100 Коней в ниві - реально! збільшення кКД

Довго думав з чого почати тему, напевно правильніше спочатку написати як я до цього прийшов.
Мучив постійно питання - чому автомобіль в середньому споживає 10 літрів палива, а Нива - 15 літрів? Чому такий низький ККД двигуна внутрішнього згоряння? Як його можна збільшити?
Фізика подобалася ще зі школи, інтернет відкрив доступ до багатьох матеріалів і технічній літературі.
Скажу підсумок 8 річної роботи - 7 доопрацьованих двигунів різних моделей.
Доопрацьовані за моїм методом двигуни на 20-30% стають потужнішими, паралельно зменшується споживання палива на 10 - 20%. ККД збільшено - ФАКТ.
Робота по доопрацювання проводиться під час капітального ремонту двигуна і при правильному підході до ремонту взагалі не збільшує його вартість. Межкапітальний пробіг збільшується на 50 - 100 тис. Км. Обгрунтування є.
Про все буду писати дрібно, так як є основна робота.

Тепер до теми. "Пару рядків" теорії.
Що потрібно зробити для того, щоб збільшити потужність двигуна внутрішнього згоряння?
Варіанти: 1. Збільшити обсяг циліндрів (класика).
2. Загнати в циліндри більше у горючій суміші (турбіна, спортивний распредвал ...)
3. Змінити на краще якісну сторону горючої суміші (закис азоту)

Як окремо, так і суміщеному ці варіанти однозначно працюють - це одна сторона медалі, друга - значні витрати на виконання (деякі доопрацювання можуть коштувати сотні тис.руб.), Зменшений ресурс двигуна, збільшення споживання палива на одиницю пробігу.
Все це має сенс якщо це - спорт, розвага не обтяжене думкою про витрату грошей ...

Коротше, всі ці речі не в'яжуться з звичайним життям пересічного автолюбителя.

Але мозок все одно не хотів миритися, адже повинні ж бути варіанти?
Уточню - я поставив собі за мету знайти метод вдосконалення ДВС, при якому виконувалися умови:
1. Двигун буде більш економічним.
2. Потужність двигуна повинна вирости.
3. Моторесурс, як мінімум, не повинен бути менше.
4. Доопрацювання двигуна повинна коштувати не дорожче 5000 рублів.

Якщо дочитали до цього моменту, то Вас зараз роздирають питання:
А як же детонація?
Де ж бензин такий знайти? Скільки він буде коштувати?
Яким буде ресурс двигуна?

Питання ці доречні, і вирішувати зачаді щодо усунення негативних моментів потрібно по порядку спираючись на закони фізики, вдумливо й неупереджено.
По-перше потрібно розібрати, що таке детонація? Цю тему можна загугли. Я можу поняття узагальнити і простою мовою висловитися - це горіння з великою швидкістю поширення фронту полум'я (ФП).
Тепер висновок. Якщо детонація - це таке ж горіння, тільки зі збільшеною швидкістю поширення полум'я, то значить для того, щоб нормально працював двигун потрібно знизити цю швидкість.

Спираючись на фізику потрібно з'ясувати, що впливає на швидкість поширення фронту полум'я?
а) Температура.
б) Тиск (воно безпосередньо пов'язане з наповненням циліндра)
в) Співвідношення бензину і повітря (робоча суміш).
г) У разі ДВС - це кут випередження запалювання.
Є ще кілька причин, але вони вже другорядні, тому ми їх свідомо опустимо, щоб не ускладнювати. Сума другорядних причин має вплив на швидкість фронту полум'я не більше 10%.
Так само потрібно розуміти, що швидкість поширення ФП безпосередньо пов'язана з потужністю двигуна. А ще дуже важливий момент - на різних оборотах двигуна в ДВС, різна швидкість поширення ФП. Тому детонацію в ДВС можна приборкати, яка б ступінь стиснення не була, звичайно в розумних рамках. Для мене - це обмеження, яке може витримати залізо.

Тут потрібно перервати розписування теорії, тому, що ступінь пізнання в цій темі у всіх різна - кому-то вже нудно, а кому ще потрібно написати маленьку книжку, а деякі скажуть дай п'ять дій, щоб був результат, а чому це так працює - плювати .

Так ось даю ці "П'ЯТЬ ДІЙ".
Рецепт для карбюраторних двигунів.
Умови: Двигун повинен бути в робочих розміру, а краще виконувати це одночасно з капітальним ремонтом двигуна. Капітальний ремонт виконується в класичному варіанті, як того просить технічний регламент.Кроме шліфування головки.

Дія № 1.
Шліфануть або зняти площину головки, на максимально можливу глибину, робить токар. У різних головок вона різна. Для мене - це зупинитися біля тарілок клапанів.
На голівці 21213 - це 2 мм.
На головах V-образного двигуна audi ABC 2,6 - це 2.5 мм.
На голівці 412 (волга) двигуна 1.8 - 2.2 мм.
На голівці 2106 - 2 2.7 мм (точно пригадати не можу, не записував коли робив).
Це робиться для того щоб зменшити залишкову камеру згоряння і як наслідок збільшити ступінь стиснення. Повторюся - на яку глибину потрібно зняти площину визначається геометрією самої головки, чим більше тим краще, потрібно зупинитися перед кільцями клапанів, не порушуючи геометрію, з оглядкою на те, щоб не послабити посадочне місце, не забуваючи про тепловіддачі. Коротше - не менш 1мм до тарілки.

На фотографіях представлена ​​головка від ВАЗ 21213.

Головка відшліфована і відремонтована. Так само видно подовжений шток натяжителя ланцюга.

Дія № 2.
Так як голову ми посадимо нижче, потрібно доопрацювати механічно дві речі:
1. підпиляти на 2 мм направляючі втулки при посадки головки на блок, в кол-ве 2шт.

Дія № 3
Подовжити, шляхом наварювання або іншим способом, шток натяжителя ланцюга на 13 мм
Для того, щоб компенсувати зближення клонували і распредвала. Ланцюг залишається тією ж довжини.

Шток подовжений шляхом наварювання.

Дія № 4. Стандартне.
При установки ланцюга - суворе дотримання міток на коленвале і распредвали. Причому, якщо распредвал точно по мітці неможливо виставити, то краще нехай до неї не доходить, ніж переходить (по ходу руху, за годинниковою). Але якщо зовсім трохи, трохи після неї - то теж піде.
За мотору це все. Збирайте двигун.

Дія № 5. Робота з запалюванням і карбюратором.
Виставити запалювання потрібно на першій мітки після ВМТ - це випередження на 5-6 градусів. Користуватися краще стробоскопом (можна і без).
З двох систем випередження запалювання потрібно залишити тільки відцентрове. Вакуумне просто заглушити (зняти трубку).

Компресія в двигуні буде вище 14, (у мене 15 - 16 атм, на audi 2.6 вона була 18).
На цьому етапі можна завести двигун, на неодружених буде працювати нормально, але при натисканні на аксіліратор буде чути дзвін - детонація. Цей фактор навіть з самого початку мене не налякав, він очікуємо.
Так як змінилися умови горіння суміші в циліндрі, які привели до збільшення швидкості поширення фронту полум'я. Ці причини перерахую:
а) збільшилася температура
б) збільшився тиск в камері згоряння (суміші).
На температуру вплинути ми не можемо, залишаємо як є.
Будемо працювати з варіантом «б». І тут виникає питання. Навіщо збільшувати компресію, щоб потім з нею боротися?
А боротися з нею не треба. Ми навпаки її збільшували і я трохи пізніше, логічно відповім для чого.

На початку я писав, що на швидкість поширення фронту полум'я так само впливає співвідношення бензину і повітря. Ось з цим і будемо працювати. У момент написання цих рядків я особисто відкатав на автомобілі нива 21213 98 р випуску, близько 1 року і накрутив на спідометрі близько 8000 км після капітального ремонту двигуна і доопрацювання. Тому все, що буде написано нижче не теорія, а випробувана практика.

Для того, щоб знизити швидкість поширення ФП потрібно зменшити кількість -під бензину видає при проходженні повітря через карбюратор. Для цього потрібно: (описую роботу на штатному карбюраторі від ниви 21213 - ... 710

1. Паливних жиклер 1 камери 117.5 замінити на 97.5
Повітряний жиклер 1 камери замінити на 165
2. Паливний жиклер 2 камери замінити на 97.5
Повітряний жиклер 2 камери на 150

Якщо будете пробувати їздити на цих зміни, то виявите, що стукіт (детонація) спостерігається тільки при різкому натисканні аксіліратора. Причина цього явища - робота прискорювального насоса. Можна повністю відключити його (прибравши платівку, яка тисне на лапку прискорювального насоса), але тоді буде відчуватися провал при прискоренні, що те ж не правильно. Тому потрібно змінити продуктивність прискорювального насоса. Простий спосіб змінити геометрію пластинки, яка сидить на штоку першої камери, під гайкою на ключ 11 (приблизно під клапаном холостого ходу).
Змінити геометрію так, щоб при відкриття, першої камери, лапку насоса плавно продавлювати на 2-3мм. Рідна геометрія лапи тисне 5-9 мм на лапку прискорювального насоса.

На цьому доопрацювання закінчується.
Правильно обкатайте двигун і насолоджуйтеся динамікою свого автомобіля.
Економія по паливу спостерігається тому, що в карбюраторі змінені діаметри жиклерів і продуктивність прискорювального насоса менше. І ще не мало важливий фактор, я відчув його на собі -давіть на аксіліратор тепер не потрібно так несамовито, як раніше, немає цієї потреби. Тільки і встигаєш перемикати швидкості.
Машина ніби стала на 500 кг легше.
Підйом потужності з самого низу.

Як і обіцяв, прийшов час розповісти звідки з'являється потужність. Якщо чесно, то щоб пояснити його грамотно і дохотчіво потрібно описати процес на листів 50, застосовуючи формули і діаграми, але постараюся спростити, з вашого дозволу.

Всі знають, що в двигуни внутрішнього згоряння є такти зі знаком +, і такти зі знаком - (узагальнено)
Тобто з 4 тактів тільки один дає позитивний імпульс - робочий, всі інші тільки відбирають міць у двигуна (але без них нікуди). В кінці другого такту (стиснення) проскакує іскра (в свічці запалювання) і з цього моменту починається горіння робочої суміші. Так ось кут випередження запалювання наприклад на 12 градусів додає опір до негативної роботі 2-го такту (12 градусів обертання коленвала паливо-повітряна суміш не розкручує двигун, а гальмує його). Тобто зростаючий тиск палаючого заряду до Верхньої мертвої точки йде зі знаком "-", відбирає потужність у двигуна. Але виставити іскру на кут випередження нам треба, щоб підвищити температуру горіння і зблизити молекули повітря і вуглеводнів, тим самим домогтися повного згоряння суміші.
У нашому методі, при підвищенні степу стиснення ми можемо зменшити кут випередження так як підвищення ступеня стиснення вже взяло на себе половину роботи, яку ми хочемо отримати від кута випередження запалювання і тим самим енергію яка раніше працювала на "-" ми переводимо в "+" . За фактом, з підвищенням ступеня стиснення ми зменшуємо кут випередження запалювання.
І ще, після проходження каленвалом ВМТ, через підвищений стиснення, палаючий паливний заряд має велику силу з якою він тисне на поршень - з найперших градусів руху робочого ходу.

Пробуйте і насолоджуйтеся.

До речі нічого не сказав про бензин. Він - 92. Так, так і не округляйте очі. Звичайно 95 краще ніж 92, це вибір кожного. Але люди на цих двигунах їздять більше 3х років на 92, детонації немає.
Якщо хочете, лийте 95 - двигун сперечатися не буде.

1 y Tags: збільшення ККД, економія палива, skyactiv, потужна, доробка двигуна, доробка, доробка ниви, підвищення ступеня стиснення, підвищення потужності без турбіни

Ейнштейна запитали: як роблять винаходи?
Відповідь: Знаючі люди знають, що нічого не вийде, а невігласи цього не знають, пробують і у них виходить :)