в качестве примера назовем новейший агрегат наддува "опелевских" дизелей "Экотек".

Может показаться, что победное шествие системы турбонаддува ничем не может быть заторможено. Уже встречаются моторы с двумя турбокомпрессорами, все "умнее" становится управляющая электроника: Но как раз в это время после многолетнего забвения возрождается давний конкурент "турбо" - приводной компрессор, получающий вращение от коленчатого вала двигателя. В чем же его преимущества? Если коротко - в более быстрой реакции мотора на управляющее воздействие, а с учетом гораздо меньшей его частоты вращения - еще и в большей технологичности изготовления. Однако за все, как известно, приходится платить. Если турбокомпрессор повышает КПД двигателя, используя энергию отработавших газов, по сути уже выброшенную, то приводной компрессор отбирает энергию у самого двигателя. Допустим, конструкторам пришло бы в голову заменить нагнетателем турбокомпрессор мотора "Порше-911". В режиме максимальной мощности это привело бы к потере 26 кВт! Конечно, при этом мощность "наддутого" мотора все равно заметно превосходила бы тот же показатель "атмосферного" (безнаддувного) варианта, а вот топливная экономичность пострадала бы.

Говоря о типах нагнетателей, можно заметить: их многообразие уже в прошлом. И поршневые, и центробежные, и большинство других вариантов вряд ли когда-нибудь вновь появятся на автомобильных моторах. Остаются разве что объемные нагнетатели (они по принципу действия чем-то напоминают шестеренчатые насосы системы смазки), к которым - через шестьдесят лет! - вернулись конструкторы "Мерседеса".

Впервые нагнетатели типа "Рутс" появились на легковых машинах этой фирмы еще в 20-х. Работали они не постоянно, а лишь кратковременно подключались многодисковым сцеплением на режимах максимальной мощности, производя устрашающий визг (у Ремарка более поэтично - "пение рассерженной осы") и пожирая ресурс мотора. У современных компрессорных "мерседесов" схема почти та же, но они включаются в работу раньше - при 1500 об/мин. Между прочим, нагнетатель похожего типа знаком тем, кому приходилось иметь дело с отечественным мотором ЯАЗ-204 или ЯАЗ- 206. Этот двухтактный дизель конструкции 40-х годов имел, благодаря компрессору, неплохие по тем временам показатели, а потому выпускался несколько десятилетий подряд. Упомянем еще необычные спиральные нагнетатели, с которыми в 80-х годах немало экспериментировал "Фольксваген". Можно вспомнить несколько серийных модификаций "Гольфа", "Пассата", "Коррадо". В 90-х это направление, по сути, было свернуто.

Обзор современных систем наддува был бы неполным без упоминания еще о двух разработках. Первая называется "наддув типа Компрекс", над которым уже три десятка лет работают инженеры швейцарской фирмы "Браун энд Бовери". Строго говоря, устройство - это не компрессор, хотя и использует энергию отработавших газов. Действует оно так. Цилиндр, разделенный на продольные каналы, вращается вокруг своей оси, приводимый ремнем от коленчатого вала. Торцы цилиндра прикрывают две глухие крышки статора, в которых по два окна - для воздуха и выхлопных газов. Цикл работы следующий: после открытия выпускного клапана в цилиндре двигателя ударная волна распространяется по трубопроводу, проходит через окно торцевой крышки и продолжает движение по каналам ротора, сжимая находящийся в них воздух. Поскольку ротор вращается, в определенный момент открывается окно и воздух поступает в трубопровод повышенного давления. Окно тут же закрывается, и потоку выхлопных газов ничего не остается, как, отразившись от торцевой крышки, направиться в обратный путь, навстречу открывающемуся окну выпуска. За отраженной волной сжатия следует волна разрежения, она позволяет к моменту удаления газов заполнить канал свежим воздухом, эжектировав его через соответствующее окно. Принцип действия агрегата позволил дать ему еще одно название - "волновой обменник".

Кроме швейцарцев, наддувом "Компрекс" всерьез заинтересовались японцы: на рынок выпущено уже несколько моделей фирмы "Мазда", оснащенных подобным агрегатом. К слову, над таким устройством работают и харьковские моторостроители.

Наконец, последнее, о чем хотелось бы сказать, так это о системе резонансного наддува. Как уже отмечалось в начале статьи, для лучшего наполнения цилиндра следует поднять давление перед впускным клапаном. Между тем повышенное давление необходимо вовсе не постоянно - достаточно, чтобы оно поднялось в момент закрытия клапана и "догрузило" цилиндр дополнительной порцией смеси. Для кратковременного повышения давления вполне "подойдет" волна сжатия, гуляющая по впускному трубопроводу при работе мотора. Достаточно лишь рассчитать длину самого трубопровода, чтобы волна, несколько раз отразившись от его концов, пришла к клапану в нужный момент. Теория (по крайней мере, при объяснении "на пальцах") проста, а вот воплощение ее требует немалой изобретательности: клапан при разных оборотах коленчатого вала открыт неодинаковое время, а потому для использования эффекта резонансного наддува требуются впускные трубопроводы переменной длины! И такие моторы были созданы - со специальными заслонками, открывающими воздуху тот или иной путь. Пик популярности этого решения пришелся на середину 80-х, а затем производители, видимо, пришли к выводу: зачем морочить себе голову, если уже есть и более производительный турбонаддув, и управляющая им электроника? В последнее время сообщений о новых двигателях с резонансным наддувом почти не поступает...

Итак, работы над различными вариантами наддува поршневых двигателей продолжаются. Можно ли сказать, что они в полном разгаре? Трудно определить - ведь не исключено, что на сцене появятся двигатели, отличные от нынешних поршневых. И уже новые поколения конструкторов будут стремиться выжать из них все - в угоду новым поколениям автомобилистов.


Механические нагнетатели. Термины.

AFTERCOOLER (ИНТЕРКУЛЕР) - промежуточное охлаждение наддувочного воздуха. Применение промежуточного охлаждения в наддувочных системах позволяет не только увеличить мощность мотора. но и понизить температурные нагрузки на двигатель и понизить температуру выхлопных газов, тем самым снизить содержание оксидов азота и понизить расход топлива. Применение интеркулера позволяет избежать появление детонации в двигателях с искровым зажиганием. Для охлаждения наддувочного воздуха может применяться охлаждающая жидкость или окружающий воздух. Интеркулер использующий для охлаждения жидкость может распологаться в любом месте. Недостаток охлаждающего радиатора. использующего окружающий воздух - увеличенные габариты радиатора. Важной характеристикой промежуточного охладителя является коэффициент рассеивания теплоты. Данный коэффициент определяет зависимость между эффективностью охлаждения наддувочного воздуха и разностью между температурами наддувочного и охлаждающего воздуха:

Ф=(t1E-t1A)/(t1E-t2E),

где Ф - коэффициент рассеивания теплоты
t1E - температура наддувочного воздуха на входе
t1A - температура наддувочного воздуха на входе
t2E - температура охлаждающего воздуха на входе

Примерное значение Ф для легковых автомобилей 0,4....0,7

AIR BY-PASS VALVE (ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН ОБХОДА) - перепускной воздушный клапан, с помощью которого поддерживается постоянное давление наддува в системах работающих в широком диапазоне частот вращения. Обычно такой клапан направляет избыточное количество воздуха или отработавших газов (газотурбинные нагнетатели) в обход нагнетателя.

AIR FUEL RATIO (ВОЗДУШНО-ТОПЛИВНОЕ ОТНОШЕНИЕ) - соотношение количества воздуха к количеству топлива в воздущно-топливной смеси. Топливо, используемое в двигателях с искровым зажиганием, является более летучим, чем, например дизельное топливо. Кроме того смешивание бензина с воздухом до попадания в камеру сгорания занимает больше времени, чем в дизеле. Бензиновые двигатели работают на более гомогенных смесях, которые, кроме того, очень близки к стехиометрическим. В двигателях с искровым зажиганием момент появления искры определяет начало процесса сгорания. Идеальное воздушно топливное отношение определяется параметрами - 14:7:1.

AMBIENT TEMPERATURE (ОКРУЖАЮЩАЯ ТЕМПЕРАТУРА) - текущая температура окружающего воздуха.

ATMOSPHERIC PRESSURE (АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ) - давление воздуха в атмосфере. Единицы измерения: 1мм.вод.ст. (водного столба) = 1кп/м2 = 0,0980665 гПа = 0,1 гПа

BAROMETRIC PRESSURE (БАРОМЕТРИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ) - термин для атмосферного давления. Единицы измерения: 1 мм.рт.ст (ртутного столба) = 1,33322 Па.

BOOST (ДАВЛЕНИЕ НАДДУВА) - коэффициент давления наддува соответствует увеличению плотности нагнетаемого воздуха по сравнению с атмосферным давлением ( в двигателях без наддува воздух поступает под атмосферным давлением). Одним из главных факторов при выборе наддува является вид используемой системы наддува, поределяющий возможную степень повышения давления. Эффективность повышения давления максимальна тогда, когда температура сжатого воздуха не возрастает или возвращается к своему первоначальному значению за счет применения интеркулера (промежуточного охлаждения воздуха).

ВТМ - BOOST TIMING MASTER (РЕГУЛИРОВКА ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА) - регулировка системы зажигания в соответствии с давлением наддува для предотвращения появления детонации.

CHOKE LINE (СНИЖЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАДДУВА) - данный термин определяет снижение эффективности наддува механического нагнетателя за счет применения неправильных настроек или несоответствующего нагнетателя параметрам двигателя. Например, снижение эффективности наддува может быть вызвано применением неправильного размера шкивов, что может привести к неэффективной работе нагнетателя, либо применение маломощного нагнетателя на двигателях большого объема и т.д.

COMPRESSION RATIO (СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ) - принцип работы всех поршневых двигателей состоит в сжатии топливовоздушной смеси в цилиндре перед ее воспламенением или во впрыске топлива в горячий сжатый воздух для его воспламенения. Степень сжатия расчитывается по следующему уравнению:

ε= Vh + Vc / Vc

ε - степень сжатия
Vh - рабочий объем цилиндра
Vc - объем камеры сгорания

COMPRESSOR HOUSING (КОРПУС НАГНЕТАТЕЛЯ) - корпус нагнетателя, где непосредственно, расположен воздушный компрессор.

COMPRESSOR MAPS (ДИАГРАММЫ КОМПРЕССОРА) - графические диаграммы технических показателей работы компрессора.

DENSITY (ПЛОТНОСТЬ) - масса, отнесенная к единице объема. Единицы измерения плотности: кг/м3,кг/дм3,кг/л,г/см3.

DETONATION, KNOCK (ДЕТОНАЦИЯ) - нарушение процесса сгорания. Детонация происходит тогда, когда скорость распространения пламени приближается к скорости звука, в основном, ближе к концу процесса сгорания. Когда остаточные газы уже сильно сжаты и меют высокую температуру. Детонацию характеризует очень высокое максимальное давление. Детонация - нарушение процесса сгорания. приводящее к повреждениям поршней, головки блока цилиндров и т.д. Для того, что бы избежать детонации, момент зажигания устанавливают более поздним, однако. в принципе, это ухудшает показатели среднего эффективного давления и сопровождается ростом температуры отработавших газов. в большинстве случаев, регулировка нагрузки в большей части рабочего диапазона осуществляется посредством изменения расхода воздуха.

EFI, ELECTRONIC FUEL INJECTION (ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ВПРЫСКА) - электронная система впрыска топлива. Современные технологии позволяют осуществлять управление функциями впрыска топлива и зажигания посредством единого электронного устройства. Многие из входных сигналов пригодны для регулирование как впрыска, так и зажигания. Использование единого электронного блока управления повышает надежность системы и позволяет отказаться от использования механического и пневматического регулирования системы зажигания. Микропроцессор (чип) электронного блока управления преобразует поступающую информацию в так называемые параметрические поверхности (трехмерные графические характеристики),которые учитывают действия водителя и нагрузку на двигатель.


Терминология

EFFICIENCY ISLANDS ( МОМЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ) - области эфективной работы компрессора на графической диаграмме.

FUEL RICH/LEAN (ТОПЛИВО-ВОЗДУШНОЕ ОТНОШЕНИЕ) - отношение количества воздуха к количеству топлива. Данный параметр регулируется с помощью кислородного датчика- лямбда-зонда.

FMU, FUEL MANAGEMENT UNIT (РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА) - топливный регулятор давления. используется для настройки давления топлива в системе. Часто используется для достижения необходимого топливного давления при применении нагнетателей.

IMPELLER (РОТОР) - ротор механического нагнетателя.

INDUCER (ВОЗДУШНЫЙ КАНАЛ) - впускной воздушный канал механического нагнетателя.

INTERCOOLER (ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ) - радиатор промежуточного охлаждения наддувного воздуха.

MAF, MASS AIR FLOW SENSOR (ДАТЧИК РАСХОДА ВОЗДУХА) - специальный датчик, измеряющий массовый расход воздуха. Существуют два вида таких датчиков - проволочнвй и пленочный. Принцип действия датчиков основан на изменении сопротивления измерительного элемента (платиновой проволоки или пленочного резистора) при охлаждении его потоком воздуха, проходящего через сечение расходомера. Для увеличения чуствительности расходомера температура его измерительного элемента поддерживается в пределах 70 - 150 градусах цельсии выше температурв проходящего воздуха.

MAP,MANIFORD ABSOLUTE PRESSURE (ДАВЛЕНИЕ ВПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА) - абсолютное давление во впускном коллекторе. Соответственно, чем больше давление наддува, тем выше давление в коллекторе.

NATURALLY ASPIRATED (ЕСТЕСТВЕННЫЙ ВПУСК) - двигатель с естественным впуском воздуха. Без применения турбокомпрессоров и механических нагнетателей.

PCV, POSITIVE CRANKCASE VENTILATION (ВЕНТИЛЯЦИЯ КАРТЕРА) - данный термин обозначает систему вентиляции картера.

PRESSURE BOOST (ДАВЛЕНИЕ НАДДУВА) - данный термин означает различие между барометрическим давлением и давлением в коллекторе на наддувных двигателях.

PRESSURE ABSOLUTE (АБСОЛЮТНОЕ ДАВЛЕНИЕ) - единица измерения 1 бар = 10 в пятой степени Па = 10Н/см2.

PRESSURE RATIO (СООТНОШЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ) - соотношение давления в коллекторе и барометрического давления. Соотношение давления = фактическое давление коллектора + атмосферное давление деленное на абсолютное давление. Данный путь применим для вычеслений в том случае, когда неизвестны параметры входного канала компрессора.

PRESSURE REGULATOR (РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ) - данный термин используется для топливных,воздушный или газовых регуляторов давления. При помощи этих регуляторов. настраивается и поддерживается в системах необходимый показатель давления.

PSI, POUND PER SQUARE INCH (ФУНТ-СИЛ/КВ.ДЮЙМ) - единица измерения давления, применяемая в США ,1PSI = 0,0689 бар.

SAE J1723 - стандарт по которому определяется эффективность работы механических нагнетателей.

SPEED LINE (ЛИНИЯ СКОРОСТИ) - один из показателей работы механического нагнетателя на графических диаграммах

STOICHIOMETRIC (СТЕХИОМЕТРИЯ) - идеальное соотношение воздушно-топливной смеси. Например, для полного сгорания 1 кг. бензина требуется 14,5 кг. воздуха.

SUPERCHARGER ( досл.:СУПЕРНАГРУЗКА) - в отношении механических нагнетателей - означает непосредственно нагнетатель, либо наддув воздуха перед непосредственным впуском в двигатель.

SURGE (ВЫБРОС, ВОЗДУШНАЯ ВОЛНА) - термин, обозначающий состояние недостаточного давления воздуха в системах механического наддува. Данное явление может происходить во время, когда дроссельная заслонка закрыта, а скорость ротора компрессора все еще велика. Это состояние является прямым следствием неправильного выбора давления наддува. Как правило, датчики массового расхода воздуха дают сбой в работе при возникновении этого явления.

SURGE LINE (ЛИНИЯ ВОЗДУШНОЙ ВОЛНЫ) - см. SURGE.

TPS, TROTTLE POSITION SENSOR (ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ) - датчики положения дроссельной заслонки можно разделить на два вида - датчики концевого типа и потенциометрические датчики. Датчики концевого типа регистрируют режимы "холостого хода" и "полной нагрузки". Потенциометрические датчики. кроме этих двух параметров, регистрируют точный угол положения дроссельной заслонки и скорость ее открытия и закрытия.

VALVE OVERLAP ( ПЕРЕКРЫТИЕ КЛАПАНОВ) - термин обозначающий время, когда впускной и выпускной клапаны открыты.

VOLUTE ( СПИРАЛЬ) - форма корпуса компрессора, где размещается ротор. выпускной и впускной каналы.

VORTEX (досл. ВОДОВОРОТ) - свободный поток воздуха внутри компрессора.


Классификация, принцип действия:


Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством окислителя, т. е. кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. Кислорода в воздухе по объему всего 21%, а по массе 23% (это на уровне моря, при определенных давлении и температуре). Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентен трехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова. И, кстати говоря, такой прирост отнюдь не предел. Можно пойти по пути увеличения объема моторов. Больше рабочий объем цилиндра – больше топливовоздушной смеси со всеми вытекающими отсюда последствиями. Так делали американские производители. Огромные, высокообъемные моторы с неимоверным потреблением горючего, но впечатляющим крутящим моментом. В Европе, и особенно в Японии, делали маленькие, компактные и экономичные двигатели. Но мощность, тем не менее, была также востребована покупателями автомобилей. Наверное, это была одна из причин, почему именно на старом континенте появились первые разработки нагнетателей.


Центробежный


Подобные нагнетатели в тюнинге получили в настоящее время наибольшее распространение. По своей конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом. Основная деталь центробежного нагнетателя – рабочее колесо, или крыльчатка. Она имеет довольно сложную конусообразную форму. Лопатки крыльчатки играют самую главную роль. От того, насколько правильно они спроектированы и изготовлены, зависит результирующая эффективность всего нагнетателя. Итак, воздух, пройдя по сужающемуся воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Зачастую диффузор имеет лопатки (порой с регулировкой угла атаки), призванные снизить потери давления. Далее воздух выталкивается в окружной воздушный туннель (воздухосборник), который чаще всего имеет улиткообразную форму (воздухосборник, описывая окружность, постепенно расширяется в диаметре). Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Однако в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров «спрессованной атмосферой». В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один существенный недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Фактически производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более, а для высоконапорных компрессоров дизелей они приближаются к цифре 200 тыс. об/мин. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства довольно сильный. Хотя многим именно этот характерный свист греет душу. Появились даже обманки, имитирующие звучание работающей турбины. Проблема шумности и ресурса элементов привода частично снимается введением дополнительного мультипликатора. Здесь стоит упомянуть интересное решение компании Powerdyne. Внутри единого корпуса нагнетателя располагается дополнительная повышающая ременная передача. Она не требует обслуживания, смазки и рассчитана на пробег более 80 тыс. км. Это позволяет уменьшить передаточное число внешней, основной ременной передачи, чем снизить ее рабочие нагрузки. Высокие рабочие обороты накладывают особые требования на качество используемых материалов и точность изготовления (учитывая огромные нагрузки от центробежных сил). К минусам самого принципа нагнетания можно также отнести некоторую задержку в срабатывании, хотя нужно отметить, что эта задержка не столь заметна, как у турбонагнетателей. И еще одно замечание. Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на довольно высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта особенность делает центробежные нагнетатели наиболее пригодными для тех случаев, когда более важно поддержание высоких скоростей, а не интенсивность разгона. Как было отмечено выше, центробежные нагнетатели очень популярны. Сравнительно низкая цена и, самое главное, простота установки способствовали тому, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие, более дорогие и сложные типы. Особенно в сфере тюнинга. В настоящее время центробежные нагнетатели производятся рядом компаний. Вот лишь самые известные из них: Paxton Automotive, Powerdyne Automotive, ATI ProCharger, RK Sport, Vortech.


ROOTS


Компрессоры типа «рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и более всего напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями. Между самими роторами и корпусом поддерживается небольшой зазор. Основное отличие этого метода нагнетания в том, что воздух сжимается не внутри, а как бы снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Именно поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием. Воздух как бы зачерпывается кулачками (попадая в пространство между роторами и корпусом) и выжимается в нагнетательный трубопровод. Главным минусом такого способа нагнетания является то, что, раз процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува. Как бы точно ни были выполнены детали компрессора, с ростом давления в нагнетательном трубопроводе увеличивается просачивание воздуха назад, и его КПД ощутимо снижается. Увеличивая скорость вращения роторов, можно несколько снизить утечки воздуха, но это возможно лишь до определенных пределов. Далее мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя. Чтобы повысить давление наддува, применялись конструкции с двумя и более ступенями. Они позволяли поднять итоговые значения давления в 2, 3 раза и больше. Но в силу того, что эти компрессоры теряли одно из своих главных преимуществ – компактность, такие многоярусные конструкции не прижились. Еще один существенный недостаток. В компрессорах подобного типа при выдавливании несжатого воздуха в сжатый в нагнетательном трубопроводе создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. То есть, наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. В этой связи подобные нагнетатели в обязательном порядке оснащаются интеркулерами (особое устройство для охлаждения воздуха). Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет несколько иную тональность. Но, в отличие от последних, работа роторно-шестеренчатых нагнетателей сопровождается пульсациями давления. Происходит это по причине неравномерности подачи воздуха. Для снижения шума и амплитуды пульсаций последнее время наибольшее распространение получили трехзубчатые роторы спиральной формы. Кроме того, для тех же целей впускное и выпускное окно компрессора делают треугольным. Эти конструктивные ухищрения позволяют добиться того, что такие компрессоры работают достаточно тихо и равномерно. В настоящее время современные технологические возможности вывели подобные компрессоры на очень высокий уровень производительности. Такие автогиганты, как DaimlerChrysler, Ford и General Motors, устанавливают на некоторые свои автомобили механические нагнетатели именно рутс-типа. Тому есть несколько причин. В первую очередь объемные нагнетатели, в отличие от центробежных, эффективны уже на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для дрегрейсинга, где ценится прежде всего именно динамика разгона. Другой важный плюс – относительная простота конструкции. Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти нагнетатели одними из самых надежных и долговечных. Однако сложность в изготовлении и установке, а значит, и высокая цена (относительно центробежных) несколько снизили их рыночную популярность. Если не считать перечисленных выше производителей, для вторичного рынка подобные нагнетатели производит несколько компаний. Вот некоторые из них: Jackson Racing, Kenne Bell Superchargers, Magna Charger. Отдельно стоит отметить компанию Eaton Automotive. Именно она является, что называется, локомотивом раскрутки нагнетателей рутс-типа. Кстати, это ее компрессоры и устанавливаются на двигатели Ford и GM.


Винтовые


По имени отца-основателя эти компрессоры иногда называют объемными нагнетателями типа Лисхольм. Они несколько напоминают рутс-компрессоры с роторами спиральной формы, но более всего эта конструкция похожа на мясорубку. С одним лишь отличием: шнек не один, их два, и они особым образом входят в зацепление, имея взаимодополняющие профили. Два ротора («папа» и «мама»), захватывая поступающий воздух, начинают взаимное встречное вращение. Порция воздуха проталкивается вперед, как мясо вдоль шнека мясорубки. Роторы имеют между собой чрезвычайно малые зазоры. Это обеспечивает высокую эффективность и довольно малые потери. Основное отличие винтового компрессора от объемных роторно-шестеренчатых нагнетателей – наличие внутреннего сжатия. Это обеспечивает им высокую эффективность нагнетания практически на всей шкале оборотов двигателя. Для достижения больших значений давления может потребоваться охлаждение корпуса компрессора. Зато при стандартных, не экстремально больших давлениях наддува воздух нагревается не столь сильно, как в рутс-компрессорах. Еще плюсы: высокая эффективность, надежность и компактная конструкция. Кроме того, винтовые компрессоры довольно тихие. Работают они почти «шепотом» (разумеется, при правильном, точном проектировании и изготовлении). Вот тут-то и кроется, возможно, единственный их минус. Дело в том, что такие компрессоры довольно сложны в производстве и, как следствие, дороги. По этой причине они практически не встречаются в массовом автомобильном производстве. По той же причине и компаний, производящих эти прогрессивные нагнетатели, не так много. Мне удалось найти из серьезных производителей лишь два бренда: Comptech Sport и Whipple Superchargers. Подобные устройства выпускают также некоторые западные тюнинговые ателье – например, Kleemann, AMG. Самое интересное то, что такие совсем недешевые нагнетатели можно найти и у нас.


Шиберные


Я просто обязан упомянуть, на мой взгляд, незаслуженно забытые шиберные, или лопастные, нагнетатели. Это были довольно простые по конструкции и принципу действия машины. Представьте себе цилиндрический корпус с двумя отверстиями, как правило, растянутыми во всю длину цилиндра и находящимися на одной его стороне, т. е. не строго друг против друга. Внутри корпуса находится ротор диаметром примерно в три четверти от внутреннего диаметра корпуса. Ротор смещен к одной из сторон корпуса, примерно посредине отверстий. В роторе несколько продольных канавок, в которых находятся шиберы (лопатки). При вращении ротора благодаря заложенному конструкцией эксцентриситету и шиберам, выдвигающимся за счет центробежных сил, воздух сперва всасывается в одну из долей, образованных парой соседних лопаток, а затем сжимается до момента подхода к выпускному отверстию. Будучи качественно изготовленными, такие компрессоры нагнетали довольно большое давление. В сравнении с рутс-компрессорами они обладали более высоким КПД, меньше пропускали воздуха, практически не нагревали его и были менее шумными. Да и мощности двигателя они отнимали меньше. Более того, при правильном конструктиве шиберный нагнетатель может быть практически на 50% более производительным, нежели рутс-компрессор. В силу своей конструкции самой большой проблемой шиберных машин были высокие фрикционные нагрузки между шиберами и корпусом. По мере износа КПД компрессора заметно падал из-за увеличения протечек воздуха. В связи с этой проблемой шиберные компрессоры делали низкооборотистыми, но довольно габаритными. Странно, но на то время это стало практически непреодолимой проблемой, и шиберные компрессоры были забыты. Правда, мне удалось найти патенты на ряд конструктивных решений, которые могут возродить шиберные насосы, и, если это произойдет, они по сумме характеристик способны не просто потеснить, но и практически монополизировать рынок компрессоров. Автомобильных в том числе.


Турбины на практике

Для простоты, Вы можете считать турбину насосом, который приводится в действие выхлопными газами, который с силой выбрасываются двигателем. Внутри турбины расположено турбинное колесо, лопасти которого приводятся в действие выхлопными газами. Это колесо соединено коротким валом с колесом компрессора, которое находится в отдельном корпусе, но из-за соединения валом вращается с такой же скоростью. Вращаясь, компрессорное колесо всасывает воздух в двигатель, что и способствует созданию дополнительного давления.

На практике, на малых оборотах двигателя - не выделяется достаточно много газа и в выпускном коллекторе есть небольшое обратное давление. Выхлопные газы выходят сквозь зазоры турбинного колеса (крыльчатки) при этом практически не раскручивая ее. В такой ситуации двигатель находится не на давлении, дополнительного воздуха не поступает - вообщем он работает как атмосферный. Когда дроссельная заслонка открывается больше, объем выхлопных газов увеличивается и как результат турбина раскручивается, такую стадию принятю называть - раскруткой турбины (spool up). Если педаль газа удерживается нажатой, турбинная крыльчатка раскручивается все быстрее, так как она соединена валом с крыльчаткой компрессора, то она в свою очередь тоже крутится быстрее и загоняет больше воздуха в двигатель, чем в атмосферный. Эта стадия называется на наддуве (on boost).

Далее, так как в двигатель поступило больше воздуха, соотвественно компьютер подает туда больше топлива, и как результат объем выхлопных газов увеличивается, проходя через турбинную крыльчатку они раскручивают ее еще больше, что вызывает дальнейший рост давления наддува. И если этот процесс оставить без контроля - то довольно легко повредить двигатель. Чтобы этого не случилось, турбины оборудуют контролирующим обходным клапаном (wastegate), который позволяет выхлопным газам идти в обход турбиной крыльчатки - сразу на выпуск. Обходной клапан приводится в действии чуствительным к вакууму механическмим устройством, соленоидом (actuator). Соленоид открывает обходной клапан, при определенном уровне давления. В японских автомобилях этот соленоид часто работает с совместно с электронным контроллером наддува.

Большинство японских автомобилей работает на давлении около 10psi (0.7-0.8 bar), что означает увеличение количества воздуха на более чем 50% в сравнении с атмосферным двигателем. Чем больше воздуха поступает, тем больше мощности получается за счет увеличения количества сгораемого топлива, вот почему увеличение наддува - так хорошо сказывается на производительности.


Размер имеет значение

Итак, это была вступительная часть, перейдем к спецификациям. Турбины как известно бывают большими и маленькими, корпус турбины - чем-то напоминающий улитку - это наиболее видимая часть турбины, отсюда и идет классификация на большие и маленькие. Размер компрессора определяет сколько воздуха турбина сможет закачать в двигатель, и это также определяет величину турбоямы (turbo lag).

Чтобы понять, что такое турбо яма, вспомните о том что турбина - это насос. И как любой насос, ему нужно сначала наполнится, а потом начать качать. Логически, маленький насос наполняется быстрее, чем большой. Но маленький насос не может прокачать столько же воздуха сколько и большой, зато он начинает работать быстрее. Таким образом - маленькая турбина будет более отзывчива, в то время как большая - будет производить больше мощности. Другой фактор, который следует принимать во внимание, это то что маленькая турбина имеет меньший вес, и ее крыльчатка имеет меньше инерции, соотвественно еще проще раскрутить, но потом она становится ограничивающим фактором и не может пропускать через себя больше воздуха чем определенный объем. Соотвественно максиальная мощность у маленькой турбины меньше, но и турбояма тоже меньше. Вот почему, Вы никогда не увидите 1000 сильный Nissan Skyline с маленькой турбиной.


Отношение А/R

Итак, мы разобрались с размерами турбины. Пора поговорить о выборе правильно отношения A/R в зависимости от объема двигателя. Отношение A/R - призвана описать размеры турбины в цифрах, что в буквальном смысле есть область/радиус (area/radius). В частности область - это вход турбины, а радиус это радиус центральной части. Обычно это отношение находится в пределах 0.5-1.0. В терминах размеров, турбина с отношением 0.5 будет раскручиваться гораздо быстрее чем турбина с отношением 1.0, но конечно же турбина с большим A/R будет способна создать больше наддува и больше мощности.

Поэтому правильный выбор A/R очень важен - особенно для производителей. Выбор слишком маленького A/R позволит быстро выходить на наддув, еще на низких оборотах двигателя, но при этом максимальное давление будет достигнуто достаточно рано и придется сбрасывать излишки открывая обходной клапан. Кроме этого, если очень долго перекручивать турбину - это плохо скажется на надежности. Если же A/R слишком большой, то двигатель будет страдать от большой турбоямы, а турбина будет врашаться очень медленно и выходить на наддув уже в конце диапазона оборотов, что сделает автомобиль не отзывчивам на нажатием газа и тяжелым в управлении.

В реальности подбор правильного A/R - уже не проблема для японских производителей. Большинство автомобилей имееют турбины с наибольшим возможным A/R, что означает что есть определенная турбояма, но всегда есть потенциал для подачи большего давления, чем на заводских установках. И это отличная новость когда дело касается тюнинга. Можно увеличить наддув, не опасаясь при этом сломать турбину.

Крыльчатка турбины

Как уже говорилось, крыльчатки находятся внутри корпуса турбины. Корпус создан таким образом, чтобы облегчить процесс трансформации энергии проходящих газов во вращение. Турбинная крыльчатка направляет выхлопные газы от середины к краям, а компрессорная наоборот как бы втягивает воздух к середине. Размер компрессорной крыльчатки ограничен размерами корпуса, хотя бывают незначильельные отклонения в размере крыльчатак (это у так называемых гибридных турбин). Обычно крыльчатки производят из стали, но уже сейчас предпринимаются попытки снизить вес этой детали, и такие производители как Nissan и Toyota применяют керамические элементы. К сожалению, керамика не так надежна как сталь, и если давление превысит допустимый максимум - последствия будут печальными. В таких случаях, когда давление значильно выше заводских настроек лучше использовать турбины со стальными крыльчатками.


Турбинный вал

Турбинный вал, это критический компонент, так как он связывает турбинную и компрессорную крыльчатки. Он выполняет просто адскую работу - скорость вращения достигает 100 тыс. оборотов и даже больше, при этом температура выхлопных газов не редко переваливает за 1000 градусов, поэтому вал постоянно смазывается маслом, поступающим от двигателя. Однако такой дизайн может вызвать определенные проблемы, так как турбина получается зависимой от работы двигателя, а ведь турбина может вращаться по инерции еще несколько минут после выключения двигателя. Стоит один раз такому случиться и турбина придет в негодность. Высокие температуры - часто приводят к тому, что масло превращается в твердую массу и перестает делать свою работу. Вот почему, важно дать турбине поработать в спокойном режиме после тяжелой поездки хотя бы минуту или две.

Подшипники

Центральная часть турбины, называемая картриджем, представляет немалый интерес. Картридж призван играть роль подшипника для турбинного вала, позволяя ему свободно вращаться и внося свой вклад в смазку, благодаря наличию небольших дырочек через которые поступает масло.
Большинство производителей выпускают 270 градусные подшипники, которые представлюят собой практически завершенный металлический диск. Это обеспечивает увеличенную поддержку вала с одной из сторон. Почему же такие подшипники используются - они дешевы и довольно надежны, но если давление становится больше - то тут определенно есть что улучшить.

Современные турбины используют шариковые подшипники, пионером в этой области стала компания Garrett, впервыем применившая такие подшипники для дизельных двигателей. Это позволило сократить турбояму, за счет снижения трения, поэтому многие тюнинговые компании стали производить турбины на основе шариковых подшипников, турбины с которыми быстрее раскручиваются и более отзывчивы. Интересно заметить, что Mitsubishi Evolution FQ-400 использует турбину с двойными шариковыми подшипниками. Однако не все эксперты уверены в пользе шариков.

Соленоид (actuator)

Не все придают значение этому механическому устройству, однако соленоид тоже является важной компонентой. Обычно он оперерует за счет "замера" воздуха на впускном коллекторе, и приводит в действие обходной клапан турбины. Обычно он работает в паре с контроллером наддува или компьютером (ECU) позволяя аккуратно управлять создаваемым избыточным давлением. Электронная составляющая позволяет отслеживать давление более точно, кроме того в критических случаях давление можно изменить быстрее, например если в бак залито низкооктановое топливо. Соленоиды маркируются на определенное услилие пружины, чем больше усилие тем позже будет открыт обходной клапан. Поэтому если учесть что заводские настройки сделаны с некоторым запасом, то Вы можете легко увеличить давление заменив соленоид на более жесткий, это позволит недорого повысить уровень наддува в двигателе.

Ченловек, как известно лучше воспринимает образы (картинки) нежели текст, посему любуемся!