Каждая реконструкция мотора с целью улучшения его мощностных характеристик - работа комплексная, она основана на четких представлениях о том, что мы хотим в итоге получить, как этого добиться, и реально ли это сделать вообще? Здесь никак не обойтись без знания рабочих процессов, которые протекают в двигателе. Еще надо понимать, что в моторе все взаимосвязано: если вы что-либо измените в одном узле, то непременно что-то поменяется в другом, начиная от среза выхлопной трубы заканчивая воздухозаборником. Причем любое вмешательство на разных режимах оказывает разное воздействие: что на одном режиме хорошо, то может оказаться пагубным на другом. В нашей статье хотелось бы поговорить об автомобилях и тюнинге двигателя "азотом".
К основным параметрам мотора мы обычно относим мощность и крутящий момент. Именно данные характеристики стремятся увеличить, проводя тюнинг двигателя. Осуществляется это при помощи двух основных способов. Первый - повышение крутящего момента на коленвале. Второй способ - не зацепляя величину крутящего момента, передать его в зону высоких оборотов.
Повышение вращающего момента.
Крутящий момент почти не зависит от частоты и скорости вращения коленчатого вала, а определяется лишь давлением в цилиндре и объемом двигателя. С объемом все ясно – чем он больше, исходя из конструкции мотора, тем лучше. Можно повысить давление, посредством увеличения степень сжатия. Однако, резервов тут не так много - возможности ограничены детонацией. Подойдем с другой стороны. Чем больше воздушно-топливной смеси мы «зальем» в мотор, тем, при ее сгорании в цилиндре, выделится больше тепла и тем давление в нем будет выше. Для атмосферных моторов это очевидно.
Второй вариант больше применим к семейству наддувных моторов. Изменив характеристики блока управления, можно намного повысить величину наддува, в результате чего с коленчатого вала удастся снять больший момент.
И третий вариант - улучшение наполнения цилиндров, достигается посредством улучшения газодинамики, не смотря на то, что данный способ самый распространенный, он вовсе не гарантирует стопроцентного результата.
Увеличение мощности.
Что вообще заключает в себе слово мощность? Это умножение скорости вращения мотора на крутящий момент. В итоге, изменив стандартную характеристику момента в сторону высоких оборотов, мы получим нужную прибавку к мощности. Минусом выступает плохая езда на низких оборотах. Любой механизм газораспределения (без механизма фаз, которые изменяются) позволяет нормально наполнять цилиндры только в определенном диапазоне оборотов. И когда мы перемещаем вращающий момент в область повышенных оборотов, мы сразу же потеряем его внизу. На низких оборотах цилиндры будут слабо продуваться, а для обычной дорожной машины это плохо - давим на газ, а машина не едет. Водитель постоянно должен держать стрелку в зоне повышенных оборотов. Если просто трогаться с места, то это жечь сцепление. Поэтому все серийные моторы имеют максимальный момент в области примерно 2-3 тысячи оборотов, чтобы ничего не провалилось внизу.
Естественно, современные моторы с изменяемыми фазами газораспределения подобными провалами не страдают. На низких оборотах при помощи регулирующего механизма фазы станут узкими, перекрытие (продолжительность одновременного открытия выпускных и впускных клапанов) маленьким, и на пониженных оборотах происходит отличное наполнение цилиндров. Как только этот мотор забирается в зону повышенных оборотов, перекрытие увеличивается, так как расширяются фазы, на высоких оборотах начинают хорошо продуваться цилиндры, в итоге у нас на лицо хороший вращающий момент.
Получается, что если у нас стандартный двигатель, мы можем себе сказать: плевать нам на пониженные обороты, ставим в мотор широкофазный распредвал, в результате имеем в зоне высоких оборотов хорошее наполнение. Правда, слабо верится, что мы получим высокий вращающий момент, зачастую, по абсолютной величине он остается таким же, как у обыкновенного серийного работающего двигатели в зоне высоких оборотов. Однако произведение его на обороты, будет существенно больше, чем у стандартного мотора, поэтому, и мощность выше. Мотор станет иметь отлично видимый спортивный характер. Таким образом использовать полученную мощность можно, только подогнав в трансмиссии передаточные числа. Данный пусть повышения мощности зачастую применяют в споте.
Еще один путь увеличения мощности мотора - уменьшение механических потерь. Снижение потерь в цилиндропоршневой группе на преодоление сил трения можно получить целым рядом мероприятий: снижением массы шатунов и поршней, уменьшением толщины поршневых колец и размера юбки поршней, переносом от осевого смещения в бобышки поршня места и фиксации шатуна, пр. Помимо этого, имеет значение и снижение разбрызгивания масла в коленчатом валу, путем специального перенаправления масла, которое сливается из головки блока, а также установки маслоотражающих экранов и т.д. Но данные мероприятия, в основном, полезны только на высоких оборотах, когда особенно велики потери на трение.
Автомобили, тюнинг двигателя (азот).
В тех случаях, когда прирост момента и мощности требуется только на небольшой срок, используется простая более альтернатива механическому тюнингу – закись азота нитрос (N2О). Нитрос – это лучший выбор для людей, которые не хотят тратить много денег, однако при этом жаждят добиться большого увеличения мощности мотора. Механический тюнинг это непосредственное механическое вмешательство в работу мотора, переделку его агрегатов и узлов. Хочется также сказать, данный способ снижает ресурс мотора, либо ведет к очень дорогим заменам таких частей, как поршни, блоки цилиндров, будет включена по желанию водителя, а остальное же время мотор работает в обычном режиме без дополнительного расхода топлива и нагрузок.
Как же происходит прибавка мощности? Плотность азота в баллоне примерно в половину больше плотности воздуха. В нем порядка 36% кислорода (в атмосфере, кстати 21%). Другими словами при разложении закиси будет выделено в 1,7 раза больше кислорода, в отличие от такого же объема воздуха. Чтобы подать нужное для мгновенного ускорения количество закиси в цилиндры, не нужен приводной компрессор или турбина – всего то надо пустить во впускной коллектор сжиженный газ из баллона. Что и происходит при разгоне, открывая, посредством дистанционного привода, клапан газовой магистрали.
Попав в мотор, молекулы закиси азота из-за высоких температур распадаются на кислород и азот, и этот высвободившийся кислород заставляет бензин сгорать эффективнее. Давление в цилиндре повышается, и как следствие - повышается мощность. А азот, который высвободился в результате распада, не дает процессу горения идти подобно лавинам.
Азот также увеличивают плотность воздушно-топливной смеси. Появившаяся в составе смеси, закись приводит к ее быстрому охлаждению, так как температура газа на порядок ниже, чем температура воздуха. А, как нам известно, более плотная и холодная смесь горит намного лучше, давая при этом больше мощности.
