Увеличение вращающего момента двигателя

Крутящий момент почти не зависит от быстроты вращения коленвала, он определяется только объёмом двигателя, а также давлением в цилиндре. Объём двигателя это понятно – чем больше может позволить конструкция двигателя, тем это лучше. Давление в цилиндре можно увеличить, увеличив степень сжатия. Но резервов тут не очень много – возможности такого способа ограничены таким понятием как детонация. Можно посмотреть на это и с другой стороны. Если вы загоните больше топливовоздушной смеси в двигатель, то так же больше тепла получится при сгорании этой смеси в цилиндре, что и повысит давление в нем. Этот способ эфективен для атмосферных двигателей.

Другой вариант применяется к наддувным двигателям. При изменении характеристики блока управления, появляется возможность увеличить величину наддува, в следствии чего получится получить больший момент из коленвала.

Третий вариант – достичь лучшей наполняемости цилиндров с помощью улучшения газодинамики – самый популярный и самый негарантированный способ. Идея состоит в изменении каналов и камеры сгорания. Но пойдем по порядку.

Как увеличить крутящий момент двигателя

Рабочий объем. Один из главных вариантов – увеличить рабочий объем цилиндра так, как это возможно. Для обычного автомобиля это самый правильный способ, потому что нам, увеличив обьем, не трогая распредвал, т.е. оставляя моментную кривую в таком же интервале оборотов, не понадобится переучиваться манере управления машиной. А в общем мы получим более динамичное авто.

Увеличивать рабочий объем двигателя можно с помощью двух способов – заменить заводской коленвал на коленвал с увеличенным эксцентриситетом или же расточить цилиндры под поршни с большим диаметром. Но что является более эффективным и что менее затратным. Ведь объём двигателя – произведение площади поршня на его ход. Условно, при увеличении диаметра в два раза, в четыре раза увеличивается площадь. Из-за того что в квадрате. Но увеличив ход тоже в два раза, у нас только в два раза увеличивается объем. Такова математика. Теперь вопрос с точки зрения экономики. Сперва кажется, что замена кривошипного механизма не так затратна, как расточка двигателя. Загвоздка в том, что найти коленвал с большим эксцентриситетом очень трудно. Их редко делают на заказ определенные фирмы, их производство сложное и затратное. Более разумно в таких случаях учитывать стандартизацию производителя. Потому логичнее купить коленвал, а уже под него выбирать поршневую группу.

Само собой нужны будут другие шатуны с поршнями. Это несколько сложно, но возможно. Стоит другой вопрос. По конструкции таких ход вызывает дополнительные механические потери при работе двигателя, в чем виноваты чуть более короткие шатуны. Ведь если мы поставим коленвал с увеличенным эксцентриситетом, понадобится ставить шатуны покороче, ведь нарастить блок у нас не получится. Их минус в том, чем короче шатун, тем больший угол его «переламывания», и тем больше усилия прижима поршня к стенке цилиндра. А с увеличением силы прижима, при таком же коэффициенте трения, увеличится сопротивление движения. Это так же нужно рассматривать с точки зрения надежности, ведь короткие шатуны подвержены увеличенным нагрузкам. При тюнинге, в основном, такие «мелочи» игнорируют.

Когда нельзя, но так хочется, то можно. Самый очевидный выигрыш со стороны минимизации затрат – увеличение в двигателе рабочего объёма способом увеличения диаметра цилиндра. Зачастую, все двигателя обладают достаточно толстой стенкой цилиндра и запасом прочности. Например, увеличив диаметр на 2 мм, мы получим дополнительный объем. Если толщина стенки 7-8 мм, один миллиметр особо роли не сыграет. И зачастую можно обойтись серийными поршнями. Конечно, однозначно говорить, что увеличение диаметра цилиндра будет дешевле чем замена коленвала, нельзя. Любой из них может быть по своему эффективным со стороны специфики отдельного двигателя.

Наддувные технологии. Турбированные двигатели интересны для тюнинга по своим конструктивным особенностям, которые упрощают настройку мотора. Рассматривая наш пример, можно получить увеличенный момент, так же не изменяя моментную кривую и объем, а даже не разбирая мотор, только значительно поменяв величину наддува. Рассмотрим особенность конструкции наддувных движков.

В первую очередь в особенности управления компрессором, есть то турбина либо механический компрессор. И в первом и во втором случае давление наддува зависит от числа оборотов двигателя. Давление будет большим при большем количестве оборотов. Но увеличивать его возможно лишь до определенной величины. Блок управления следит за давлением, стравливая лишнее. Меняя его характеристику, подняв границу стравливания, увеличивается давление, которое забивает топливовоздушную смесь в цилиндр, забивая увеличенный объем, в сравнении с стандартными параметрами двигателя.

Работы над увеличением давления являются значимыми – у заводских двигателей предусмотрен запас по механическим и температурным нагрузкам и детонационной стойкости. В приемлемых пределах увеличивать наддув можно. Но если преувеличить, то во избежание поломки двигателя, нужно будет осуществлять дополнительные переделки – увеличивать объем камеры сгорания, менять систему охлаждения, устанавливать вспомогательный радиатор, воздухозаборники, промежуточный охладитель воздуха. Скорее всего придется заменить чугунный коленвал на стальной, с заменой поршней на более прочные, а также обеспечить их охлаждением.

Изменения в газодинамике. Основа понятна – для увеличения момента, нужно повысить заряд топливовоздушной смеси. Для этого можно воспользоваться инструментом, чтобы убрать дефекты заводской сборки – поработать над впускными и выпускными каналами, сделав их более ровными и гладкими, устранить уступы и острые углы на местах соединения деталей, ликвидировать не продуваемые зоны в камере сгорания, произвести замену клапанов и седел. Кажется работы много, но гарантий никаких. Из-за чего так? Аэродинамика сложная штука.

Описать процессы, что происходят в двигателе с помощью математики сложно. С помощью ручки и бумаги сделать какие-то вычисления и с результатов что либо отрезать и загибать тяжело. Либо на глаз сказать, что тут лишнее… Иногда результат или противоположный тому что ожидали, или никакой. Стоит сказать, что аэродинамика имеет резервы. Гарантированно их в принципе, можно извлечь, лишь выполнив полосу экспериментов, продувая макеты впускных каналов из пластилина на специальной установке, при этом подбирая им форму и сечение, соответственно с требованиями новых данных работы двигателя. Мала вероятность сделать это на быструю руку.