Тюнинг распредвалов двигателя ваз

Тюнинговые и спортивные распредвалы

Каждый из нас старается всячески улучшить свой автомобиль, и путей к этому находится великое множество. Когда же речь заходит о двигателе, все в один голос твердят об увеличении его мощности. Хотя, если более серьёзно подойти к вопросу, то прежде надо обратить внимание на его крутящий момент.

Мы знаем, что выжать наибольшую мощность возможно при стабильных максимальных оборотах, но такой режим двигателя применяется редко. Обычному водителю более важна приёмистость автомобиля, который послушно отзывается на педаль газа как в режиме хода с места, так и при его разгоне. Такое поведение машины обеспечивается большим и относительно постоянным крутящим моментом на низких и средних оборотах, чем и «грешат» ВАЗовские двигатели. На низкой частоте вращения коленчатого вала у них отсутствует достаточная «тяга».

Владельцы автомобиля ВАЗ часто жалуются на дёрганье машины в начале движения, заметные провалы при резком нажатии на «газ», у многих быстро «летит» сцепление и практически все отмечают неэффективность пятой передачи. Действительно, при оборотах двигателя менее 3000 об./мин. наблюдается его недостаточная приёмистость. Кривая крутящего момента зависит от параметров газораспределения, так называемых «фаз распредвала», а также «время-сечения» открытия клапанов, которые задаются профилем кулачков распредвала. В зависимости от его угла поворота и получается разная величина открытия клапана. Для лучшего функционирования автомобиля на низких оборотах добиваются быстрой подачи в цилиндр необходимого объёма рабочей смеси, то есть заметно сужают фазу открытия впускного клапана.

В отличие от обычных распредвалов, в спортивных моделях используются кулачки с другими геометрическими размерами. Их более высокая и широкая форма приводит к тому, что клапан поднимается на большую высоту и дольше находится в открытом состоянии, что обеспечивает подачу полноценной смеси. Профиль кулачков отличается плавностью форм, что делает работу механизма газораспределения более надёжной на широких фазах.

Из всего вышесказанного следует, что максимальная мощность двигателя и его крутящий момент могут иметь различные величины. И если использование стандартного распредвала предполагает увеличенный крутящий момент на средних оборотах, то спортивный обеспечивает максимальную отдачу на высоких оборотах двигателя. Спортивный распредвал на автомобили ВАЗ устанавливается с разрезной шестерней (звёздочка или шкив распредвала), с помощью которой становится возможна более точная регулировка и настройка фаз. С её помощью настраивается наибольшая мощность на необходимых оборотах двигателя.

Применением тюнинговых распредвалов можно добиться работы двигателя под нагрузкой без заметных перебоев даже при снижении оборотов до предельного уровня. При этом отодвигается граница детонации, то есть перестают «стучать пальцы» на малых и средних оборотах коленвала. Заметно снижение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопных газов. Как следствие, уменьшается склонность двигателя к детонации, а значит, увеличивается его ресурс.

Распредвалы на ВАЗовских двигателях довольно чувствительны к регулировке зазоров, поэтому на тюнинговых распредвалах заметно увеличен участок сбега кулачков на стороне закрытия клапана. Это облегчает регулировку зазоров и в несколько раз снижает их количество. Проследим этот факт на следующем примере: после установки тюнингового распредвала регулировка клапанных зазоров требуется после 60 000 км пробега двигателя. При использовании обычного распредвала потребовалось бы не менее четырёх регулировок. Это заметно увеличивает срок эксплуатации изделия и экономит средства и время, необходимые на каждую регулировку клапанов. Посчитайте сами: грамотная регулировка занимает не менее 3,5 часов и стоит порядка 20 у.е.

Читайте также:  Двигатель как источник загрязнения окружающей среды
Источник

Блог Валерия Именова

Мои заметки. Я не блогер и не писатель, но иногда хочется поделиться с миром некоторой информацией или прокомментировать и высказать свою точку зрения.

вторник, 12 января 2016 г.

Выбор тюнингового распредвала для двигателя 2106

Краткая информация по фазам ГРМ

Ширина фазы распредвала

I|- впуск, II — сжатие, III — рабочий ход , IV — выпуск

Узкая фаза

Широкая фаза

В варианте распредвала с широкой фазой, впускной клапан открывается до того как поршень дойдет до ВМТ – это влияет на перекрытие клапанов, о котором пройдет речь ниже и закрывается впускной клапан тогда, когда поршень пройдя НМТ пойдет далеко в верх. Как видно, такт впуска занял часть такта сжатия, но посмотрим какой результат при этом можем получить.

На низких оборотах, имеем фактически низкую реальную степень сжатия и соответственно низкий термический КПД, по двум причинам. Во первых – из за сокращенного такта сжатия, а во вторых – при позднем закрытии впускных клапанов, поршня после прохода НМТ идут вверх выталкивая топливную смесь обратно во впуск, до момента закрытия впускных клапанов. Получается наш двигатель, получая порцию смеси на такте впуска до прохода поршня НМТ, вытесняет часть смеси обратно во впуск после прохода НМТ, то есть выходит двигатель использует только часть своего объема. К примеру, двигатель 1,6 литра, выталкивая обратно во впуск даже 0,3 литра, становится фактически двигателем рабочим объемом 1,3 литра!

Интересная математика получается, но при частичных нагрузках эта потеря рабочего объема не столь заметна, так как не сокращенный впуск ограничивает подачу смеси – а дроссельная заслонка. А вот если нажать акселератор, дроссель открыт, но обороты низкие, здесь то и будет заметно существенное падение крутящего момента из за соответственно не высокой инерции потока во впуске, как уже стало понятно из за того что поршень получая порцию топливно-воздушной смеси, в конце такта впуска выталкивает часть смеси обратно.

В итоге, при использовании широкофазного распредвала на низких оборотах мы теряем момент или простыми словами — тягу, в следствии укороченных тактов впуска и сжатия, получая низкое давление в цилиндре. Но не все так плохо, недостаток давления можно компенсировать повышением номинальной степени сжатия, а если в дополнении к этому использовать распредвал с увеличенным тактом расширения (рабочего хода), то получим двигатель работающий по циклу Миллера, который может позволить достичь большей тепловой эффективности, снизив расход топлива, к сожалению с некоторым снижением максимальной мощности.

Теперь повысим обороты двигателя, во впускной трубе увеличилась скорость воздушного потока и следовательно инерция, что позволило наполнять цилиндр даже при движении поршня в верх после НМТ. Благодаря поступлению в цилиндр количества смеси большего, чем мог бы получить двигатель при движении поршня в только в низ, повышается и наполнение цилиндров смесью и давление в цилиндре, следовательно получаем более высокую мощность.

Не стоит забывать, на наполнение цилиндров, кроме фаз распредвала, влияет сечение и профиль каналов, и в целом система впуска. Малые каналы могут обеспечить эффективное наполнение на средних оборотах, но ограничить максимальное наполнение на высоких, тем самым не будет использоваться весь потенциал широкофазного распредвала. С большими каналами может стать так, что будет потерян весь диапазон оборотов, вместе с высокими, где часть поступающей смеси на такте впуска, будет отправляться не на рабочий процесс, а обратно во впускную трубу.

Читайте также:  Ограничение холостого хода двигателей

Что изменится если на двигатель ВАЗ 2106 поставить распредвал 21213?

Чтобы вам было понятно про характеристику ширины фазы, объясню на примере, так сказать на пальцах, примерив РВ 21213 имеющий более широкую фазу чем РВ 2101 на, ДВС 2106.

  1. Берем стандартный двигатель ВАЗ 2106 с распредвалом 2101 который имеет ГСЖ (геометрическую степень сжатия) 8.5, закрытие впускного клапана 55град. — после НМТ, фазу впуска 265град., фазу сжатия 95град. Теперь замеряем компрессию и она будет в пределах 12кгс/см2.
  2. Меняем на этом двигателе РВ на распредвал 21213 имеющего более широкую фазу впускного клапана, который открывается так же как и РВ 2101, но закрывается 73град. — после НМТ, в итоге фаза впуска 283град., фаза сжатия 77град. Теперь замеряем компрессию и она будет в пределах 11кгс/см2.
  3. Теперь посмотрим как изменились характеристики двигателя 2106 с РВ 21213. Итак, на низких оборотах тяга ухудшилась, на средних примерно такая же, на высоких стала чуть лучше. Если проведете замер расхода топлива, то расход увеличится во всем диапазоне, заранее отмечу больший подъем клапана РВ 21213 здесь не причем. Несложно догадаться вся причина провала на низких оборотах, снизившееся давление в цилиндре, уменьшающее КПД. На высоких же оборотах, в цилиндр поступает больше смеси чем с РВ 2101, это и дает улучшение, и хотя поступившая увеличенная доза топливной смеси повышает давление поднимая в итоге КПД близкое к результату РВ 2101, но в итоге все равно расход немного больше.
  4. Чтобы было понятно почему ДВС 2106 с РВ 21213 потерял низа, дополним наш «разбор полетов» еще одними данными, характеристиками двигателя ВАЗ 21213 который имеет ГСЖ 9.3, впускной клапан закрывается в 73град. — после НМТ, в итоге фаза впуска 283град., фаза сжатия 77град., при замере компрессии можно увидеть результат в пределах 12кгс/см2. Обратив внимание на цифры становится все понятно.
  5. Подводим итог, по результатам 4-х пунктов он ясен. Двигатели 2106 и 21213 имеют разную ГСЖ 8.5 и 9.3, разные фазы впускного клапана, однако одинаковое давление в цилиндре на низких оборотах — фактическую степень сжатия, замер компрессии это подтверждает. Из чего следует при установке на двигатель 2106 распредвала 21213, на низких оборотах, он получится дефорсированным и вполне может переваривать 76 бензин. На высоких же оборотах благодаря увеличенной фазе впускного клапана, мощность немного увеличится по сравнению с РВ 2101, но одновременно с повышенным расходом топлива из за меньшего давления в цилиндре дающего меньшую степень расширения — соответственно снижение КПД, однако такой двигатель можно смело заправлять смесью 76 и 92 бензина. Логично если в двигателе 2106 увеличить ГСЖ до 9.3 и установить РВ 21213, то получим низа на уровне РВ 2101, увеличение мощности на высоких оборотах и меньший расход топлива.

Подъем клапана

В отличии от величины подъема клапана, серьезным влиянием на увеличение наполнения цилиндров является скорость подъема клапана. Чтобы понять в чем здесь «фишка», проведем эксперимент — плавно откройте и закройте водопроводный кран на несколько секунд, а теперь быстро откройте на тоже время и вы заметите что здесь воды вылилось больше. Так и в двигателе чем быстрее открывается клапан, тем раньше смесь начинает поступать в цилиндр и клапан находится дольше в полностью открытом состоянии, соответственно при резком открытии клапана — попадет больше смеси. Кроме того ускоренная работа клапанов улучшает волновые процессы во впуске, что так же улучшает наполнение цилиндров.

Читайте также:  Двигатель внутреннего сгорания обороты крутящий момент

Можно обратить внимание на профиль кулачка в тюнинговом распредвале,он более «агрессивный» имеет большую скорость подъема чем на стандартном РВ. Например можно сравнить распредвалы окб двигатель 94 и 680, по картинкам профиля кулачков на сайте производителя, можно увидеть что РВ 680 будет иметь более быстрый подъем.

Как сделать из стандартного распредвала спортивный

Перекрытие клапанов

Большое перекрытие клапанов

Чем больше перекрытие, тем рабочий диапазон оборотов будет смещаться в сторону верхних, ухудшая низкие. Благодаря хорошему наполнению цилиндров смесью, нажав на газ и раскрутив двигатель выше средних оборотов вы сможете почувствовать настоящий спортивный характер, как говориться — ощутите «пинок под зад«. К сожалению низа сильно пострадают, автомобиль на них будет просто глохнуть, трогаться придется газуя и сжигая сцепление, а передвигаться — постоянно поддерживая высокие обороты.

Конечно же рассчитывать на топливную экономичность не стоит, потому как на низких оборотах камера сгорания недостаточно очищается от отработавших газов, а на высоких из за перепродувки — часть топливной смеси по инерции вылетает в «трубу» через выпускной клапан. Да и не секрет — высокие обороты это всегда повышенный расход из увеличившегося в разы трения механизмов двигателя.

Малое перекрытие клапанов

Большая фаза или большое перекрытие?

  • РВ 21083 — фаза впуска 292град. перекрытие 0.4мм,
  • РВ 2110 — фаза впуска 256град., перекрытие 0.8мм.

Конечно же на результат РВ 2110 дополнительно повлиял инжекторный впуск ДВС 2111, так сказать внес свою небольшую лепту, только не забывайте, инжектор влияет больше на крутящий момент, чем на максимальную мощность.

Расчет требуемой степени сжатия

Результат расчетов для распредвала 2101
Результат расчетов для распредвала ОКБ-двигатель 680

Обратите внимание на нюансы

  • Настроенный стандартный распредвал поедет лучше чем не настроенный тюниговый, поэтому обязательна должна выполняться настройка установки фаз распредвала, смещением их относительно коленвала, с помощью разрезной шестерни. Номинально выставляется в перекрытие, далее можно подкрутить в запаздывание на 1-2 град. или по инструкции производителя. Как легко выставить перекрытие без индикатора читайте в следующей статье — простой способ найти точку перекрытия клапанов в классическом двигателе ВАЗ.
  • Производители распредвалов указывают фазы при замере с разным зазором, например ОКБ-двигатель при замере без зазора, а Нуждин при зазоре 0.3 мм., поэтому сравнивать по цифрам указанным разными производителям не корректно.
  • Внимание! Все выше указанные характеристики распредвалов представлены мной при измерении без зазора, поэтому на других сайтах вы можете встретить другие цифры, где указаны фазы с зазором.

Отвечу на пару виртуальных вопросов по выбору распредвала для двигателя 2106

Спасибо что дочитали весь текст до конца, значит я не просто потерял время написав все это. Теперь вы без труда разберетесь с выбором распредвала и при необходимости поможете с выбором друзьям и знакомым. Если вас заинтересовала тема процессов происходящих в двигателях внутреннего сгорания и вы хотите глубже вникнуть в нее, то рекомендую прочитать материалы, которые вы найдете набрав поиске Google : влияние степени сжатия на индикаторный КПД двигателя, цикл Миллера.

Далее я планирую собрать двигатель 2106 сочетающий в себе и увеличенную мощность и экономичность, для него я и подбирал распредвал, но об этом в следующей статье.

Источник

Оцените статью