Тюнинг двигателя ваз 21124 16 клапанов своими руками
Тюнинг (форсирование) двигателей ВАЗ
При составлении материала использованы фотоматериалы с интернет – ресурсов Инжектор-ВАЗ, SVR Conversions, Team-RS, Двигатели-ВАЗ.ru, МотоПром , Картюнинг, ОКБ “Динамика” и многих других.
Некоторые материалы могут дублироваться с основным содержанием сайта. Это очень популярная статья. Она, с купюрами (но, в основном, без), украдена и размещена на добром десятке “тюнинговых” сайтов и в автомобильной прессе государства Украина. (Я даже несколько польщен тем, что у меня так много воруют – значит, есть что. В связи с этим я разрешаю свободную перепечатку без ссылки на первоисточник для всех представителей сексуальных меньшинств пассивного типа).
Вам судить о качестве “услуг” таких “тюнингаторов”, которые сами два слова не могут связать о том, что предлагают людям за немалые деньги. Люди, будьте бдительны! 🙂
Сколько же можно выжать лошадок из 8-кл. серийного двигателя 21083. Испытания на роликовом стенде автомобиля ВАЗ 2108 – 17.10.2002 проводимого при участии Uncle Sam.
- Двигатель 1,6, распредвал и ГБЦ кроссовые
- Спортивный ресивер, 52 мм ДЗ, фильтр нулевого сопротивления, свободный выпуск
- Без расходомера, дополнительные коррекции по атмосферному давлению и темп. воздуха.
- Датчик кислорода. ДПКВ – на маховике. Ограничитель оборотов – 8500
- Стандартная КПП
Максимальная мощность 126лс при 7400об и скорости 206км/ч. Естественно без учета Сх, т.к. ветра на роликах нет :).
Дальше серийные форсунки просто отказались работать (кончился линейный диапазон).
Увеличение рабочего объема
Наиболее распространенным вариантом увеличения рабочего объема до 1600 куб. см является увеличение хода поршня до 74,8 мм (стандартный – 71 мм) путем замены коленчатого вала и поршней. Тут есть несколько вариантов
а) “Кованые” поршни распространенные размеры 82,0, 82,4, 82,5 84,0 мм различных классов. “Кованые” поршни бывают как обычной формы, так и Т-образные. Последние значительно легче по массе.
б) Стандартные поршни, прошедшие специальную механическую доработку.
в) Использование поршней 21213 с механической доработкой и заменой шатунов под “плавающий” поршневой палец.
Помимо самого распространенного коленчатого вала с ходом поршня 74,8 мм, существуют еще КВ с ходом поршня 75,6 (серийный от 1,6) 78, 79, 80 и даже 84 мм. При использовании этих коленчатых валов можно получить объемы от 1580 до 1862 куб. см, причем почти все конфигурации уместить можно и в блоке стандартной высоты. При этом, естественно, страдает “крутильность” двигателя из-за неоптимального R/S.
Сами коленчатые валы выпускаются в трех “весовых категориях” – легкие, средние и тяжелые, из разных заготовок – 2112, 11183 и пр.
В серийных автомобилях ВАЗ объемом 1,6 л. применяется коленвал 75,6, 1,5 л. – 71 мм.
Владельцы 16-кл. двигателей (для которых деньги не имеют значения, могут избежать этого геморроя и приобрести двигатель ВАЗ 21128 объемом 1,8 л. (100 л.с, 160 Нм) или объемом 2,0 литра и мощностью 118 л.с.
В двигателе 21128 масса кривошипно-шатунного механизма снижена на 190 гр., применен “высокий” блок (выше на 1,9 мм.), оригинальный коленчатый вал, шатуны длиной 129 мм., облегченные поршни. По заявлению изготовителей, данная модификация не загибает клапана при обрыве ремня ГРМ.
Для 8V на том же ОПП выпускается новый двигатель 21084 объемом 1,6 л. 21084 выпускается на ОПП только в карбюраторном варианте.
| Технические характеристики | 1580 | ||
| Степень сжатия | 10,6 | 10 | |
| Номинальная мощность, кВт/об.мин | 80/5400 | 60/5600 | |
| Номинальная крутящий момент Н*м при об/мин |
182/3200 | 160/? | 124/3600 |
| Количество цилиндров | 4 | 4 | 4 |
| Привод клапанов | Гидротолкатели | Гидротолкатели | |
| Сцепление/диаметр мм | |||
| Длина шатуна, мм | — | 129 | |
| Октановое число бензина | Аи 95 | Аи 95 | Аи 91 |
| КПП | 21203, 2123 |
Элементы форсированного двигателя
Дроссельная заслонка
Дроссельный патрубок штатной системы впрыска имеет диаметр 46 мм., для улучшения наполнения цилиндров воздушно – топливным зарядом имеет смысл увеличить диаметр заслонки. Встречаются чаще всего 3 “тюнинговых” размера – 52, 54 и 55 мм. При самостоятельной доработке корпуса ДЗ имейте ввиду, что дальнейшее увеличение диаметра резко увеличивает шанс испортить патрубок (очень тонкая стенка легко разрушается) и учитывайте тот факт, что сама заслонка имеет несколько необычную форму, простота только кажущаяся. При установке ДЗ необходимо регулировочным винтом установить тепловой зазор между заслонкой и корпусом патрубка, что бы исключить заедание заслонки (особенно при боьших перепадах температур) и обеспечивать небольшую подачу воздуха даже при положении дросселя 0%.
ИМХО, данная фича имеет смысл только на форсированных ДВС и то, только в режиме “полная дырка”. Эффект “резвости”, получаемый от применения такой заслонки – субъективен и ни что иное, как большая подача воздуха при малом открытии ДЗ (аналогично, если вы просто сильнее и резче нажмете на газ). Недостаток – дерготня на очень малых дросселях. Решается проблема просто – нужно обеспечить более плавное и пропорциональное открытие ДЗ. Решается это небольшим “тюнингом” кулачка привода ДЗ (от Dodgev-103). Применение данного профиля убирает все минусы управления при малых углах ДЗ. Правда, при этом пропадает и былая псевдо – “резвость”. Еще один отрицательный фактор – качество изготовления “тольяттинских” ДП с базаров оставляет желать лучшего.
Воздушный фильтр
Как вы уже заметили, практически все тюнинговые нововведения связаны с воздухом и его прохождением по пути в цилиндры Вашего двигателя. Важно обеспечить его беспрепятственное прохождение и довольно важным элементом на его пути является воздушный фильтр. Качество штатных фильтров отечественного рынка пестрит подделками и оставляет желать лучшего, поэтому стоит взвесить свое отношение к автомобилю и решить стоит ли брать для него довольно дорогостоящий спортивный фильтр. Самый дешевый на сегодняшний день – это фильтр JR (около 40 у.е.). Из “брэндов” часто применяют K&N. Не стоит забывать при этом, что ресурс фирменного спортивного фильтра при правильной эксплуатации (то есть ТО через каждые 5-10 т.км с использованием только фирменных материалов) около 100000 км.
Впускной ресивер
Немаловажный элемент настройки впуска. Больший, чем у стандартного, объём позволяет, при правильной конструкции и настройке, сгладить пульсации воздуха, кроме того, в такой конфигурации длина впускного тракта короче, что позволяет получить дополнительный момент на средних и высоких оборотах. Для получения высокого момента на низких оборотах, впускные каналы, наоборот, должны быть длиннее. Оптимальным было бы изменение длины впускных каналов в зависимости от оборотов. Например, до 2700 – 3000 об/мин. работает длинный впускной тракт, после – короткий. Данное решение реализовано на многих иномарках, ВАЗ тоже разработал двигатель 11193 с изменяемой длиной впускного коллектора и фаз ГРМ еще в 1998г. На тюнинговые среднефорсированные моторы обязательно устанавливают ресиверы увеличенного объема.
Тюнинговый ресивер для восьмиклапанного двигателя ВАЗ
Тюнинговые ресиверы на 16V – самодельный и SVR Conversions
Впускной ресивер – неплохое средство обогащения тюнинговых контор. Его стоимость редко опускается менее $200. Например, стоимость ресивера SVR Conversions с установкой в Картюнинге – 420 у.е. Не верьте в его “настроенность”. Настройка двигателя под конкретный впуск – выпуск производится точной подгонкой фаз ГРМ под резонанс вруска/выпуска и сам по себе “настроенным” быть не может, наоборот, неправильная настройка ГРМ может повлечь большие потери момента на всем диапазоне оборотов. И, каким бы не был ресивер, все же он имеет ограниченный объем и паразитный резонанс воздуха на впуске. Поэтому для достижения более значительных результатов необходимо применять 4-х дроссельный впуск, но это уже совсем другая история…
Впускные и выпускные каналы должны быть тщательно обработаны – увеличен диаметр (на впуске, не рассчитанным увеличением диаметра выпуска можно добиться порой противоположного эффекта), убраны все неровности, наплывы, стыки – все, что способно тормозить движение потока. Каналы должны быть тщательно зашлифованы.
16V Так выглядят шлифованные каналы ГБЦ 8V
А это впускные каналы 16-кл. впуска. Слева – заводская отливка, в центре – обработанная. Справа – доработанная 16-кл. ГБЦ под вал с большим подъемом.
Некоторые конторы предлагают полировку – это технически безграмотно. К слову сказать, не все “нестыковки” в ГБЦ следует спиливать, некоторые из них выполняют довольно важную роль, создавая в нужном месте противодавление или торможение потока.
Клапана желательно использовать увеличенного диаметра и/или облегченные. При раскрутке двигателя свыше 7000 об/мин рекомендуется использовать более жесткие клапанные пружинки или спортивные пружинки “Schrick” и модифицированные (облегченные титановые) тарелки клапанов. На 8-кл. двигатель отлично “вживляются” клапана от BMW с диаметром стержня 7 мм. Так же, недорого (по тюнинговым меркам) можно приобрести клапана “Shrick” или изготовить легкие титановые клапана с защитным покрытием по Вашему чертежу (на декабрь 2003 г. стоимость одного такого клапана – 21 USD)
Если предполагается использование стандартных клапанов – они должны быть максимально облегчены и притерты. На ВАЗовском конвейере отсутствует операция притирки клапанов, фаска на клапанах и седлах рассчитана на “самопритирку” во время обкатки.
Распредвалы для тюнинга и спорта отличаются подъемом и фазовой характеристикой. Диапазон рабочих оборотов в котором распредвал дает эффект повышения наполнения двигателя определяется шириной фаз открытия клапанов и волновыми (частотными) параметрами его газового тракта, т.е. геометрическими параметрами систем впуска и выпуска. А вот сама величина этого эффекта будет определяться максимальным подъемом, “временем-сечением” открытия клапанов и параметрами их перекрытия, при условии, что адекватно снижено сопротивление газового тракта. Тут важно определиться – для каких целей форсируется двигатель и, исходя из этого выбирать распредвал.
В настоящее время ассортимент предлагаемых распредвалов постоянно расширяется. Перечисление одних только “брендов” впечатляет – “МастерМотор”, “СТИ”, “ТоргМаш”, “Динамика”, “Брагинские”, “Нуждинские”, “Стольниковские”…
Регулируемый шкив распредвала
При замене распредвала крайне желательно (а в большинстве случаев – обязательно) применение так называемой “разрезной шестерни”, т.к. необходимо очень точно настроить фазовую характеристику тракта, “поймать его резонанс”. Устройство такой шестерни крайне просто – обеспечивается возможность плавного смещения шестерни относительно центра с последующей фиксацией в выбранном положении. Существуют также “разрезные” шкивы коленвала.
Для 8-кл. двигателей ВАЗ выпускается довольно широкий диапазон валов, на любой вкус. Наиболее перспективны для “городских битв” р/валы с 49-го по 55-й валы, для рейсинга – №62, далее идут валы чисто спортивные, для ралли и кольцевых гонок.
Несомненный интерес представляет новое направление ОКБ Динамика – р/валы с неплоскими толкателями – линейка р/валов RX для двигателя 21083. Данное техническое решение позволяет реализовать очень большой подъем клапанов с высокой скоростью открытия/закрытия клапана и довольно узкой фазовой характеристикой. ОКБ “Динамика” имеет патент на данный профиль ГРМ, хотя подобное техническое решение встречалочь на довольно старых иноведрах. ОКБ “Динамика” выпускает 6 модификаций RX: RX1-RX3 для “бытовых” двигателей и RX4-RX6 для автоспорта.
Для 16-кл модификаций Мастер-Мотор выпускается всего три пары тюнинговых валов 38/32, 44/38 и 50/44 (в недавнем прошлом выпускалась довольно удачная пара 52/48, которая была в “бытовой” линейке самая экстримальная.), с высотой подъема до 9,6 мм (серийный 7,6), остальные – чистый спорт. При установке валов следует иметь ввиду, что в новых (2003 г.) ГБЦ они могут задевать за приливы, причем, чем выше подъем, тем большая вероятность. Поэтому нужно обязательно проверять “прокрутку” вала, и при необходимости доработать ГБЦ.
- Пометить на обоих, неподвижной и подвижной частях, стандартную метку, согласно стандартной шестерни.
- Установить на вал, надеть ремень и совместить все метки (коленвал, распредвал)
- Проконтролировать впускной и выпускной клапан 4-го цилиндра: при совмещенных метках должно быть перекрытие (одинаково открытые впуской и выпускной клапаны). Если перекрытия нет (т.е. один открыт больше чем другой), ослабить винты шестеренки и повернуть вал относительно внешней части шестерни). По нахождении перекрытия – поставить метки на шестерне (как в п.1). В этом положении вал находится в точке перекрытия и точно совмещены метки коленвала и распредвала. Это условный “0”, от которого идет регулировка в зависимости от поставленных целей.
Если РВ проходит метку раньше КВ это “опережение”, если позже – “запаздывание”.
Подача топлива.
Регулятор Давления Топлива. Надеюсь, не нужно разъяснять, как важно поддерживать в рампе форсунок постоянное давление топлива. И, если при обычной городской езде штатного регулятора давления топлива вполне хватает, на высоких оборотах возникает ситуация, когда постоянно открытые форсунки приводят с общему снижению давления в рампе. Как следствие – снижение топливоподачи, плохой распыл, сбой в расчетах и пр. Поэтому при форсировании двигателя имеет смысл увеличить давление на 0,5 – 1 атм., в зависимости от степени форсировки двигателя. Естественно, что при этом необходимо скорректировать программу впрыска, что бы обеспечить правильный состав смеси. В последних “переходных” моделях и новых двигателях ВАЗ объемом 1,6 литра применена безсливная система, РДТ находится в баке в сборе с бензонасосом и работает с более высоким давлением 3,8 Атм.
Форсунки. При форсировании мотора вполне может сложиться ситуация, когда производительности (количество пропускаемого топлива) может просто не хватить. В таком случае потребуется замена форсунок на более производительные или установка второго ряда форсунок. Второй вариант довольно сложен и трудоемок, хотя и возможен даже на стандартном блоке “Январь 5.1”, поэтому проще, все же установить более производительные форсунки, с производительностью от +15% до +50% (общедоступные форсунки от автомобилей ГАЗ применять нежелательно, т.к у них один плюс – большая производительность, все остальные – минусы, и самые жирные – быстродействие и нелинейная хар-ка в начале диапазона, там, где у ВАЗа ХХ.) Характеристики форсунок
Прошивка
Вне всяких сомнений, что для того, что бы получить максимальный эффект от доводки двигателя необходима соответствующая корректировка практически всех калибровок впрыска. Причем однозначно необходима тонкая доводка калибровок на конкретном автомобиле, в результате которой получается прошивка под конкретное “железо”, его настройку, водителя и его стиль управления автомобилем. Окончательная настройка двигателя и прошивки – это, одной фразой – борьба за воздух, двигатель должен без помех потреблять максимально возможное количество воздуха, прошивка должна быть настроена на оптимальную подачу топлива и установку углов зажигания во всех режимах работы двигателя. С появлением для серийных версий прошивок Январь 5 инженерного блока J5 On-Line Tuner, (а позже и J7 On-Line Tuner) позволяющего на ходу, в режиме реального времени отстраивать калибровки этот процесс становится менее времяемким. Ранее существовали такие системы только под тюнинговые и спортивные блоки “Корвет” фирмы ABIT (Санкт-Петербург). В процессе настройки задача тюнера обеспечить правильный состав смеси – до 12,6:1 в мощностном режиме и 15,5-16,5 в экономичном.
Казалось бы все просто, но на деле это тонкий и кропотливый труд – состав смеси должен быть оптимален во всем диапазоне оборотов двигателя. Кроме этого существуют режимы мощностного обогащения, переходные режимы и пр… Приходилось много часов выкатывать с инженерным блоком, постоянно контролируя состав смеси. С газоанализатором (ГА) из-за его большой инерционности можно, но довольно неудобно работать. Большим прорывом является применения при настройке Альфометров – контроллеров широкополосных ДК фирмы “Innovatemotorsports” (USA).
Система выпуска ОГ.
Как правило, на тюнинговые автомобили устанавливают “пауки” 4-2-1 хорошо работающие в довольно широком диапазоне оборотов. Системы 4-1 не прижились в гражданском тюнинге из-за очень узкого диапазона эффективной работы. Принцип работы такого выпуска основан на создании разряжения перед еще не открытым выпускным клапаном, что способствует лучшей продувке цилиндра. Подробнее о настройке выпуска.
Самым распространенным у нас “тюнингом” является установка “спортивного” глушителя. Самой распространенной (и, естественно, самым дешевой) является продукция Nex (имхо – полный отстой) и PowerFull, реже встречаются Remus, Asso, Sebring… Толк от такого глушителя может быть только в комплексе с прямоточным “пауком”, фирменным основным и дополнительным глушителем с трубами увеличенного диаметра (не менее 55 мм для двигателя 1,6 и выше). Иначе – только глубоко пафосный звук. Причем Powerfull выпускает наименее “шумные” модели, ASSO – самые агрессивные и громкие. PRO-SPORT предлагает “банки” с возможностью регулировки “громкости” +/- 10db с помощью съемного вкладыша. Ну и особый интерес вызывает глушитель Pro-Sport с электрическим (из салона) управлением громкостью, от стандарта до “Super-Sport” (разница 30 db). Звук выхлопа – дело вкуса, лично мне нравится тихий “рык” – это большая банка PowerFull (в центре) и двухтрубный (DTM) Remus. Однако цена первого 75-80 USD, второго – больше 300…
Ряды КПП, главная пара
Выбор КПП и ГП зависит от поставленных целей и возможностей двигателя. В таблице перечислены основные популярные ряды бюджетной серрии.
На автомобилях 2108-09-99-15 серийно устанавливается ГП с передаточным числом 3,9, на “десятое” семейство – 3,7. Устанавливая на авто ГП с большим передаточным числом можно заметно повысить динамику на низах, теряя, правда, при этом в максимальной скорости. Как правило, на рынке предлагаются уже готовые “коммерческие” ряды КПП, с которыми возможно применение кроме стандартных ГП 3,7; 3,9; 4,1, тюнинговых ГП – 3,5; 4,3; 4,5; 4,7; 4,9 и 5,1. Самым важным параметром при расчете трансмиссии является общее передаточное число (КПП+ГП) на каждой передаче.
Хорошим примером неграмотного подхода к расчету трансмиссии является стандартная КПП переднеприводных ВАЗ. В результате несогласованности по оборотам на 1 и 2-й передаче, последняя испытывает сильные перегрузки при переключении, что выводит ее из строя раньше других. При установки рядов в автомобили 10-го семейства желательно применение 083 вторичного вала.
Передаточные числа и скоростные характеристики разных вариантов “скрещивания” рядов КПП и ГП можно посчтать здесь
Блокировка дифференциала.
Блокировка дифференциала (дифференциал повышенного трения, самоблокирующийся дифференциал). В отличие от стандартного дифференциала, «блокировка» позволяет перераспределить крутящий момент с разгруженного колеса на более загруженное или с колеса с меньшим коэффициентом трения на колесо с хорошим сцеплением с дорогой.
“Блокировки” бывают винтовые и дисковые. Винтовые – “Quaife” применяются на гражданских машинах – не требуют специального обслуживания и часто изготавливаются в “гражданских” версиях (невысокая степень блокировки), удобных для повседневной эксплуатации автомобиля. Такая блокировка увеличивает проходимость и устойчивость в поворотах, однако необходим определенный навык – управление автомобиля с блокировкой отличается от автомобиля со стандартным дифференциалом.
На спортивных автомобилях используются дифференциалы дискового типа, способные передавать почти весь момент на загруженное колесо. Такие блокировки используются в основном в автоспорте.
Тормозная система
Тюнинг автомобиля вообще логичнее начинать с тормозной системы, а именно с передних тормозов, именно на них приходится основная нагрузка при торможении. При этом не следует забывать, что вмешательство в штатную тормозную систему запрещено ПДД.
На автомобили ВАЗ возможна установка передних вентилируемых дисков диаметром 14,15,16 дюймов. На этом лучше не экономить и приобрести фирменные диски и тормозные колодки. Задние дисковые тормоза – дорогостоящее удовольствие, однако с ними эффективность торможения становится значительно выше.
Что бы не кормить многочисленный персонал тюнинговых фирм, которые хотят заработать все деньги сразу задние дисковые тормоза можно сделать из передних “восьмых” дисков и суппортов от Оки (ВАЗ-2108, VW) и гидравлическим или механическим стояночным тормозом. Изготовить и установить такие тормоза достаточно просто.
Следует иметь виду, что вмешательство в тормозную систему – серьезное решение, влияющее на Вашу безопасность, запрещенное ПДД. На мой взгляд, если уж эффективность торможения никак не устраивает, наиболее оптимально использование впереди – фирменные вентилируемые перфорированные тормозные диски, сзади – тормозные барабаны увеличенного диаметра (от классики). Такое тех. решение применено на ВАЗ 21106. Естественно применение качественных тормозных колодок.
Подвеска
Правильно настроить подвеску под определенные условия – задача важная и сложная. Вариантов “универсальной” подвески просто не существует. Выигрывая в одном всегда проигрываешь в другом. У форсированного автомобиля подвеска должна быть настроена достаточно жёстко и как можно ниже стандартной. Замене или настройке подлежат амортизаторы, пружины – спортивные или обрезанные штатные, либо заниженные пружины с прогрессивной характеристикой, опоры стоек заменены на шаровое соединение («ШС») или тюнинговые опоры SS20. Так же должна быть увеличена жесткость кузова с помощью специальных распорок. Настройка подвески – очень сложное и кропотливое занятие.
Nitro Oxide System
Этот способ форсировки двигателя применяется для гонок на короткие дистанции и несмотря на огромное количество нереальных слухов не представляет собой ничего нового, революционного и сверхестественного. Для форсирования двигателей для коротких гонок, где требуются короткие мощные ускоения, применяется неочищенная техническая закись азота. Эффект достигается за счет увеличения в камере сгорания количества свободного кислорода, способного эффективно окислять большее количество топлива.
Для обеспечения максимальной отдачи двигателя необходимо точно соблюдать соотношение топливо/окислитель. В двигателях внутреннего сгорания в качестве окислителя используется кислород, содержащийся в воздухе, доля которого примерно примерно 20%. Количество топлива подаваемого в цилиндр напрямую зависит от количества потребляемого воздуха. Чрезмерное обогащение приводит к противоположному результату – богатая смесь медленно и плохо горит из-за отсутствия окислителя. Закись озота содержит 35-36% кислорода, следовательно, на 15% можно увеличить топливоподачу без снижения эффективности процесса горения.
Следует иметь ввиду, что при этом резко повышается температура двигателя и применять впрыск закиси более чем на 15-20 сек. без применения дополнительных средств охлаждения губительно для двигателя. В настоящее время существует две разновидности впрыска “нитроса”: обычная, когда осуществляется подача только закиси во впускной коллектор и второй, когда осуществляется дополнительная подача уже готовой топливной смеси. Вторая система намного сложнее и немного эффективнее. В карбюраторных системах установка требует установки системы дополнительной топливоподачи, инжекторные системы перекалибровываются и, возможно, потребуют установки топливных форсунок с большей производительностью.
Pесурс у форсированных моторов
Износ двигателя зависит, прежде всего от степени форсировки, нагрузки, условий эксплуатации и качества ГСМ . Режимы максимальных нагрузок в повседневной жизни используются крайне редко и, как правило, непродолжительное время. Поэтому можно смело утверждать, что при “гражданском” тюнинге ресурс двигателя практически не меняется. И, даже наоборот, может измениться в сторону увеличения. Доводка двигателя это, в большинстве случаев – индивидуальная высококвалифицированная ручная работа, точная подгонка, развесовка, балансировка ДВС. Используется самый современный инструмент, постоянно накапливается опыт и изучаются технологии. Разумеется, качество работы в этом случае несопоставимы с конвейерной сборкой.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник