enginepower.pro

Распредвал часть 4

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

В этом посте в большей степени речь пойдет о настройке и подборе распредвалов на турбо моторы. 

Давайте кое-что вспомним о распредвалах

1.Duration— полная фаза открытия клапана.
2.Lobe separation angle (LSA)— общий развал кулачков. Часто еще называют Lobe Center Angle (LCA)
3.ICA — Intake center angle или Intake Centerline– момент максимального подъема впускного клапана
4.ECA — Exhaust center angle или Exhaust Centerline— – момент максимального подъема выпускного клапана
5.OverLap– перекрытие, момент когда впускной и выпускной клапана открыты.

Очень и очень кратко (3 поста была написано на эту тему). Узкая полная фаза открытия клапана подходит для низких оборотов, широкая необходима для высоких. Более узкий общий развал кулачков LSA способствует мощной серединке, но за это приходится заплатить не ровным холостым ходом и ограничением мощности на высоких оборотах. Широкий общий развал кулачков уменьшает перекрытие (overlap), улучшает качество холостого хода и дает возможность двигателю развивать мощность на более высоких оборотах, но за это необходимо заплатить жирной серединкой.

Узкий общий развал кулачков дает нам более узкий диапазон мощности, а широкий LSA более гладкий (широкий).

Теперь поговорим о распредвалах для турбо моторов. Хочу напомнить, что на дворе уже давно 2014 год, а многие еще пользуются базой знаний основной на турбинах, используемых 15 лет назад. Это все устарело, сейчас настало время высокоэффективных турбо компрессоров, конечно если вы не сторонник покупки старых или новых, но дешевых турбин. В те давние времена было обычное явление — высокое противодавление в системе выпуска. Соотношение избыточного давления на впуске к противодавление на выпуске было типичным от 1.5 -2.0: 1. Сегодня противодавление в системе впуска меньше чем избыточное давление (boost).

Все ДВС лучше работают, когда настроены с определенным количеством перекрытия распредвалов (overlap). Если противодавление в системе выпуска больше чем давление на впуске, то отработанные (выпускные) газы в момент overlap (при условии достаточного времени) попадут обратно в цилиндры, а потом и в коллектор. Но все мы знаем, что отработанные газы второй раз не будут гореть в камере сгорания, следовательно, мощность сильно пострадает. Поэтомудля старого типа турбин нужны распредвалы с практически нулевым перекрытием (overlap).Из-за высокого противодавления на старых турбинах необходимо более раннее закрытие выпускного клапана, данного результата проще всего добиться за счет более широкого LSA. Это и является причиной распространения теории о широком LSA распредвалов, о минимальном перекрытии на турбо моторах.

Сегодня, на современных турбинах, у которых значительно уменьшено противодавление, соотношение давления к противодавлению близко к атмосферному мотору (за счет буста). А это значит, что LSA может быть сужено, но это (как бы) противоречит утверждению, что все турбо-валы должны иметь более широкую LSA 112-114 градусов.

С новыми турбинами, у которых снижено противодавление – также означает, что выпускной клапан может быть открыт раньше и быть открытым дольше, что является общепринятым для улучшения мощности на высоких оборотах и используется на атмо двигателях.

Так, что-то я Вас запутал, попытаюсь распутать. Более раннее открытие выпускного клапана уменьшит мощность двигателя из-за уменьшения времени воздействия горячих газов (высокое давление) на поршень на рабочем такте, но эта потеря будет меньше, чем потеря мощности на такте выпуска, когда поршень идет вверх и вынужден преодолевать оставшееся высокое давление в цилиндрах, пока еще не открыт впускной клапан.

Также это хорошо сказывается на температуре поршня, меньше время воздействия, меньше температура. Но здесь следует отметить, что на турбо моторе, более раннее открытие выпускного клапана достигается не за счет увеличение LSA или точнее ECA — Exhaust center angle или Exhaust Centerline — – момент максимального подъема выпускного клапана, а за счет увеличения полной фазы выпускного распредвала.
К примеру, если мы рассмотрим двигатель у которого 4 клапана на цилиндр, то для борьбы с перепродувкой в момент перекрытия используют более узкий выпускной вал по отношению к впускному на атмо моторах, то на турбо варианте выпускной вал часто имеет одинаковую полную фазу ( duration) с впускным валом.

Если на турбо моторе момент закрытия впускного клапана и открытия выпускного сильно раздвинуты, скажем LSA 112-114, то мотор будет очень лениво откликаться на педаль газа, будет вялый спул. Если мы сделаем LSA 109 градусов ситуация значительно улучшится, увеличение мощности, двигатель будет быстрее выходить на полный буст, лучше реакция и т.д.
Турбо моторы работают значительно быстрее, к примеру на треке, когда мы настроим открытие выпускного клапана раньше, за счет уменьшения, сужения LSA или использования более широкой фазы выпускного вала.

Впускной вал для турбо моторов.Здесь другой фактор влияет на подбор распредвала, а именно –плотность поступающего свежего заряда. Если на атмо моторах для наполнения цилиндров, чтобы получить высокие показатели мощности, нам необходимо много времени и поэтому мы используем валы с широкой фазой. То здесь все наоборот. Первое, турбо моторы имеют обычно более низкую степень сжатия, а это значит, что фаза должна быть более узкая. Второе с увеличением избыточного давления на впуске, увеличивается плотность и конечно количество необходимого нам кислорода. Больше топлива и воздуха поступает в камеру сгорания, но скорость при этом остается низкой. Давление в камере сгорания соответственно повышается очень быстро, и как следствие более раннее ее заполнение на такте впуска в сравнении с таким же атмо мотором. Вывод – турбо мотору необходим распредвал с более узкой полной фазой.

Стоит также рассмотреть эффективность вашей ГБЦ при выборе подходящего распредвала для турбо мотора. Кто следит за моим блоком, то читал посты посвященные портингу. Если у вас ГБЦ с хорошим портингом, то она сама по себе уже передвинет диапазон мощности на более высокие обороты, поэтому не стоит увлекаться с большими фазами. Но вот ГБЦ с узкими каналами, небольшими клапанами часто нуждаются в более широких фазах.

Большая турбина и широкий распредвал не работают вместе. Мотор будет ленивый, а мощность будет только на высоких оборотах. Более узкий распредвал поможет большой турбине быстрее раскрутится.
Комбинация узкого впускного вала с еще более узким выпускным валом (уже чем впускной) позволит добиться невероятного момента на низких оборотах.

Немного о моторах с компрессором.

Как вы уже могли заметить, на таблице соотношений давления на впуске и выпуске, то оно в сторону впуска. Двигатели с компрессором используют распредвалы с узкой полной фазой на впуске и более широкий LSA . Если перекрытие на таком двигателе оставить, как на атмо моторе, то компрессор не сможет эффективно наполнять цилиндры т.к. часть свежего заряда просто будет уходить через систему выпуска в момент перекрытия валов (overlap). Это означает, что необходимо использовать более узкий впускной распредвал с более поздним ICA — Intake center angle, чем на атмо моторах.

Избыточное давление на впуске приведет к высокому давлению в цилиндрах в рабочем такте, это означает, что необходимо будет избавится от большего количества отработанных газов. В этом нам поможет более широкая фаза на выпускном распредвале и конечно более раннее ECA — Exhaust center angle.
Что у нас получилось – более позднее ICA и более раннее ECA означает более широкую LCA, а это значит очень небольшое перекрытие (overlap).

Ну и в заключениихочу сказать, что для турбо мотора и настройка, и подбор распредвала сложнее чем для атмо или двигателя с компрессором. До того времени, как турбина набирает эффективную скорость, двигатель ведет себя как атмосферный (с низкой степенью сжатия). Это значит, что для хорошего, быстрого наполнения цилиндров и для производства достаточного количества отработанных газов, чтобы раскрутить турбину, идеальным будет иметь узкое значение LSA (или как следствие значительный overlap). Как только турбина раскрутится двигатель начинает вести себя, как мотор с компрессором и поэтому идеальным будет более широкое LSA.
Турбо мотор с большим избыточным давлением (бустом) и высокими оборотами нуждается в более широких фазах. Основное отличие между турбо мотором и двигателем с компрессором в том, что турбо мотор не передувает поступающий заряд через выпуск в момент перекрытия распредвалов, как это происходит с компрессорными двигателями и поэтому им необходимо открывать впускной клапан раньше. Турбо двигатели нуждаются в более широкой фазе на впускном распредвале, чем при использовании компрессора, но при этом все же более узкую чем в атмосферном варианте.

Турбо компрессор должен выбраться в первую очередь, а распредвал только потом, он выполняет вспомогательную функцию.

Автор: Владимир Шарандин