Отримуйте оновлення в реальному часі безпосередньо на свій пристрій, підпишіться зараз.
Ми продовжуємо серію публікацій про збільшення потужності моторів. У минулій частині ми пройшлися по теорії і зрозуміли, що саме впливає на підсумкові показники в кінських силах, а також розглянули випадки тюнінгу атмосферних моторів. Тепер розберемося з наддувними, адже правильний тюнінг турбомоторов може дати приріст в районі 50% потужності і більш.
Як турбомотор перемогли атмосферники
Тюнінг атмосферников довгий час був вкрай затребуваним, адже в автоспорті наддув був під забороною, як «чітерскіх» спосіб збільшення потужності, до того ж слабо застосовується до цивільних машин. Але все змінилося до кінця 90-х років. Турбонаддувні мотори міцно прописалися спочатку під капотами преміальних і спортивних машин, а потім, після введення моди на тотальний даунсайз, і під капотами малолітражок.
Зараз в Європі атмосферні мотори – просто зникає клас. Більш того, моторів об’ємом більше 1,6 літра на машинах до D-класу включно просто більше немає. Наддувши став масовим явищем, до якого волею-неволею долучаються все покупці європейських машин. Звичайно, можна купити японський. Але чи варто? Адже і в звичайній експлуатації «турбосіли» проявляють себе добре, а вже при тюнінгу …
Будемо чесними. Витрати на тюнінг атмосферних моторів не виправдовують себе, значні вкладення призводять до зростання потужності, але в той же час зовнішня характеристика мотора – ВСХ – стає вкрай незручною для пересування, адже мотор доведеться запекло «крутити».
Не дивно, що зараз більшу частину високофорсованих моторів воліють наддувається. Тюнінг атмосферних двигунів залишається лише там, де турбонаддув все ще заборонено – наприклад, в деяких дисциплінах автоспорту. Якщо ж обмежень немає, то перевага у цього методу переважна.
Загальний сенс турботюнінга
Якщо мотор форсується наддувом, то ми нарощуємо потужність за рахунок маси повітря і, як наслідок, крутного моменту. Ви напевно вже знаєте, що потужність – це розрахунковий показник, який залежить від моменту і швидкості обертання коленвала, а значить без праці зробите висновок: якщо є момент, то обороти можна особливо не нарощувати. Стало бути – полегшена поршнева група, як у атмосферников, нам тут ні до чого.
І навіть якщо високі обороти потрібні, то … потрібно просто посилити конструкцію – за рахунок зниження ККД високі обороти все одно досяжні, і цей шлях форсування не закривається. Оскільки навантаження на наддувний мотор більше, то конструкцію максимально посилюють, адже вона повинна передавати більший крутний момент.
При високому навантаженні потрібне гарне охолодження, тому знадобляться більш товсті поршневі кільця, товсте ж днище поршня, більш високий Жаров пояс, що підсилюють вставки, більш потужні маслофорсункі.
Клапани, особливо випускні – особливо жаростійкі, з натрієвих наповнювачем і ніякого титану – він при таких навантаженнях точно «потече». Максимум спеціальна металокераміка в гоночних конструкціях – вона краще металу тримає температуру і витримує високі механічні навантаження.
Навіть сам блок циліндрів часто вимагає посилення, особливо в нижній своїй частині, яка безпосередньо сприймає навантаження від колінчастого вала і коробки передач. Особлива роль у колінчастого вала. Він повинен витримати все: і високе навантаження, і гаряче масло, і деформації блоку під навантаженням, а значить його доведеться зробити з дуже великим запасом міцності.
Здавалося б, це все досить складно, багато елементів вимагають посилення – куди більше, ніж при форсуванні мотора по оборотах. Але оскільки навантаження на поршневу групу при збільшенні оборотів зростає квадратично, а при збільшенні наддуву – лінійно, і лише поршням дістається сильніше, то це того варте. Це банально простіше виконати. Та й турбований мотор «в стоці» часто має вже оптимізовану за цими параметрами конструкцію, при подальшому форсуванні доопрацювання будуть потрібні лише при дуже значному підвищенні потужності. Не дарма настільки популярний і ефективний чіп-тюнінг.
Гаразд, залізо ми допрацювали. А що зі впусканням? Крім загального поліпшення продувки його конструкцію майже не ускладнюють. Резонансні явища грають свою роль, але при роботі «в бусте» особливої ролі не мають. Тонка опрацювання потрібно або для отримання максимальної економічності, або для реалізації максимальної потужності при наявності обмежень на ступінь наддуву або застосовуються типи турбін.
За ступінь наповнення відповідає в основному турбокомпресор і узгодження його характеристик з двигуном, а також точність настройки на всіх режимах роботи двигуна. Ось впускні канали опрацьовують ретельно: закриття потрібний «вихор» в камері куди важливіше кращого наповнення. Адже це забезпечить краще згоряння, меншу детонацію, високий ступінь стиснення і наддув. А значить буде вище і потужність. Втратами на всмоктування можна знехтувати – турбіна Наддо.
До речі, настільки популярний в атмосферному тюнінгу «портінг» ГБЦ на турбомотор повинен виконуватися з великою обережністю саме тому, що заводська конфігурація впуску ці нюанси враховує. А зробивши канали ширше, можна прибрати таке необхідне закручування потоку на якихось режимах роботи або ж змінити співвідношення між вертикальними і горизонтальними вихорами. В результаті при налаштуванні потужність буде менше, ніж була б без подібної доопрацювання.
Коротше, за тюнінг турбомотора потрібно братися тільки в тому випадку, якщо ви дійсно фахівець. Дилетанти і недовчений автомеханіки можуть запороти мотор, не добившись істотного ефекту.
Деталі, які ми поміняємо
Якщо ви збираєтеся піднімати потужність на 30-50%, то крім чип-тюнінгу вам знадобляться нова турбіна для наповнення на високих оборотах, хороший інтеркулер і доопрацювання паливної системи. Залізо мотора розраховане зазвичай з запасом, його можна не чіпати.
А ось якщо ви задумали підняти віддачу вдвічі або навіть більше, то без заміни блоку циліндрів, шатунів і клонували навряд чи обійтися. Все буде більше схоже на поступове заміщення майже всіх деталей мотора на більш міцні.
Сам блок циліндрів може залишитися штатним, але його підсилюють, а також приймають спеціальні заходи з підготовки. Якщо конструкція блоку так званий Open-deck, тобто з відкритою зверху сорочкою охолодження циліндра, то ставлять термофіксації – елементи, що підвищують жорсткість блоку і зв’язуючі циліндри із зовнішнім корпусом блоку або навіть спеціальну посилює пластину. Самі циліндри можуть бути загільзувати високолегованих чавуном, більш міцним і хімічно стійким.
Головка блоку циліндрів допрацьовується не менш ретельно. Забираються всі компромісні елементи серійного виготовлення, канали впуску та випуску розточуються для отримання оптимальної пропускної здатності і ступеня завихрення. Оптимізується протягом рідини в ГБЦ, направляючі і сідла клапанів виготовляють з посилених матеріалів з більш високою точністю і індивідуально перевіряють.
При підвищенні тиску і температури в камері згоряння навантаження на прокладку ГБЦ зростає багаторазово. Прокладку, відповідно, потрібно застосовувати суцільнометалеву. І дуже міцно її закріплювати. Щільність газового стику можна забезпечити тільки перейшовши на шпильки – вони більш міцно тримаються в блоці циліндрів, менше деформуючи різьблення при затягуванні. Ще для поліпшення газового стику з ГБЦ роблять канавки під одноразові мідні кільця ущільнювачів або буртик на гільзі для надійної фіксації цельностальной прокладки.
Шатуни теж обзаводяться шпильками, якщо раптом раніше використовувалася конструкція з болтами. Логіка така ж, як з кріпленням ГБЦ: менша деформація при затягуванні і найкраща робота різьблення при високому навантаженні.
Повний список доробок навіть у спочатку турбированного двигуна може виявитися куди більше, адже максимальна потужність буває більше 1 000 сил при початкових 200, а ресурс мотора визначається по самому слабкій ланці.
Природно, якість роботи по установці і підготовці елементів повинно бути максимально високим, тому серйозний тюнінг – справа вкрай витратна. Складні сплави і висока точність мехобработки, точний розрахунок деталей навряд чи коли-небудь впадуть в ціні.
приклади
Втім, не будемо витрачати слова – звернемося до кейсам. Скільки коштує якісний атмосферне тюнінг, ви вже знаєте. Тепер пошукаємо вдалі варіанти для моторів з турбонаддувом. Прикладів знову ж буде два: з вельми популярним варіантом доопрацювання фольксвагеновского EA888 і куди менш популярним, але не менш цікавим мотором від «класиків наддувного жанру» Saab.
Саме шведи були піонерами застосування наддуву на цивільних машинах. Porsche 911 Turbo міг купити далеко не кожен, а ось «переможець турбоями» Saab 99 Turbo був уже куди більш масовою і доступною машиною. Динаміка Saab 9000 з наддувним мотором на дорожніх швидкостях була краще, ніж у того ж Porsche, за рахунок впровадження нових ідей його регулювання. Лінійка моторів Saab почала двохтисячних років – вся з турбонаддувом.
Точка відліку – двигун B205E, потужність 150 л. с., крутний момент 240 Нм. У спортивних змаганнях майже не засвітився, хіба що в Hill Climb. Зате в заїзді Long Run на треку Talladega в США машина з більш ранньою версією цього двигуна B204L пройшла 25 тисяч миль на швидкості 227 кілометрів на годину без проблем з мотором.
Оскільки мотор шведський, то і тюнінг на нього нехай буде шведський. Наприклад, від MapTun Performance.
Отримати на цьому моторі 225 кінських сил не варто майже нічого. Це чистий чіп-тюнінг, мотор у виконанні BioPower це дозволяє. Всього 447 євро – і сертифікат ваш. Гарантія та дозвіл на рух по дорогах з таким мотором – теж. Підсумок – 225 л. с. і 340 Нм моменту. Максимум, на що вам доведеться витратитися, це на нові, більш «холодні» свічки, але це витратні матеріали, так що в рахунок їх не включаємо.
А ось 240 кінських сил вже даються складніше, деякі комплекти чіп-тюнінгу доходять і до цієї планки, але MapTun рекомендує вже з «кит» за 688 євро, який включає в себе нові форсунки продуктивністю 630 «кубиків» в хвилину, комплект для їх установки і нові свічки. Власне, все. На виході вже 240 л. с. і 360 Нм на паливі Е85 і 225 л. з і 340 Нм на звичайному АІ-98.
Справжній тюнінг починається з планки 245-250 л. с. Якщо у вашому розпорядженні немає чудесного палива Е85, не турбуйтеся. Всього за 1 002 євро ви можете отримати 245 л. с. і 365 Нм на АІ-98. Комплект додатково включає в себе нову систему випуску після каталізатора і новий турбокомпресор Mitsubishi TD04-15.
Наступний ліміт, 270 л. с., додатково включає в себе вже спортивний повітряний фільтр, повністю нову вихлопну систему і невелику доопрацювання впускання. Коштувати це буде вже 2 364 євро.
Припустимо ще кілька градацій по потужності. А ось уже 315 кінських сил і 420 Нм моменту стоять 3 899 євро для АІ-98 і 3 553 євро для Е85 і додатково вимагатимуть новий інтеркулер, а турбіну для бензину доведеться змінити на збільшену, теж Mitsubishi, але TD04-HL-XT6.
І, нарешті, максимум для цього мотора, який пропонує MapTun, – це 360 л. с. і 450 Нм за скромні 4 559 євро. Втім, на звичайному 98-м результат буде гірше, «всього» 335 коней. До комплекту додається новий комплект поршнів (ковані Wossner) і інші розподільні вали від більш старого мотора Saab B234.
Зверніть увагу, блок і ГБЦ залишилися фактично незмінними, а вихідні 150 сил здаються смішними. Так, «турботюнінг» – він такий.
Гаразд, це рідкісний мотор, і другий приклад буде зовсім «народним», як і машини, на яких такі мотори застосовуються. Сімейство двигунів EA888 включає в себе більше десятка різних варіантів 1,8-2,0 TSI. Вони трохи відрізняються поршневий групою, системою харчування, впуску та турбокомпресорами, і навіть блоком циліндрів і коленвалом, розділяючись на три основних покоління, які охоплюють Gen I – Gen III. Більш того, вони серйозно різняться по потужності. На різних машинах вони видають від 152 до 275 кінських сил, а зустріти їх можна на всіх марках концерну. І вони заслужено користуються популярністю як дуже добре тюнінгуемие мотори.
Подивимося, які цифри обіцяють для дволітрового мотора на Audi A4 В7, який в стандарті видає вже 211 л. с. і 349 Нм.
На цей раз будемо порівнювати на прикладі продукції компанії Revo, яка добре представлена в Росії і славиться невисокою ціною рішення, особливими цінами для росіян і агресивними налаштуваннями моторів в порівнянні з основними конкурентами – APR і BSR.
Перша стадія, або Stage 1 – це саме чіп-тюнінг. Залежно від стану двигуна і палива обіцяють відразу … 257-286 л. с. і 430-471 Нм. Великий розкид обумовлений широкої адаптацією прошивки до умов експлуатації та наявністю пресетів під високооктановий бензин, до 104-го включно. По можливостях це паливо можна порівняти з європейським Е85. Ціна такого рішення – скромні 399 євро.
Stage 2 – це вже від тих же 257 л. с. до 300 л. с. Ціна софта – 499 євро, плюс ще 245 євро за випускну систему і 193 євро за комплект тюнінгу впуску. Підсумкова мінімальна ціна комплекту вже 937 євро, але робота індивідуальна, так і кількість модифікацій двигунів досить велике, так що можливі додаткові витрати. Швидше за все, буде рекомендовано замінити інтеркулер і ТНВД двигуна. У сумі до тисячі євро.
Stage 3 включає в себе ще апгрейд паливної системи і турбіни. Оновлення програмного забезпечення обійдеться вже в 799 євро, але до них доведеться додати ще витрати на нову турбіну К04 за 1 683 євро та 351 євро на новий паливний насос. Результат – приблизно 350 л. с. і 470 Нм моменту. І не забувайте про обов’язкове новому інтеркулере, це близько 1 000 євро. Мінімальна вартість такого комплекту вийде 3 833 євро, не рахуючи додаткових непередбачених витрат.
Що в підсумку?
Як можна переконатися, турботюнінг, особливо до потужності близько 300 л. с., практично на порядок дешевше атмосферного при збереженні «цивільних» характеристик двигуна. А подальше підвищення потужності нехай і коштує дорого, але все ще сильно дешевше аналогічного для атмомотора. При цьому двигун залишається «road legal» – з усіма каталізаторами і системами екологічного моніторингу, що вкрай важливо для звичайних серійних машин. Мені здається, цифри досить переконливо пояснюють, чому тюнінг атмосферних моторів нині непопулярну справу.
