- Стиковка каналів ГБЦ і колекторів
- Впускні / випускні канали ГБЦ
- клапани
- пружини клапанів
- штовхачі клапанів
- Важелі приводу клапанів
- Направляючі втулки клапанів
- Форма камери згоряння
- Ступінь стиснення
Наша сеть партнеров Banwar
Автолюбителі, незалежно від стажу володіння машиною, постійно шукають способи підвищення потужності двигуна. Є кілька варіантів удосконалення вашого автомобіля, одним з яких є доопрацювання головки блоку циліндрів (ГБЦ) .
Ми знаємо, що крутний момент, а відповідно і потужність, знаходяться в прямій залежності від такого показника, як коефіцієнт наповнення циліндрів робочою сумішшю. Чим більше наповнення, тим більше потужність двигуна, яка росте при зміщенні максимального значення крутного моменту на більш високі обороти. Для цього встановлюють розподільні вали з розширеними фазами впуску / випуску та збільшеними підйомами клапанів, але на практиці цього виявляється недостатньо. Якщо критично підійти до розгляду головки блоку циліндрів, то ми побачимо безліч недоліків - здавалося б, дрібних, але саме вони не дають реалізувати повний потенціал мотора. Це обумовлено технологією виготовлення при масовому виробництві ГБЦ, і тому все доведеться виправляти самим або на станції техобслуговування. Як? Про це мова:
Стиковка каналів ГБЦ і колекторів
Найбільш помітним «ляпом» наших виробників можна назвати неточну стикування отворів каналів ГБЦ і колекторів. Ще з уроків фізики ми пам'ятаємо, що будь-який горбок на шляху повітряного потоку забезпечує появу завихрень, а, отже, зниження його швидкості. Тут же у нас цілі «сходинки», від яких необхідно обов'язково позбутися. Одночасно необхідно перевірити прокладки під колектори, щоб вони також не створювали перешкод.
Бажано перед початком робіт посадити колектори на штифти. Це необхідно з тієї причини, що кріплення колекторів на автомобілях ВАЗ допускає невелике зміщення площин ГБЦ і колекторів відносно один одного, що може привести всю роботу до нульового результату. Знаходимо місця на ГБЦ і колекторах (2 штифта на кожен по краях) для зручного Засвердлювання. У ГБЦ металеві штифти садимо щільно, колектори ж повинні на них вдягатися легко, але без люфтів. Виконайте необхідні отвори в прокладанні. Тепер точне позиціонування колекторів і ГБЦ забезпечено.
Слід врахувати те, що якщо діаметр каналу ГБЦ трохи більше (1-1,5 мм) діаметра каналу впускного колектора, але їх співвісність збігається, то цим можна знехтувати, так як більш-менш значимого опору це не створить. На випуску створюється аналогічна ситуація, тільки канал ГБЦ тепер може бути трохи менше каналу випускного колектора.
Впускні / випускні канали ГБЦ
Якщо уважно оглянути впускні / випускні канали заводський головки блоку циліндрів, то відразу кидаються в очі припливи лиття в районі направляючих клапанів, які виступають в канал втулки і місцями ламана форма вузьких каналів. Використовуючи кульові фрези різних форм і розмірів необхідно домогтися збільшення прохідного перетину каналів, видалити всі нерівності і виступаючі частини. Форму каналу треба змінити таким чином, щоб його вигин був найбільш плавним, але зберіг певні радіуси кривизни. Внутрішня поверхня впускних каналів залишається трохи шорсткою для кращого випаровування бензину з їх стінок. Випускні канали можна полірувати, хоча помітного ефекту це не дасть.
Поперечний переріз каналу не повинно бути правильного кола. Впускний канал має форму еліпса з невеликим бочкоподібним розширенням перед сідлом клапана. Інша частина каналу ГБЦ і впускного колектора плавно звужується у напрямку потоку.
Проводячи збільшення діаметра каналів треба враховувати прилеглі внутрішні комунікації. При неакуратної роботі можна пошкодити маслоканал або канал сорочки охолодження. При роботі з ГБЦ восьмиклапанним двигунів, які застосовуються на передньопривідних ВАЗах, треба бути гранично обережним. Хоча це не вбереже вас при расточке одного впускного каналу, в якому маслоканал проходить настільки близько, що його розтин неминуче. На жаль, навіть якщо канал залишиться нерозкритими, він може бути просто прикритий тонким шаром алюмінію і пізніше прорветься під тиском масла працюючого двигуна.
Перед початком розточення бажано в маслоканал увігнати сталеву втулку, але, на жаль, це не найзручніший варіант. Краще встановлювати сталеві або алюмінієві втулки після розтину каналу, або заварювати канал аргоном.
Спочатку визначитеся: з колектора або ГБЦ починати розточення. При значному збільшенні діаметра каналів роботи починають в деталях з більш тонкими стінками, а по їх формі і положенню потім розточуються канали сполучаються блоків. У класичних двигунах ВАЗ прийнято починати розточення з колектора, тому що канали ГБЦ мають достатній запас товщини для подальшого поєднання.
Зверніть увагу на частини напрямних втулок клапанів, які виступають в канали. Вони створюють помітні перешкоди потоку, тому їх намагаються вкоротити або загострити. Іноді втулки сточують врівень зі стінкою каналу і, хоча це в кращому ступені оптимізує його пропускну здатність, але така доробка знижує ресурс напрямних, у яких він і так невеликий на форсованих двигунах.
клапани
Тут доопрацювання направлені на збільшення пропускної спроможності і зменшення ваги клапанів. Збільшити пропускну здатність можна змінивши профіль тарілки, а так само робочі і додаткові фаски клапана.
При переточуванні клапанів знімається зайвий метал з обох сторін тарілки клапана. На лицьовій стороні робиться невелика виїмка, а на тильній зменшується радіус переходу стрижня в тарілку. Так само утоньшается тарілка і стрижень клапана. Якщо ви не плануєте змінювати втулки, то зніміть зайвий метал з ніжки клапана від тарілки до направляючої втулки.
Зменшення діаметра всій ніжки потребують заміни напрямних втулок з меншим діаметром отвору. На 8-клапанних моторах ВАЗ при зменшенні діаметра ніжки клапана з 8 до 7 мм можна домогтися зниження ваги стрижня на 23,5%. У 16-клапанних двигунів діаметр стержня спочатку становить 7 мм.
Можна поставити тітаноалюмініевие клапани, які на 40% легше сталевих, але вони дуже крихкі і дорого коштують. Сідла при цьому доводиться міняти на бронзові, які більш м'які в порівнянні з чавунними, що призводить до зменшення відскоку клапана при закритті і додатково гасить ударні навантаження.
На 8-клапанних двигунах ВАЗ робочі фаски роблять уже, кут випускних змінюють на 45º, а кут впускних на 30º. У місцях переходу тарілки клапана в робочу фаску нарізають додаткові фаски, що дає приріст близько 5-6%.
Подальша доробка передбачає заміну клапанів на збільшені моделі. Їх можна встановлювати без заміни сідел, так як штатні дозволяють дещо збільшити свій внутрішній діаметр і діаметр робочої фаски. Це практикується на 16-клапанних ГБЦ 2112, на які встановлюються полегшені збільшені клапани 32/27 «АЕ» (Federal Mogul) ВАЗ 2112 / Пріора 16V .
Також можлива установка збільшених клапанів, що передбачає заміну сідел. При цьому вирізаються рідні сідла і встановлюються чавунні чи бронзові більшого розміру. У них нарізаються необхідні фаски і встановлюються клапани ще більшого розміру, ніж розглянуті раніше. Цей спосіб дорожче першого, але найбільш ефективний, а для 8-клапанних ГБЦ автомобілів ВАЗ є єдиним рішенням. Надбавка потужності з такою доопрацюванням досягає 8-10%. В цьому випадку можна встановити полегшені збільшені клапани 39/34 «СТК Мотор Спорт» ВАЗ 2108/2110 8V.
Щоб ви могли краще орієнтуватися, ми наведемо дані по клапанів, які можна встановлювати на двигуни ВАЗ:
- - ВАЗ 2101-2107, 21213 - клапани від 39/34 до 42/35;
- - ВАЗ 21083/2111 - клапани від 39/34 до 40/34;
- - ВАЗ 2112 - клапани від 31/27 до 33/29,
де в чисельнику вказано діаметр тарілок впускних клапанів, а в знаменнику - діаметр випускних.
Звичайно, це не єдине рішення, і ви можете підбирати розміри тарілок клапанів самостійно, але при цьому необхідно враховувати, що для атмосферних двигунів оптимальним співвідношенням площі випускного клапана по відношенню до впускного - ¾ або приблизно 75%. Це наочно видно з наступних даних:
31/27 - 75.9%
33/29 - 77.2%
39/34 - 76,0%
40/34 - 72.3%
41/35 - 72.9%
Якщо ваш автомобіль оснащений наддувом або уприскуванням закису азоту, йому необхідно збільшення випускних клапанів, так як двигун виробляє більше відпрацьованих газів. Під такі мотори співвідношення клапанів може бути від 90% і більше.
пружини клапанів
Штатні пружини розраховуються під конкретний двигун із застосуванням серійного распредвала. Враховується достатній запас міцності, розрахований на відносно невисокі обороти. У класичних двигунах клапани зависають на оборотах більше 7000, на ВАЗ 21083 допускаються великі обороти, а на ВАЗ 2112 неадекватна робота клапанів імовірна на оборотах 7500-8000 об / хв.
Заміна распредвала на більш верхової може привести до зависання клапанів. Найбільш простим способом є збільшення преднатяга штатної пружини, що виконується підкладенням під неї шайби. Зусилля на пружині збільшується, але помітно зменшується вільний хід.
При установці спортивних распредвалов пред'являються більш жорсткі вимоги до зусиль на пружинах. В цьому випадку потрібно велике піднесення кулачка і відповідний хід пружини, тому їх змінюють на більш жорсткі, які мають більший хід стиснення. Хорошим прикладом можуть служити посилені пружини клапанів PROSPORT ВАЗ 2108/2110 8V .
Більш жорсткі пружини помітно збільшують навантаження на клапани, распредвал і тарілки, тому таку доопрацювання бажано проводити останньою з усіх способів підвищення порога зависання клапанів.
Ще одним способом є полегшення тарілок клапанних пружин. Їх менша маса знижує навантаження на распредвал і деталі ГРМ, що особливо важливо на підвищених обертах. Можна переточувати штатні тарілки, але краще поставити нові з алюмінієвого сплаву або титану. Алюмінієві дешевше, але схильні до деформацій в критичних режимах роботи. Більш міцними є титанові вироби, хоча деяких автолюбителів стримує їх ціна. Добре себе зарекомендували тарілки пружини клапана SPORT (титан, алюмінієвий сплав) ВАЗ 2108/2110 8V .
штовхачі клапанів
У двигунах ВАЗ 2108 і 2112 кінетична зв'язок клапанів ГБЦ з розподільними здійснюється за допомогою штовхачів. На ГБЦ 2108 вони механічні з регулювальними шайбами, а на ГБЦ 2112 - гидрокомпенсатори. Для 16-клапанних двигунів підходять цільні штовхачі клапана d-30 мм SPORT ВАЗ 2112 / Пріора / Калина 16V . Штатні штовхачі мають деякі обмеження, тому неприйнятні при роботі зі спортивними распредвалами. У цьому випадку застосовуються цільні механічні штовхачі, що мають збільшений діаметр і не потребують регулювальних шайб. Для їх установки необхідна розточування колодязів серійних штовхачів до потрібного розміру.
Клапани регулюються підбором підп'ятників потрібного розміру, що досить трудомістким. Робота майстра по регулюванню 8 клапанів вам обійдеться в межах 3000 руб.
Важелі приводу клапанів
На двигунах ВАЗ класичного типу приводом клапанів від распредвала є важелі (рокери). Вони зручні і прості в регулюванні теплових зазорів клапанів і допускають застосування компактних розподілвалів, але мають зайву масивність і допускають деяке відхилення кінематики руху клапана. Також на ГБЦ «класики» рокер може злетіти з посадкового місця при надвисоких оборотах. Як боротьби з цими недоліками важелі полегшуються, встановлюються легкосплавні моделі і ставляться на більш жорсткі пружини.
Направляючі втулки клапанів
Залежно від типу двигуна і передбачуваних режимів роботи підбирається конструкція і матеріал направляючих клапанів. Причини, які можуть зажадати доопрацювання або заміни штатного обладнання:
- - При використанні клапанів з меншим діаметром стрижня;
- - При сильно виступаючої частини направляючої втулки в канал ГБЦ;
- - Якщо форма або розмір протилежній частині направляючої не задовольняють вимогам;
- - При недостатній теплопровідності направляючої втулки (можлива заміна на бронзові).
Бронза є хорошим теплопровідником, добре відводить тепло від клапана і ефективно його розсіює в ГБЦ, тому на високофорсованих двигунах застосування бронзових втулок вкрай необхідно.
Хорошим прикладом виробів є направляючі втулки клапанів бронзові ВАЗ 2108/2110 8V . Вони мають трохи менший ресурс в порівнянні з металокерамічними виробами, але все залежить від режимів роботи двигуна і їх заводу-виготовлювача.
Форма камери згоряння
За допомогою цієї доопрацювання можна значно знизити ризик виникнення детонації, поліпшити наповнення циліндра і створити умови, при яких паливна суміш буде краще розподілятися, перемішуватися і загоряється.
Детонація виникає в місцях, найбільш віддалених від свічки. Це пояснюється тим, що при загорянні суміші тиск в камері згоряння (КС) різко зростає і призводить до надзвичайної компресії ще не воспламенившейся суміші. Це провокує її самозаймання, яке носить вибуховий характер і призводить до різкого підвищення температури і тиску в циліндрі. Виникає детонація, що характеризується металевими звуками і розповсюджується по двигуну серією ударних хвиль детонаційних вибухів. Часті виникнення детонації призводять до руйнівних наслідків, тому треба вживати заходів до їх усунення. Для цього максимально згладжують гострі кромки і кути камер згоряння, видаляють похибки лиття і полірують поверхню камер згоряння, що додатково додає 5% потужності за рахунок зниження теплових втрат.
Для поліпшення наповнення циліндра і створення оптимальних умов для паливної суміші необхідно, перш за все, звернути увагу на форму КС навколо клапанів. На ВАЗівських 8-клапанних ГБЦ КС має клиноподібну форму і клапанна щілину «екранована» її стрімкими стінками. Це призводить до того, що потік робочої суміші змушений долати додаткові перешкоди, що добре помітно при установці збільшених клапанів. Тому обсяг КС повинен бути розширений зони біля нього. Так само необхідно доопрацювати сегмент клапанної щілини біля свічки запалювання і зробити пару дна і вертикальних стінок КС більш плавним. Навколо сідел клапанів не повинно бути яких-небудь сходинок або колодязів, а конусное поглиблення сідла клапана має бути не більше 30º відносно дна КС.
ГБЦ ВАЗ 2112 спочатку має напівсферичну КС, що мінімізує всі необхідні доопрацювання і полягає в ліквідації огріхів серійного виробництва.
Ступінь стиснення
Ступенем стиснення (СЖ) є ставлення повного обсягу циліндра до всього обсягу КС. Чим більше стиснута паливна суміш перед займанням, тим більшу роботу вона зробить згодом. Підвищуючи СЖ, ми збільшуємо потужність двигуна, але є і обмежувальні фактори, такі як зростання навантаження на поршневу і ризик виникнення детонації. Стандартні литі поршні двигунів ВАЗ допускають СЖ до 11: 1.
Для двигунів з невеликими фазами ГРМ прибавка потужності щодо ступеня збільшення СЖ добре відстежується за наступною таблицею:
Найбільш помітний позитивний ефект від зростання СЖ в двигунах з широкими фазами відкриття клапанів. Це відбувається тому, що коефіцієнт наповнення атмосферних двигунів ВАЗ не перевищує 100%, тобто динамічна СЖ не перевищує статичну СЖ. Динамічна СЖ - обсяг паливно-повітряної суміші, що потрапила в циліндр, щодо обсягу камери згоряння. При використанні широкофазних розподілвалів на низьких і середніх оборотах динамічна СЖ нижче статичної. Підвищення СЖ призводить до пропорційного зростання динамічної, що позитивно впливає на потужність і економічні показники двигуна. При цьому необхідно виключити передумови виникнення детонації при максимальному коефіцієнті наповнення циліндра, що досягається підвищенням октанового числа палива та зміною складу паливно-повітряної суміші.
З ростом оборотів двигуна тривалість циклу згоряння зменшується, що може привести до неповного згоряння палива, а, отже, втрати потужності. Тому підвищуючи СЖ, ми прискорюємо процес згоряння, що дозволяє отримати максимальну потужність від двигуна. Внаслідок цього більшість високоспритних форсованих бензинових двигунів вимагають підвищення СЖ.
після проведення доробок ГБЦ , Які ми розглянули в даній статті, ви зможете повністю розкрити потенціал двигуна вашого автомобіля!
Як?