Как повысить мощность двигателя раза в полтора

Перечисленные в первой части статьи способы форсировки двигателя позволяют повысить его мощность раза в полтора. Если этого мало, придется принимать более радикальные меры. Напомним, что мы рассказываем только о том, ЧТО можно сделать с мотором, оставляя профессионалам ответ на вопрос, КАК это делается. Самый простой способ повышения мощности двигателя – это увеличение его рабочего объема, т. н. форсирование по литражу. Больше объем – больше смеси сгорает – выше мощность. Но «простой» в данном случае следует понимать как логичный, понятный, эффективный, но никак не буквально, поскольку переделывать или заменять при этом придется практически все основные детали, по существу, создавая новый мотор. Для повышения рабочего объема двигателя растачивают блок цилиндров, увеличивая их диаметр. Многие современные моторы, у которых блок отлит из легких сплавов, для этой процедуры не подходят – слишком мала толщина стенок. Кроме того, коэффициент теплового расширения алюминия довольно высок, и при малейшем перегреве, который весьма вероятен у форсированного мотора, постели коренных подшипников «поплывут», подшипники потеряют соосность, и двигателю – конец. Более пригодны для расточки чугунные блоки. Пределы увеличения диаметра цилиндров определяются минимально допустимой толщиной стенок гильз. Осталось подобрать подходящие поршни (а лучше – заготовки поршней, во избежание нестыковок с диаметром поршневого пальца), и – вперед! Для расточки нужен специальный станок, чтобы сохранить геометрию гильз и их взаимное расположение. Но станок – это еще не все. Для получения необходимого качества зеркала цилиндров после расточки их необходимо подвергнуть хонингованию. Процедура не слишком сложная, нужен хонинговальный станок (не дефицит) и собственно хон – нечто вроде шлифовальной головки, которая создает на стенках цилиндров сетку перекрещивающихся под определенным углом микроцарапин, в которых при работе двигателя удерживается масло. Вот с хоном нужного диаметра иногда могут быть проблемы. В этом случае вместо хонингования на том же станке можно выполнить притирку с помощью полировочной пасты, но результат будет уже не тот – без микроцарапин поверхность зеркала получится слишком гладкой, и смазка пары поршень-цилиндр ухудшится. Без применения высококачественных синтетических масел, образующих на поверхности более прочную, чем минеральные, пленку, в таком моторе уже не обойтись. Помимо замены поршней, колец и прочих связанных с ними деталей расточка блока подразумевает корректировку формы и объема камер сгорания в головке – для того, чтобы они соответствовали изменившимся габаритам и форме днищ поршней. По ходу дела можно и «поджать» головку блока с помощью фрезерного или строгального станка. При этом повысится степень сжатия и дополнительно вырастет мощность, но придется переходить на более высокооктановый бензин, а то и на другие виды топлива, о которых – чуть позже. Повысить отзывчивость мотора можно, уменьшив инерцию кривошипно-шатунного механизма, для этого его надо облегчить, сняв «лишний» металл с противовесов коленвала и с маховика. Мощность двигателя при этом не увеличится, но раскручиваться до максимальных оборотов он будет быстрее. Правда, появится болезненная реакция на изменение нагрузки. Кроме того, возрастут вибрации двигателя, далеко не безвредные для здоровья машины. После такой операции необходимо провести тщательную динамическую балансировку коленвала, для маховика же достаточно и статической. Радикальные изменения при увеличении рабочего объема двигателя претерпевает система питания. Ее придется создавать заново, ибо прежняя не в состоянии прокормить мотор с резко повышенной мощностью. О специальных системах впрыска можно сразу забыть. Все эти «кноублохи и прочие кугельфишеры» подходят для гонок, но не для обычного применения, ибо чрезвычайно сложны в настройке и несуразно дороги. Так что при радикальной форсировке двигателя никуда не деться от старого доброго карбюратора. Но, с другой стороны, простой заменой жиклеров в родном Solex или, скажем, Stromberg тоже не отделаешься. Как быть?

Те, кто имеет представление о моторах для спорта, наверняка предложат установить классические «сдвоенные веберы». Действительно, двухкамерные горизонтальные карбюраторы Weber серии DCOE позволяют добиться намного лучшей отдачи мотора, обладая большей производительностью и меньшим сопротивлением потоку воздуха, нежели стандартные. Но для них необходим специальный впускной коллектор. И главное – много ли у нас мастеров по настройке на синхронность даже обычных карбюраторов золотникового типа? Намного проще было бы установить и настроить применяемые на мотоциклах карбюраторы CV-типа (с постоянным разрежением). Но их, во-первых, днем с огнем не сыщешь, разве что попадется разбитый двухколесный монстр типа Yamaha V-max или Honda CBR-1000. И во-вторых, такой вариант годится, только если речь идет о форсировании малолитражки – уже на полуторалитровом моторе этот фокус вряд ли пройдет. А кому придет в голову столь радикальная и дорогая переделка малолитражного двигателя? Другой путь значительного увеличения мощности двигателя – использование наддува, подачи горючей смеси в цилиндры под давлением. Может применяться самостоятельно или же в дополнение к увеличению рабочего объема. Суть та же, что и при расточке, – увеличение количества сгорающей смеси, но другим способом. Наддув в зависимости от величины давления принято делить на частичный (до 0,35 атм.), полный (0,35-1,0 атм.) и высокий (свыше 1,0 атм.). Иногда делят на наддув низкого и высокого давления. Величину давления чаще всего измеряют в барах (1 бар почти равен 1 атм.).

К частичному наддуву относят описанный в первой части статьи динамический (настроенный впускной коллектор), а также инерционный. Последний – самый простой: поставил дополнительный воздухозаборник на капоте или крыше (при заднем расположении двигателя), подвел по трубопроводу воздух к впускному коллектору, и готово. Так выполнено, например, устройство Ram Air на Pontiac Firebird Trans Am. Название образное: Air, понятно, воздух, а Ram – запихивать, заталкивать, в глотку например. Правда, эффективен инерционный наддув только на высокой – свыше 180 км/час – скорости движения автомобиля.

Чтобы обеспечить более высокое давление наддува потребуется компрессор. Он может приводиться механической передачей от коленвала или установленной на том же валу турбиной, размещенной в выпускном тракте. Первый вариант обычно называют механическим нагнетателем (supercharger), второй – турбокомпрессором (turbocharger). Турбокомпрессор конструктивно проще, но не без недостатков – сложность регулировки давления, медленный отклик на нажатие педали газа, невысокая долговечность, требовательность к качеству масла. Механические нагнетатели сложнее, но перечисленных недостатков не имеют. Основное достоинство – мгновенный отклик, кроме того, более ровная характеристика крутящего момента и прирост мощности преимущественно на низких и средних частотах вращения двигателя, что благотворно сказывается на его эластичности. Из всего многообразия механических нагнетателей, созданных в течение десятилетий, ныне место под капотами прочно завоевали агрегаты на основе конструкции насоса, созданного братьями Рутс (Roots) еще в 1860 г. С тех пор компрессоры Roots значительно усложнились – появились системы смазки (автономные или общие с моторными), перепускные клапаны для ограничения максимального давления наддува, центробежные или гидравлические муфты, отключающие компрессор при опасном для него превышении частоты вращения (обычно обороты компрессора составляют 0,5-2,0 оборотов коленвала). При высоких давлениях наддува возникает проблема снижения плотности свежего заряда. Дело в том, что заталкиваемая нагнетателем в цилиндры под давлением смесь перегревается, из-за теплового расширения снижается ее плотность, уменьшается количество кислорода, подаваемого в цилиндры, и двигатель теряет мощность. За что боролись? Чтобы спасти положение придется ставить интеркулер – промежуточный охладитель наддувочного воздуха – типа «воздух-воздух» или «вода-воздух» (как бы радиатор наоборот). Еще одно малоприятное явление при использовании наддува – это повышение степени сжатия, пропорциональное корню квадратному из величины давления наддува. Так, если на двигатель со степенью сжатия 8,5 установить наддув с давлением 2,25 атм., фактическая степень сжатия составит 12,75. Тут даже 98-й бензин, пожалуй, будет детонировать. А ведь такое давление – не предел. Выхода два. Первый – снижение начальной степени сжатия – приводит к потере мощности. Второй – использование другого топлива. Сразу предупредим, что здесь мы выходим за рамки обычных вещей. Топлива, обеспечивающие отсутствие детонации при степени сжатия 17-18, готовятся специально и содержат в своем составе такие компоненты, как метанол, бензол, ацетон и пр. Или взять такую взрывоопасную жидкость, как нитрометан! Но это – совершеннейшая экзотика, удел соревнований категории Top Fuel. Мы до этого еще не доросли. И еще один, наверное, последний способ радикального улучшения скоростных и динамических характеристик машины – установка нового, более мощного мотора. Главное «но» при этом – такие агрегаты обычно намного тяжелее стандартных, что резко ухудшает управляемость автомобиля, вспомните хотя бы ГАЗ-23, 21-ю «Волгу» с мотором от «Чайки», с которой с трудом справлялись даже крепкие парни из КГБ. Кроме того, перед такой трансплантацией нелишне заранее выяснить, поместится ли новый агрегат в моторный отсек. Рассчитывать перекомпоновку подкапотного пространства с изменившимися точками крепления мотора желательно не «методом тыка», а по-человечески, за кульманом. А заодно невредно прикинуть, как вы потом будете вносить изменения в техпаспорт автомобиля – эта задачка может оказаться посложнее любых изменений под капотом. Впрочем, рассчитывать при любой переделке придется многое. И один из главных вопросов здесь – выдержит ли трансмиссия вашего автомобиля увеличившуюся в несколько раз мощность двигателя? В большинстве случаев ответ будет неутешительным. Об этом – в следующий раз. Смотрите также Увеличение мощности двигателя источник