enginepower.pro
  • Главная

Тюнинг ГБЦ часть 4

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

В части 2 Тюнинг ГБЦ  я рассказывал о преимуществе ГБЦ с 4 клапанами в сравнении с 2 клапанами на цилиндр, а также считаю, что это вопрос спорный. К тому же у меня сейчас подопытный автомобиль, на котором отлаживается система flexfuel именно 1.4 литра шкода фабиа (8 клапанов) и до 3500-4000 оборотов она едет на порядок лучше чем 1.6 литра 16 клапанов.

Главное, вы должны понять, что для достижения, повышения мощности, момента не достаточно просто увеличить наполняемость цилиндров (увеличив, расточив каналы). Как я уже много раз писал, на малых оборотах скорость патока поступающего заряда в каналах не высокая, и конечно в связи с этим сильно страдает наполняемость. Есть две составляющие на которые следует обратить внимание для увеличение момента на малых оборотах:

А. Улучшение наполняемости при малом подъеме впускного клапана (скажем в момент его закрытия). Об этом говорилось в предыдущих постах (седло клапана, улучшение анти реверса потока, проходное сечение канала…)

Б. Организовать как можно более эффективное горение смеси. В этом вопросе нам поможет хорошо организованные завихрения.

Существует два вида завихрений (смотри иллюстрацию вТюнинг ГБЦ часть 3 Swirl и Tumble. Swirl – завихрение вокруг вертикальной оси (как стрептизерша вокруг своего шеста крутится). ГБЦ с 2 клапанами на цилиндр имеет конструктивную тенденцию к этому виду завихрения, а как это улучшить мы рассмотрели уже.

С другой стороны ГБЦ с 4 клапанами на цилиндр не любит вообще стриптиз, кручение вокруг вертикальной оси ( нет конструктивной тенденции к swirl), но имеет склонность к tumble – завихрениям вокруг горизонтальной оси (это как гимнаст крутится на турнике)

С лева ГБЦ с 4 клапанами, с права с 2 клапанами на цилиндр.

На первый взгляд, влияние обоих видов завихрения должно быть одинаковым, это так и есть, Но до момента, когда поршень достигает верхней мертвой точки ВМТ, здесь ситуация меняется кардинально. Горизонтальное завихрение (tumble) которое используется в ГБЦ с 4 клапанами прекращается, а вот вертикальное (swirl) нет. К тому же наш гимнаст на турнике (tumble) отказывается вращаться когда степень сжатия выше 11/1. Все это приводит к замедлению процесса горения. В дополнение к недостаткам ГБЦ с 4 клапанами имеет склонность к выпуску свежего заряда через выпускные каналы в режиме оверлап (когда открыты впускные и выпускные клапана) пере продувка цилиндров (over scavenging) – что в свою очередь ухудшает момент на низких оборотах и увеличивает расход топлива. (эта проблема элементарно решается при доработке ГБЦ)

Если вкратце, а то дополнение к части 3 может превратится еще в несколько частей, то хорошие ГБЦ с 2 клапанами на цилиндр с адекватным соотношением размера клапанов (каналов) к диаметру цилиндра и ходу поршня всегда выдаст больше мощности на малых и средних оборотах (1000-3500 оборотов) в сравнении с 4 клапанами на цилиндр при одинаковом объеме двигателя. Но при этом, 4 клапанный двигатель ощутимо выигрывает на оборотах выше 4000. Если посмотреть исторически, то 4 клапанные головы изначально были сконструированы для гоночных моторов с возможностью выдавать максимальную мощность на значительно более высоких оборотах и только в последствии стали популярными у производителей гражданских автомобилей. Такие моторы в стоке ОБЫЧНО показывают пик мощности где-то на 6000-6500 (есть много исключений). Но только вдумайтесь 90% времени, обычный водитель использует свой мотор в диапазоне 1500-3500 оборотов.

К чему я все это пишу, раньше я рассказал о преимуществах 4 клапанных ГБЦ, теперь мы рассмотрели их недостатки, а так же преимущества ГБЦ с 2 клапанами. Тот факт, что 2 клапана на цилиндр ГБЦ более эффективна в диапазоне малых и средних оборотов неоспорим. Именно поэтому производители гражданских автомобилей стали уже давно внедрять различные системы Изменение фаз газораспределения ( VVT variable valve timing) что в свою очередь реально ситуацию улучшило, но и удорожало.

Я предлагаю рассмотреть варианты, кроме Изменение фаз газораспределения, что или как возможно улучшить ГБЦ с 4 клапанами на цилиндр, используя преимущества которые присутствуют у двигателей с 2 клапанами. Как совместить, ведь очевидно, что один из факторов, это вертикальное завихрение, которое отсутствует в данных моторах. Или просто, надо добавить стриптиза в 4-х клапанные ГБЦ, помочь гимнасту – совместить swirl и tumble.

Я знаю, что многие мои знакомые будут смеяться (у меня всегда ФОРД самый лучший), но факт остается фактом. Автором изобретения является Douglas David, а патентообладателем (первоначальным) Ford Global Technologies, Inc. Данное изобретение является прародителем всех современных систем Variable Swirl Control System. Не надо эту систему путать с TUMBLE GENERATOR VALVE (TGV) которая используется в Субару (и ее многие удаляют)

Идея заключается в установке регулируемой заслонки в один из впускных каналов, а не в ранер, как у Субару. Variable Swirl Control System получила широкое признание у всех производителей, они имеют различные названия, но принцип один – добавить завихрений вокруг вертикальной оси — Swirl

Привожу примеры — Mercedes 2004: V6 CDI (с права) и BMW Diesel Technology 3.0-litre Diesel (с лева)

Это одна из причин, почему современные турбодизеля имеют такие потрясающие показателя на низких, малых оборотах ( с учетом, что имеют ГБЦ с 4 клапанами на цилиндр). Конструктора BMW добавили не просто стриптиза (swirl) они создали шедевр вращения потока вокруг вертикальной оси (swirl)

Из рисунка очень хорошо видно, что при закрытой заслонке, расположенной в одном из ответвлений впускного канала происходит закручивание поступающего заряда, далее с повышением оборотов и нагрузки заслонка открывается для достижения максимальной наполняемости.

В свое время, при постройке гоночных моторов с 16 клапанными ГБЦ для организации дополнительного завихрения и как следствие улучшения низов, я использовал кастом распредвалы, в которых были разные впускные кулачки. Вариантов много, но лучше всего работает, когда один кулачок имеет на 5-7 градусов меньше полную фазу (duration — о распредвалах писал 3 поста) и при этом имеют одинаковый Lobe separation angle (LSA) — общий развал кулачков.

В таком варианте существенно улучшался момент на низких оборотах и незначительно срезалась верхушка.

Многие могут подумать, а причем здесь портинг, доработка ГБЦ? Все выше приведенные варианты, используемые производителями доказывают эффективность организации вертикального завихрения в моторах с 4 клапанами на цилиндр. Значит при портинге необходимо всегда об этом думать. Как улучшить на 8-ми клапанном моторе (2 клапана на цилиндр) я уже в предыдущем посте рассказал. Теперь стоит рассмотреть некоторые варианты с 16 клапанными головками (4 клапана на цилиндр).

David James Martin автор следующего изобретения

С виду обычная головка, но вот почему здесь присутствует swirl вертикальное завихрение? Ответ – все элементарно, разный размер клапанов и каналов, причем, как впускных так и выпускных. Данная процедура достаточно сложная и дорогая, но офигенно эффективная.

Так же, при таком подходе оптимизации каналов, камеры сгорания, желательно уделить внимание и высоте расположения седел клапанов. Выше, мы рассматривали проблему — пере продувка цилиндров (over scavenging) на данном типе головок в режиме оверлап. Для улучшения необходимо выпускной клапан посадить глубже

В таком случае, образовавшаяся ступенька ограничит, уменьшит выход, утечку свежего поступающего заряда через выпускной канал.

Тюнинг ГБЦ часть 5  

Автор: Владимир Шарандин