Про степень сжатия для турбо про Лукойл + где атмо берет лошадей.
Что бы не плодить записей смешал все в одном посте.
Пока кручу гайки немного теории. В общем как известно турбо и атмо это разнонаправленные ветви развития. Задача одна, но по разному достигается. Атмо моторы всегда стараются зажать так как повышение СЖ дает существенное повышение КПД и мощности. ( тут про валы чиптюнинг и т.п. не будет только про СЖ) По таблице понятно что в диапазоне СЖ 8-10 единиц повышение СЖ может дать до 10%. Например сток 80 л.с. 10% это уже 88 л.с.
Турбо, или любой другой нагнетатель требует наоборот расжатия двигателя и снижения СЖ. Например 0,5 бара на нивастоковом двигателе требует СЖ 9.2-9,4 это предел на 95 бензине.
И тут ничего не поделаешь ибо форма КС настолько убога что детон даже при такой СЖ почти гарантирован. Шестнарь с его купольной (сферической) КС намного предпочтительнее при тех же 9.4 можно дуть куда больше 0,5 бара ибо и форма правильная и стойкость к детонации высока.
Но мы имеем то, что имеем. Минусы расжатия это не только падение мощности, но и увеличение расхода топлива, что логично КПД падает и при той же порции топлива производится куда меньше работы. Это конечно плохо. В моей ситуации выходит следующее. СЖ моего двигателя из за его начальной ориентации на атмо (он в таком состоянии прошел более 130 тыщ) 9,8 отсюда он чуть мощнее и чуть экономичнее стока плюс объем 1.8 тоже дает свои прелести. Но турбину в такой конфиг поставить нельзя. Двигатель и без нее постоянно звенит детоном даже на 95 бензине. В цифрах конфигурация следующая 84х82,4 объем КС в ГБЦ 30 кубов в поршне 13,79 куба плюс объем прокладки ГБЦ 6,1 куба, что по калькулятору дает СЖ 9,8 или даже чуть больше. Что я делаю для расжатия. Ставлю ГБЦ с КС 33,2 кубов это ГБЦ 2101 с этими кованными поршнями это дает СЖ 9,27. Сток напомню имеет СЖ 9,3- 9,4. Т.е. я укладываюсь с запасом в стоковый конфиг. Значит гарантировано могу дуть 0,4 -0,5 бара. Если бы расточился и поставил литые поршни от ТДМК то при КС в нем 14,8 кубов, СЖ моего двигателя снизилась до 9,1, что прям было бы идеально. Но по ряду причин пока это не мой путь.
Теперь по железу. Оказалось состояние цилиндров и колец близко к монтажному зазору. Для новых деталей зазор в замке колец 0,45 у меня стоявшие выдают 0,6 а новые которые ставлю 0,55 т.е .очень близко к параметрам нового двигателя. Предельный зазор после которого нужен ремонт по мануалу 1 мм. Т.е. это очень не скоро. Поэтому докатываю существующий конфиг с новыми кольцами раз уж залез. Теперь о расходе масла. Расход был приблизительно 1 литр на 1000 км. Как оказалось залегли маслосъемные кольца. Я не думаю, что это из за лукойла видимо просто совпало. Двигатель изнутри чист.
Напомню всегда было масло Зик и только две или три последних замены был Лукойл. На фото видно состояние МС колец.
Для справки инфа по объемам.
Объем КС в поршнях: сток 12,2, поршни под ход 84мм — МАМИ 13,79, ТДМК 14,8
Объем ГБЦ сток 30 кубов, 2101 – 33,2 куба, 2130 -34,3 куба
Если кому-то интересен 1 бар, то СЖ в таком случае должна быть 8,1 8,2. Все это справедливо только для классического 8 клапанного мотора. На баре мощность около 180 л.с.
По калькулятору с разной конфигурацией можно получить необходимую СЖ. Есть конечно специальные турбопоршни, но это отдельная история. Я думаю в этой записи много полезной информаци которая найдет свое применение в деле.
И еще распорка. А она будет такая
Всем добра удачи драйва.
Турбостроение
Турбостроение — личный опыт. Хочу остановиться на узких местах при постройке мотора с турбонаддувом.
Выберите степень сжатия — если используете турбину низкого давления, до 0.6 кгс/см2, нет смысла сильно разжимать мотор — прожорливость его ощутимо увеличивается вне зависимости от режимов движения.
(*** комментарий: под 95 бензин — под наддув 0.5 бара вполне подходит степень 10-10.3, под избыток 0.6/0.7 бара степень можно сделать 9-9.3, под наддув 0.9 бара степень сжатия следует сделать не выше 8.2-8.3, ну а если собираетесь дуть бар и больше, тогда желательно ССЖ делать не более 7.8)
Пройдемся по общим местам — от размера турбины и компрессора зависит характер крутящего момента (или хороший низ или верх).
ККК-03 очень маленькая, дует практически с хх, зажигалка.
TF-035 от европейского форестера 150 лс чуть больше, буст с 2000, для города неплохо но верх ощутимо завален.
TD-04L практически стандарт для турбо таза. Хорошо едет, буст с 2500-2700 примерно.
VF-23 стоит сейчас и очень нравится. буст с 3400-3500, выхлоп не затыкает. расчитана на штатные 0.9
Передув очень нежелателен, я угробил таким образом 2 турбины, на одной прихватило подшипник к оси и разорвало, на другой приварилось кольцо газодинамического уплотнения со стороны выпуска.
Покупать бу турбины крайне желательно прямо из-за бугра или с контрактных моторов. Мой выбор injapan.ru Очень удобно и не дорого (дешевле барыжных разборок, при значительно лучшем состоянии), при определенном навыке можно отхватить весьма сладкие варианты. У нас как обычно продают ушатанные, за РЕДКИМ исключением.
Купленная бу турбина должна быть отмыта. Для этого лучше использовать очиститель карбюратора ABRO, остальные либо фуфло либо тоже фуфло. Этот же отъедает все практически. Снимаем улитки и трубки. крыльчатки оберегать от любых силовых воздействий. Берем полиэтиленовый пакет, кладем туда картридж и заливем промывкой. Оставляем на несколько часов закрытым, потом промываем еще и еще. Обычно много черного выливается. После заливаем масло через слив, покручивая ротор добиваемся что бы масло попало в подшипники, сливаем лишнее, собираем.
Распредвалы однозначно штатные, так как фазы у них применительно к турбо широкие, почти спорт. Если очень хочется потратить деньги на нештатные распредвалы, для турбо они должны иметь фазы уже штатных, а подъем больший. Этим мы снижаем эффект обратного выброса смеси во впуск, наполнение на низких частотах вращения кв увеличивается, а в наддувных режимах наполнение обеспечивает комрессор турбины.
Однако при необходимости «рекордов» на стенде валы ставят широкофазные, смесь хотя и улетает в выхлопную трубу, охлаждает камеру сгорания, позволяя сжечь без детонации больше топлива.
ресивер — если нет проблем с компоновкой, руководствовадся надо теми же принципами, что и для атмосферного. на донаддувных режимах ресивер должен работать, это и длинные трубы и относительно большой объем. заслонка штатная, ее хватает.
если у вас 2108-099 не поленитесь сделать съемной верхнюю панель, на которую крепится замок капота. Это очень облегчит жизнь при манипуляциях с ресивером и радиатором. Делается это просто — штатную отсверлить и обрезать, оставив по бокам около 150мм, приложить сверху новую и сверлить отверстия по месту по местам точечной сварки или чаще. обязательно закрепить к усилителю в районе замка капота. Из плюсов — у меня стоит пассик 3 литра гурм. Без такой панели это очень проблематично ставить.
Резинки на рессивере — из армированных патрубков МБС резины или похожие, силикон например, так как штатные рвутся. Желательно закрепить ресивер к гбц, приварив пластинки. у меня его срывало.
Выбор поршней — личное дело каждого, я ездил на лыткаринских интеллект-авто (без проблем 0.9 ) и на мамишных сейчас — тоже без проблем до 1.4 кгс/см2. Либо проверенный вариант литые нивские (у них небольшое тепловое расширение, толстое дно, и демократичная цена).
Как правило поршень разрушается не от давления и нагрузок, а от детонации из за бедной смеси и в первую очередь, неправильной степени сжатия — большого давления наддува, неправильного угла опережения зажигания.
что понравилось в мамишных — толщина днища с запасом.
Кольца — (это мое мнение) практически самое лучшее из доступного SM и MAHLE.
плита — усилитель на кв. есть много разных мнений о ее необходимости, но я поставил. Плит есть 2 вида — или напроход крепится за шпильки постелей кв, или в крышках сверлятся отверстия под болты м6, и ими притягиваются. Второй вариант пришел из автоспорта, такая конструкция проще для сборки. Первый вариант при неправильной установке деформирует блок и кв закусывает в подшипниках. Кроме того, плита, поставленная на герметик сопливится маслом у насоса. Видимо там нужно использовать тонкий прокладочный картон. Поддон ставится на толстый паронит. Маслоприемник необходимо наростить на толщину плиты, иначе отливы масла вас достанут.
Форсунки — мною использованы низкоомные 2.1 Ом 360 сс/мин. от митсубиси GT3000. ЭБУ Январь 5.1 с ними работает без проблем, при подключении по следующей схеме :
в цепь каждой форсунки включаем последовательно балластный резистор номиналом 6.8 Ом. Резисторы удобно разместить в жгуте форсунок, подав через них «+», минус идет через драйвер контроллера. Резистор необходимо ставить проволочный на 5-20 Вт. Резисторы использовать отечественные — трубка из керамики зеленого цвета с плоскими выводами. белые прямоугольные импортные не ставьте, они разваливаются от вибрации — на одном сопротивление само поменялось в меньшую сторону и контроллер выдал ошибку «замыкание форсунки», отваливались выводы.
лаг можно оставить тот же что и на вазовских, он изменяется в даже в меньших пределах чем с высокоомными форсунками, при настройке по широкополосной лямбде это можно скорректировать вручную при наличии OLT и LC-1.
Бензонасос – использован VDO от ауди, применяется для моторов от 2 до 4.2 литра, встает в корпус без переделок, сетка необходима от инжекторной классики, предохранитель 20А, провод менять на 4мм2
Рампа – переделал под шланги, трубки лопаются от вибрации, рдт выносной, на сайте team-rs есть эскиз проставки
Модуль зажигания – перенести от турбины, лучше на растяжку стоек, там нет вибрации, и не придется менять модули раз 1.5-2 года из за обрыва алюминиевых проводков залитых гелем.
Коллектор — отдельная тема. Нержавейка ANSI 304 (весьма бюджетно), желательно L — углерода меньше, она пластичнее, 321(дорого и нет), или 08Х18Н10Т (отводы из нее дорогие)
Я делал коллекторы из ст.20, не понравилось то, что они обгорают, и если окалина попадает в крыльчатку, лопатки турбины могут пострадать. обороты там 100-130 тыс/мин, малейший дисбаланс и ротор разносит подшипники, так что экономия на стоимости коллектора выйдет боком.
Есть мнение, что коллектор из нержавейки ненадежен, но ничего не лопается, и не выгибается если нормально делать. Что бы понять как работает выпускной коллектор, представьте что с ним происходит при нагреве. Материал увеличивается в объеме и линейных размерах в соответствии с коэффициентом теплового расширения, пропорционально температуре. Отвод при нагреве разгибается, труба удлиняется. Если вектор сил теплового расширения направлен навстречу друг другу, возникают изгибающие моменты, а так как прочность нержавеющих сталей при высокой температуре остается значительной, то изгибающую нагрузку воспринимают крепеж и прокладки. При «удачном» стечении обстоятельств вытягиваются шпильки из гбц, а про пробой прокладки можно и не говорить. при прочном крепеже, или жесткой конструкции возникают усталостные трещины, заваривать которые бесполезно в том числе и из за деградации материала.
В соответствии с вышесказанным нужно конструировать коллектор, расположив трубы так, что бы при тепловом расширении вектор сил был бы направлен в одну сторону. Очень хорошие примеры для повторения есть на сайте full-race.com. Не надо ничего изобретать, надо повторить.
Также 99% правильных коллекторов имеют разрезные фланцы к гбц, или оставлена скрепляющая полоска для сборки под сварку, это дает возможность контролировать отсутствие внутренних напряжений конструкции.
Сварка полуавтоматом в среде со2 — науглероживание, карбиды в шве, пористость из за воды в газе. можно на смеси с нерж проволокой но аргонник удобнее.
присадка желательна ANSI 316L, как более пластичная чем 308, но можно и нихром подходящего диаметра (2-3мм). Стыки прямых трубок желательно торцевать на токарном без фасок, на гибах торцы под сварку пройти напильником. Варить с поддувом внутрь трубы. Простейшее приспособление – силиконовая трубка, на конце кусок металлической, обмотанный комом алюминиевой фольги, с другой стороны затычка из фольги, поддув 1-2 л/мин. Горелка лучше всего с газовой линзой например SR-9 электрод 1.6, аргон ВЧ 5-7 л/мин. Газовая линза дает возможность выдвинуть электрод на 2-3 см, чтот бы подлезть в труднодоступные места. Газ нормальный в москве только в Балашихе на AGA, контора Linde Gas при балашихинском кислородном заводе.
Мой последний вариант коллектора также подсмотрен у фул рейса — рога должны иметь возможность отгибаться при нагреве, и не в друг друга, а в одну сторону. Проверка временем подтверждает правильность выбора конструкции.
Выхлопной патрубок от турбины я повесил на 2 гофры сразу после отвода на выходе турбины и перед резонатором — полностью разгрузив турбину и коллектор от нагрузок, вызванных перемещением резонатора и глушителя. Все эти подпорки с косынками — чистой воды колхоз, ни в одной серьезной инсталляции такого не видел. Кроме того, жесткая подпорка только перегрузит коллектор, не давая ему перемещаться при тепловом расширении.
Диаметр выхлопа — сразу ориентируйтесь на 60-67мм, что бы потом не переделывать. 63.5х1.5 оптимальный выбор. 51 труба реально затыкает выпуск, провоцирует детонацию
Интеркулер — я использовал от сааба, как наиболее эффективный и дешевый.
Перепускной клапан (байпас)
Перепускной клапан — штатный от субару. Что характерно у нее там 2 клапана — у турбины и на интеркулере. и не это не просто так — при давлении в полторы атмосферы при закрытии дросселя возникает скачок давления и правильнее его сбрасывать двумя клапанами. Если давление 0.9- 1.0 достаточно одного. Лучше чем от субару — штатный от эво, имеет больший диаметр
Подвод масла к турбине и слив с турбины:
Подвод масла. Для меня самое простое оказалось использовать гудрич 600 серии как на трмозные магистрали. в гбц ставится тройник от 2106 на датчик давления масла, к нему аргоном приварил кусок с резьбой болта переднего тормозного шланга от Нивы. У него на конце выборка, а у гудрича есть фитинг с выступающим конусом.
Почему не трубка? Трубки у меня лопались, с фторопластовым шлангом таких проблем нет.
Любая грязь в шланге, в масле — конец турбине, отнеситесь к этому серьезно. Подвод масла в штатных инсталляциях имеет дроссель в виде калиброванного отверстия, находящийся в трубке или в ее банжо-болте. дроссель необходимо оставить.
Слив масла — только в блок. Идеально подходит трубка от митсубиси GT3000 — длинная и с гофрой. 2 винта или шпильки в блок. Или ввертыш под 14мм медную трубку с развальцовкой. Все остальные варианты в поддон имеют проблемы совместимости с валом привода. Крайне желательно что бы не было резинок напротив коллектора, за месяц они превращаются в уголь, трескаются и при каких либо манипуляциях отваливаются. После пары лет траходрома со сливом, на последнем моторе стояла газовая подводка — постоянно сопли в соединениях, поставил резиновые шланги в нерж оплетке — гудрич 200 серии D12 (мастер-спорт), отойдя от коллектора отводами и трубкой 18мм, приварил резьбовые части 1,1/16 (куплены в Ханса Флекс). Получилось относительно дорого, но я просто забыл об этом узле.
Шланги. все резиновое и пластмассовое рядом с турбиной не живет, если только это не машина выходного дня. Шланги трескаются, пластик коробит. Желательно сделать металлические трубки к печке, оставив резиновыми короткие участки. Трубку от помпы нужно использовать от карбюраторной версии – один шланг печки будет проложен по безопасному маршруту. У многих на охлаждение турбины тянутся длинные резиновые шланги, что не здорово — трубки надежнее.
верхняя опора двигателя — крайне желательно ее задействовать, иначе со временем нижняя балка будет выломана. Что бы вы там не варили, лопается от усталости. Нужен самодельный кронштейн, и при проектировании коллектора сместить турбину.
Нижняя задняя опора двигателя – под нее необходимо приварить пластину-усилитель из 3мм металла, охватив балку, так как в этом месте происходят пластические деформации (крутящим моментом мотора), опору в итоге отламывает с куском кузова. По этой же причине нежелательны «спортивные» опоры.
Сцепление — 2108 не держит, с оговорками можно сказать что держит 2112 с 06 диском и корзиной вис, такой конфиг пока новый, неизвестно что будет при выработке на маховике. хочется конечно RCS от сакса 184 на 08 маховик, но дорого.
Выбор ряда — не ставьте короткие ряды и пары — это жужжалка получается, колеса в букс и все.
Масляный радиатор – у меня стоит, но на зиму его желательно отключать, мотор не прогревается. Или ставить проставку с термостатом
система охлаждения — в пределах 250 сил хватает штатной. есло вам не хватает, она или неисправна или мотор не настроен.
Степень сжатия турбомоторов
Прежде чем приступить к обсуждению степени сжатия и давлению наддува, важно понять, что такое кнок или детонация. Детонация — это опасный процесс, вызванный спонтанным быстротекущим сгоранием топливновоздушной смеси в цилиндрах. Этот процесс вызывает резкие и большие по величине всплески давления в камере сгорания ведущие со временем к механическому разрушению поршневой группы и износу вкладышей.
Основными факторами, вызывающими детонацию являются:
— Естественная склонность самого мотора к детонации. Поскольку все моторы имеют свои конструкционные особенности, нет простого и однозначного ответа как лучше. Форма камеры сгорания, расположение в ней свечи зажигания, диаметр цилиндра и степень сжатия, качество распыла топлива — все это влияет на склонность или, наоборот, устойчивость конкретного мотора к детонации.
— Внешние условия. В турбомоторах параметры всасываемого турбиной воздуха, его температура и влажность, а также параметры воздуха, который попадает в цилиндры после турбины, влияют на склонность к детонации. Чем выше наддув, тем больше температура воздуха, поступающего в цилиндры, и тем больше вероятность возникновения детонации. Интеркулер с хорошей эффективностью охлаждения сжатого воздуха значительно помогает в борьбе с детонацией.
— Октановое число топлива. Октан — это величина показывающая стойкость топлива к возникновению детонации. Октан типовых гражданских бензинов находится в диапазоне 92-98 единиц. Специальные спортивные виды топлива имеют октан 100-120 и выше единиц. Чем выше октан, тем более стойким является топливо к возникновению детонации.
— Настройки блока управления. Угол зажигания и соотношение воздух/топливо значительным образом влияет на склонность или устойчивость мотора к детонации в различных режимах.
СЖ заводских моторов будет разной для атмосферного и турбомотора. Например стоковый мотор Honda S2000 имеет СЖ равную 11.1:1, в то время как турбомотор Subaru WRX имеет СЖ 8.8:1.
Существует много факторов влияющих на максимально допустимую СЖ. Нет одного простого ответа какой она должна быть. В общем случае, СЖ должна быть выбрана максимально возможной для предотвращения детонации, с одной стороны, и обеспечения максимального КПД двигателя, с другой. Факторами влияющими на выбор СЖ в каждом конкретном случае являются: октановое число применяемого топлива, давление наддува, температура воздуха в предполагаемых режимах эксплуатации, форма камеры сгорания, фазы клапанного механизма и противодавление в коллекторе.
Многие современные атмосферные моторы имеют хороший дизайн камеры сгорания и большую стойкость к детонации, что при правильной настройке блока управления позволяет устанавливать на них турбонаддув не меняя заводскую степень сжатия.
Обычной практикой при турбировании атмосферных моторов является увеличение мощности на 60-100% относительно заводской. Тем не менее, для значительных значений наддува требуется уменьшение заводской СЖ.
AFR или соотношение воздух/топливо.
При обсуждении вопроса настройки двигателя, выбраный AFR, наверное, наиболее часто встречающийся вопрос. Правильный AFR имеет крайне высокое влияние на общую производительность и надежность мотора и его компонентов.
AFR определен как соотношение количества воздуха зашедшего в цилиндр к количеству зашедшего в него топлива. Стехиометрическая смесь это смесь при которой происходит полное сгорание топлива. Для бензиновых двигателей стехиометрией является соотношение 14.7:1. Это означает что на каждую часть топлива приходится 14.7 частей воздуха.
Что означают понятия бедная и богатая смесь? Более низкие значения AFR означают меньшее количество воздуха относительно топлива и такая смесь называется богатой. Аналогично, большие значения AFR означают больше воздуха относительно топлива и называются бедной смесью.
Например:
15.0:1 = бедная
14.7:1 = стехиометрическая
13.0:1 = богатая
Бедная смесь ведет к повышению температуры горения смеси. Богатая — наоборот. В основном атмосферные моторы достигают максимальной отдачи на смеси, несколько богаче стехиометрии. На практике ее держат в диапазоне 12:1. 13:1 для дополнительного охлаждения. Это хороший AFR для атмосферного мотора, но он может в некоторых случаях быть крайне опасным в случае с турбомотором. Более богатая смесь снижает температуру в камере сгорания и повышает стойкость к детонации, а также снижает температуру выхлопных газов и увеличивает срок службы турбины и коллектора.
Реально при настройке существует три способа борьбы с детонацией:
— уменьшение давление наддува
— обогащение смеси
— использование более позднего зажигания.
Задачей настройщика является поиск наилучшего баланса этих трех параметров для получения максимальной отдачи и ресурса турбомотора.
2 сентября 2014, 8.2KКомментарии
Почему при установке турбины на автомобиль уменьшают степень сжатия?
Расстояние от поршня до головки у атмосферников меньше чем у турбовых, поэтому блок не выдержит воспламенение большой массы топливовоздушной смеси задуваемого турбиной, да и из за меньшей камеры сгорания топливной смеси будет поступать гораздо меньшее количество по сравнению с камерой уменьшенной степенью сжатия. Но если ставить просто нагнетатель с небольшим давлением то можно оставить былую степень сжатия, только перепрошить мозги ну и ковку вместо стоковых поршней желательно.
Остальные ответы
Все зависит от движка!
Если у тебя двигло от феррари, то он сцуко крепкий — ставь хот 20 турбин.
А если воткнешь турбу в тазик, даш газку раз.. . два.. .
Глядишь клапана твои на дороге лежат.. .
Кусочек коленвала. .
Тоесть необходимость есть уменьшать на стандартных движках, зависит от геометрии КС.
Иначе исходя из прочностей составляющих двигателя.
Тоесть детали вставляем покрепче, очень-очень кованные поршни и т. д.. .
Лучше уменьшать путем не поднятия головы, а либо установкой поршней с выемкой либо шатунов покороче.
Похожие вопросы
