Описание:

ДВС Двигатель 21083 V-1,7 (96 л.с.) - двигатель внутреннего сгорания 21083 в сборе, V-1,7, мощностью 96 л.с. В основную комплектацию входит: 1.Коленвал 11183 ход 75,6. 2.Шатун облегченный 2110. 3.Поршень ф 84,0, смещение поршневого пальца 2,3мм. 4.Маховик облегченный с насечками 2108 (возможна установка Маховика ВАЗ 2108 на базе 2110). 5.Увеличенные каналы ГБЦ. 6.Распредвал Нуждин 10,93. 7.Звезда разрезная 2108. 8.Карбюратор с увеличенным диффузором 26/28.

Тюнинг → Прямотоки, Теория правильного выпуска

Добавил → admin | Дата публикации → 4-10-2011, 19:52 | Просмотров → 3060 | Комментариев → 0

Есть несколько различных вариантов, с помощью которых можно увеличить объем двигателя своего любимого авто.

Первый – (его еще называют «народным») самый недорогой, когда вам понадобится расточить блок цилиндров под поршень большего диаметра. Необходимо будет потратиться только на работы по расточке блока, а также приобрести комплект колец и поршней большего диаметра.

Второй способ – подороже, когда штатный коленчатый вал меняется на другой, который имеет больший радиус кривошипа. В итоге мы получаем больший ход поршня, а, значит, – больший объем. В этом случае понадобится приобрести новый коленвал с диаметром кривошипа от 74,8 мм до 80 мм, поршневые кольца и специальный комплект поршней под этот коленвал, потому что блок цилиндров ограничен по высоте. Плюс – придется расточить блок именно под этот комплект поршней. 

Как ни странно это звучит, но увеличение объема поршневого двигателя – не всегда лучший вид форсировки. Бывает так, что выгоднее переделать головку блока цилиндров и установить подходящий распредвал. В итоге после этих операций мощность двигателя может заметно увеличиться. 

Конечно, чтобы потенциал распредвала раскрыть полностью, головку блока цилиндров придется серьезно доработать – даже может дойти до перепрессовки седел. Возможно, придется установить клапаны большего диаметра. Например, на 6-ми клапанные двигатели хорошо подойдут клапаны BМW, а на 16-ти клапанные – от Opel или VW. При этом нельзя забывать и о впускных и выпускных каналах, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная смесь, а газы, после отработки, вырываются наружу. Эти каналы тоже необходимо дорабатывать, увеличивая их сечение в размерах, выполняя внутреннюю полировку и меняя профиль каналов. 

Кроме головки блока цилиндров, на характеристики двигателя существенное влияние оказывают «геометрия» и содержимое самого блока цилиндров. В этой статье не будем приводить формы и типы поршней, весовые характеристики коленвалов, хотя, несомненно, от них в будущем моторе зависит многое.

Давайте остановимся на таком понятии, как отношение длины шатуна к ходу поршня, поскольку подобная характеристика и диаметр кривошипа коленвала (т.е. непосредственно ход поршня) влияют на работу самого двигателя. Фактически, ДВС – «насос», благодаря которому за определенный промежуток времени прокачивается определенный объем топливно-воздушной смеси. 

Давайте рассмотрим, как соотношение длины шатуна и диаметр кривошипа коленвала влияет на «характер» двигателя ВАЗовского семейства. В автомобильной специализированной литературе на английском языке это соотношение называется  R/S (rоd to strоke ratiо). При доработке двигателя ему уделяют самое серьезное внимание, авторитетные источники заявляют, что «золотая середина» этой величины – 1,75 (т.е. R/S=1,75).

При желании в сети интернет вы найдете много расчетов и выкладок, рассчитывающих геометрию двигателей Honda. Их отчасти можно применить и для ВАЗовских двигателей, поскольку по объему они имеют схожие характеристики – так, двигатели Honda серии В16А-В20В имеют объем 16-2,0 «литра», что можно соотнести с ВАЗовским объемом после форсирования. Для примера приведем геометрию двигателя В16А, который, по сути, является легендарным – Honda выпустила первый «гражданский» мотор, который имеет удельную мощность 100 л.с./л (объем двигателя - 160 «лошадей» при 1587 «кубиках»).

Длина шатуна: 134 миллиметра.

Ход поршня: 77 миллиметров.

Соотношение R/S = 1,74:1 (фактически очень близко к «золотой середине»).

Теперь давайте посмотрим на отечественные моторы. Возьмем ВАЗ 8-го семейства (например, 21084).

- объем  - 1580 «кубиков»;

- ход поршня - 74,8 миллиметров;

- диаметр поршня 82 миллиметров;

- длина шатуна 121 миллиметров;

- соотношение R/S = 1,61.

В таблице ниже приведены нестандартные конфигурации мотора 21083: 

В серийный блок цилиндров двигателя 21083 можно установить шатун 132 миллиметра, только если используются двухколечные поршни.

Теперь рассмотрим плюсы и минусы увеличения соотношения R/S:

Плюс – дает возможность находиться поршню в т.н. «верхней мертвой точке» (ВМТ). Топливная смесь при этом лучше сжигается. После того, как поршень прошел ВМТ, на него оказывается более сильное давление, в камере сгорания – более высокая температура. В итоге мы имеем неплохой крутящий момент на высоких и средних оборотах. Длинный шатун позволяет уменьшить трение между парой цилиндр-поршень, что становится особо важным во время рабочего хода поршня.

Минус – двигатель, в котором увеличено соотношение R/S, не может хорошо обеспечить наполнение цилиндров на средних и низких частотах вращения коленвала из-за того, что скорость воздушного потока уменьшается. Это происходит потому, что после ВМТ в момент открытия клапана впуска скорость движения поршня уменьшается. Еще один минус – из-за высокой температуры в камере сгорания и того, что поршень длительное время находится в ВМТ, возрастает вероятность детонации. 

Плюсы и минусы небольшого R/S:

Плюс – на средних и низких частотах вращения коленвала обеспечивает неплохую скорость наполнения цилиндров, поскольку от «верхней мертвой точки» поршень двигается быстрее, быстрее нарастает разряжение, что и приводит к тому, что цилиндры лучше наполняются. Топливно-воздушная смесь движется быстрее, что делает ее более однородной и способствует тому, что смесь лучше сгорает. Еще одно преимущество - при доработке применяются более низкие требования к диаметрам каналов головки блока цилиндров, нежели на двигателе с более высоким R/S.

Минус – при небольшой величине R/S угол наклона шатуна будет большим. А это, в свою очередь, приведет к тому, что поршень в горизонтальной плоскости будет толкать большая сила. Что это означает для двигателя?

- возрастает нагрузка на шатун (на центр особенно), в итоге шатун может быстрее выйти из строя. Само по себе разрушение шатуна маловероятно, за исключение обрывов. При гидроударе или заклинивании шатун, как правило, рвется под углом 45 градусов у нижней или верхней головки.

На стенки блока цилиндров увеличиваются нагрузки, возрастает нагрузка также на кольца и поршни. Трение усиливается, в результате рабочая температура увеличивается, в итоге и кольца, и стенки цилиндра быстрее изнашиваются, условия смазки ухудшаются. Этот участок изнашивается в зависимости от величины, определяющей, насколько ось пальца смещена относительно оси поршня, а также от того, какой у шатуна максимальный угол наклона. В итоге, если применяются «кованые» поршни со смещенным пальцем, они будут меньше изнашиваться, чем поршни стандартные.

Скорость движения поршня увеличивается, если применяется более короткий шатун. Это тоже увеличивает трение и влияет на износ. Если угол поворота коленвала от «верхней мертвой точки» - около 80 градусов, это обеспечивает максимальную скорость поршня (для двигателя с коленчатым валом 74,8 мм и шатуном 121 мм, при 5600 об/мин она равняется 22,92 м/с. Если шатун – 129 мм – 22,80 м/с.). 

Ускорение поршня наиболее зависимо от длины шатуна. Если значения ускорения – большие, на малых оборотах они положительно влияют на наполнение цилиндров. Из-за лучшего наполнения улучшается «тяговитость» двигателя. Но на высоких оборотах на впускном клапане может возникнуть эффект запирания – из-за инерционности потока во впускной трубе. Т.е. над поршнем объем цилиндра будет возрастать быстрее, чем будет заполняться через клапанную щель, и на высоких оборотах это приведет к ухудшению наполнения и потери мощности. На малых оборотах при длинном шатуне происходит обратный выброс смеси, но явление запирания на высоких оборотах не проявляется. 

Как известно, ВАЗ комплектует двигатели шатуном 121 мм, что 83-му двигателю обеспечивает соотношение R/S = 1,7, и это вполне приемлемо. Но если в процессе доработки двигателя вы используете коленвал с большим радиусом кривошипа, стандартный шатун не сможет обеспечить приличное соотношение R/S (см. тaбл.). Неудивительно, что на рынке нестандартных и спортивных запасных частей можно приобрести более длинные шатуны – 129 и 132 мм. Правда, цена «кусается» - от $79-200 за комплект. Стоит помнить и о том, что у поршня «экстра ходы» будут компенсироваться за счет уменьшения компрессионной высоты – т.е. за счет смещения поршневого пальца вверх. Поскольку компрессионная высота имеет определенные пределы по уменьшению, вам придется заменить блок цилиндров более высоким, а это обойдется в кругленькую сумму. Но все эти действия необходимы, чтобы увеличить значение соотношения R/S.

Как правильно форсировать двигатель по объему Ваз 2108, Ваз 2109, Ваз 21099, Лада Самара (Lada Samara)

Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 (и его производных – ВАЗ 2111, 2112, так как все они используют практически одинаковые блоки цилиндров, за исключением применения масляных форсунок в 16-ти клапанных моторах ВАЗ-2112):

• Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.

• Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя лада 2109 не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата.

Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ ( головка блока цилиндров) – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов бОльшего диаметра (на 8-ми клапанные моторы хорошо подходят клапаны от BMW , а на 16-ти клапанные – от различных VW и Opel ). Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров лада 21099. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора.

Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

В данной статье мы рассмотрим влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ 2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R / S – rod to stroke ratio , и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов ваз 2109. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R / S , равная 1,75.

В Интернете вы сами можете при желании найти достаточно много выкладок и расчетов по геометрии моторов Honda . Отчасти все они будут справедливы и для моторов ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы Honda серий В16А - В20В с объемом соответственно от 1,6 до 2,0 литров, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема). Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 см. куб., мощность 160 л.с.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 лс/литр):

Длина шатуна: 134 мм Ход поршня: 77 мм

Соотношение R / S : 1,74:1 (что как видим практически близко к «золотой середине») Посмотрим какая обстановка с отечественными двигателями (берем только ВАЗ 8-го семейства, т.к. другие не столь актуальны)

21081 – объём 1099 куб. см - ход 60,6 мм - диаметр поршня 76 мм - длина шатуна 121 мм - R/S = 1,996

2108 - объём 1288 куб. см - ход 71 мм - диаметр поршня 76 мм - длина шатуна 121 мм - R/S = 1,7

21083 - объём 1499 куб. см. - ход 71 мм - диаметр поршня 82 мм - длина шатуна 121 мм - R/S = 1,7

21084 - объём 1580 куб см. - ход 74,8 мм - диаметр поршня 82 мм - длина шатуна 121 мм - R/S = 1,61