Шток частина 2

Рейтинг: 5/5

Нещодавно побував на етапі Чемпіонату Європи з драг рейсингу. Чесно скажу, був сильно вражений. Причин на те було кілька. Перша - кількість глядачів мене вразило (дуже багато), на тлі кільцевих гонок, де тільки знайомі, друзі, родичі, то тут тисячі людей.
Друга причина - технічна підготовка. Це просто фантастика, так все просто, роби що хочеш, обмежень по досягненню потужності дуже мало. Відповідно бюджет не порівняно менше, ніж в профі кільцевих гонках або ралі.

Ось Вам приклад деяких тех. тонкощів

Уважно подивіться на випускний колектор, пам'ятайте, про що ми говорили раніше, тут дуже сильний пік потужності, добре це чи погано, все залежить від багатьох інших застосованих рішень, але машина їде 8.3 секунди - швидко це або повільно?

Або ось, класичний варіант випускного колектора, розрахований на 2 імпульс. Тут потужність "розмазана", менше пік, але більш широкий діапазон впливу випускного колектора.

Але ця машина цікава не випуском, а впусканням. Все геніальне до елементарності просто. Вільний впуск або індивідуальна заслінка (дросель) на кожен циліндр. На 8 циліндровому моторі індивідуальні дроселя менш ефективні ніж добре зроблений ресивер і ця різниця значна. Тут же, для стабілізації потоку, у кожного дроселя як би свій ресивер. Тому на фото це не раннери, як би, відкриті індивідуальні ресивери.

Тут добре видно, що і коли відбувається. Тепер приберемо циліндри і розглянемо докладно діаграму розподілвалів.

Раніше ентузіасти тюнінгу добре розбиралися в Фазування (cam timing) тобто момент відкриття, закриття впускного і випускного валу. Метод дуже простий і дуже правильний. Позначається так 24-60 / 60-24 - впускний клапан відкривається 24 * перед ВМТ (BTDC), закривається 60 * після НМТ (ABDC). Випускний клапан відкривається 60 * перед НМТ (BBDC) і закривається 24 * після ВМТ (ATDC). Це називається фазування распредвала.

Advertised duration метод вніс багато плутанини. Точну фазу дуже складно визначити, наприклад різниця між гідро і жорстким штовхачем становить 10-15 градусів. Тому був введений новий спосіб позначення 0.05 inch. Багато хто відразу помітили, що цей метод більш зручний і точний. Якщо візьмемо типовий вуличний (4 клапана) мотор з ступенем стиснення 10.5, з тюнігових впусканням і випуском то найбільш підходящих вал повинен мати повну фазу при 0.05 in duration - 215-230 градусів з гідрокомпенсаторами, і 230-240 * з жорсткими штовхачем.

2. Lobe separation angle (LSA) - загальний розвал кулачків. Часто ще називають Lobe Center Angle (LCA)
3. ICA - Intake center angle або Intake Centerline - момент максимального підйому впускного клапана
4. ECA - Exhaust center angle або Exhaust Centerline - - момент максимального підйому випускного клапана

Якщо ICA реально показує момент в градусах після ВМТ коли максимальний підйом клапана (кулачка), або ECA - перед ВМТ, то Lobe Center Angle LCA (LSA) трохи складніше, він вираховується за формулою: LSA = (ICL + ECL) / 2

Сорі, прохання підкажіть як при використанні програми буква зю писати твердий знак (у мене немає російської клавіатури) поради типу купи російську залиште при собі

- EVO - відкриття випускного клапана
- IVO - відкриття впускного клапана
- EVC - закриття випускного клапана
- IVC - закриття впускного клапана

- OverLap - перекриття, момент, коли впускний і випускний клапана відкриті. Overlap = IVO + EVC

Щоб добре відчути роботу розподілвалів, ви повинні завжди пам'ятати вище наведену діаграму, схему - ЦЕ ДУЖЕ ВАЖЛИВО (тримайте її під рукою на початку)

Я вам напишу формули, але маючи перед очима схему ви завжди самі все зробите. Ось основні: - ICL = (Intake duration / 2) - IVO,
- ECL = (Exhaust duration / 2) - EVC, або ECA = (2 * LCA) -ICA
- LSA - (ICA + ECA) / 2
- overlap = IVO + EVC, або ((InDur + ExDur) / 4-LSA) * 2

Для чого це треба знати всякі ICA, ECA, LSA? Якщо ви уважно подивитеся на діаграму, то побачите, що ці значення не змінюються в залежності від методу вимірювання повної фази при 0.05 inch або advertised seat-to-seat duration. І, отже, якщо Ви з ними подружитеся, то у вас не буде проблем з розумінням.

У распредвалах ще є таке поняття як підйом клапана (Cam lift). Сам по собі підйом жодним чином не впливає на потужність, так як при підйомі клапана на 25% від його діаметра. повітря більше не надійде (при дуже великому підйомі тільки погіршиться).

Навіщо ж тоді спортивні машини використовують великий підйом кулачка? Відповідь проста - збільшується швидкість підйому і не більше.

Також існують розподільні вали з більш агресивну форму кулачка (наприклад, Cran's cam) У них також більш інтенсивно відбувається підйом.

Тепер ви розумієте, що просто значення повної фази advertise duration не дають нам інформацію про распредвали. Навіть якщо ми не говоримо про найголовніше - моментах відкриття і закриття клапанів (їх фази), повна фаза також некоректна - залежить від підйому, форми кулачка, виду штовхача (а їх багато видів і типів).

Ну ось, тепер ми можемо перейти до найцікавішого, як підібрати, від чого залежить распредвал тому ми тепер можемо розмовляти однією мовою.

Пропоную подивитися на стандартну специфікацію распредвала, в даному випадку для мотора Дюратек 2.0 Форд

Рекомендації виробника - hot street - dirt track. і все, так широке поняття.

Що важливо тут дивитися:

повну фазу впускного клапана при підйомі 1 мм - 242 * (в даному випадку не 0.05 inch, так часто роблять, Європейські виробники при 1 мм), далі нам необхідно для повної картини ICA, ECA і в принципі цього достатньо, все інше можна і самому порахувати, але у них чудова карта, де і так все вказано timimg @ 1.mm - 11-52 / 42-10. Залишилося вирахувати Lobe separation angle (LSA) - загальний розвал кулачків - LSA - (ICA + ECA) / 2. LSA = 108, Overlap (перекриття) - 21, і Total Cam advanca (випередження або затримка), в даному випадку затримка (retard) 2 градуси.

Так вал дуже прикольний, мені видається не вдалий в тому варіанті як вони пропонують встановити. За їх специфікації виходить, що необхідно мати ступінь стиснення як мінімум 12.5 (ну в принципі стандартна FIA дозволена для ралі, гонок) хорошу систему впуску, і випуску. Коротше якщо ви просто встановіть ці вали на ваш мотор (стік) дюратек, то особливо вас це не порадує.

- більше хід поршня (stroke) - ширше повна фаза (duration)
- вище ступінь стиснення - ширше повна фаза (duration)
- вище обороти двигуна - ширше повна фаза (duration)

Якщо ми почнемо далі робити наш мотор дюратек 2.0. як пам'ятаєте з першої частини ми не збиралися чіпати сам мотор (його блок) тобто ступінь стиснення 10.8 залишається, то нам для цих цілей, пік потужності при 7200 оборотів, підходить впускний распредвал з повною фазою при відкриття клапана 0.05 дюйма - 236 градусів. В принципі цей вал від фірми CAT CAMS duration 242 @ 0.05 нам за цими параметрами підходить (там втрати будуть мінімальні) та ще й можливість надалі підняти обороти. Але що ж не так, чому не буде при такій встановлено (як написано в специфікації) відчутного приросту потужності?

Тепер прийшов час все підсумувати, то що було в 1 частини і тут. Як я вже писав в двигуні 7 процесів, подій, які пов'язані між собою. Ефективність цих процесів залежить від фразування розподілвалів, а саме від (EVO, EVC, IVO, IVC) відкриття і закриття клапанів, а за це відповідає распредвал (розподільні вали).

EVC і IVO не так важливі по окремості, але ось разом навіть дуже (особливо закриття випускного клапана EVC exhast valve cloused) - Overlap - перекриття (обидва клапана відкриті). Важливість моменту закриття випускного клапана становить близько 50% від важливості закриття впускного клапана. IVC - найбільш критичний момент відповідає за наповнення циліндрів, ПРОЦЕС 2 - впуск (утрамбовкой /) (INTAKE RAMMING) або як мене вдало поправили - дозярадка. Ну і як наслідок впливає і на ПРОЦЕС 3 - ущільнення.

Ці 7 процесів описані в попередньому пості, тому не буду повторюватися про важливість і розглянемо на прикладах саме вплив фазирования розподілвалів.

Є таке поняття тюнінг валів, не кажучи вже про всілякі VCT Variable Cam Timing (Змінні фази газорозподілу) або Ti-VCT на двох распредвалах. На моторах форд такі системи застосовуються (ця назва саме ФОРД системи), застосовувалися на моторах Zetec 2.0 L - випускний распредвал, на форд СТ 170 також така система була, але на впускному распредвали, на форд пума використовувалася. Система Ti-VCT використовується на сучасних моторах Форд. Але ось дюратек на жаль, немає. Але це не біда. У цьому вам може допомогти розрізна шестерня (але можна при бажанні і без неї)

Давайте опустимо технічну частину, це вам зможе зробити будь-яка нормальна автомеханік, але ось, як і куди рухати вони не всі знають.

На невеликих гоночних моторах 1.6 - 2.0 літра з хорошими клапанами і правильно зробленими каналами найбільш оптимальним (дає найбільший середній spread розкид потужності) - є LSA 102 * градуси. Впускний клапан закривається досить рано, зменшуючи при цьому intake reversion, виштовхування надходить повітряного заряду в процесі 2, коли поршень йде вгору.

Тому циліндр буде наповняться краще в середньому діапазоні потужності і як наслідок - збільшення потужності. Також буде збільшено перекриття (overlap), в зв'язці з хорошим потенціалом повітря, що поступає (система впуску, головка блоку циліндрів) і при правильно налагодженій системі випуску, яка забезпечить хороший інерційний момент відпрацьованих газів, допоможе в свою чергу наповнюваності циліндрів на високих оборотах.

Звичайно, більш пізніше закриття випускного клапана створить проблеми на низьких оборотах, тому що виходять гази мають в цьому діапазоні мало інерції, вони не створять розрядження і тому почнуть навпаки надходити назад у камеру згоряння. Ці гарячі гази займуть багато місця, обмеживши надходження тим самим свіжого заряду паливо повітряної суміші і природно зменшать потужність і погіршать холостий хід.

Якщо для вас це проблема, наприклад машина не тільки для гонок, то зробіть LSA скажімо 105 * градусів і ситуація значно покращиться.

Буває часто і така ситуація, коли у вас зроблені дуже добре (може навіть занадто) та ще й у поєднанні з добре спроектованим випускним колектором, всією системою випуску, може трапиться інша проблема. На високих оборотах система випуску може over scavenge - перепродуть (див. Процес в 1 частини), вона не тільки створить розрядження, що допомагає очистити, витягнути відпрацьовані гази, але ще і потягне за собою і свежепоступающій заряд. До певного рівня це нормально, в гоночному моторі скажімо для драг рейсингу, де економія палива неважлива, але скажімо при підготовці мотора для багато годинних перегонів цей момент не можна упускати. Буває навіть так, що може і потужність знизиться, більше краще говорите, знову правило не працює.

Рішенням може бути:

- більш широкий LSA
- або випускний кульочок з меншою повної фазою
- або з меншим підйомом

Якщо ви плануєте виступати в гоночному класі де є обмеження по системі впуску (стік впуск, заслінка, рестриктор), з доопрацювання впускного і випускного каналів, распредвал з більш широким LSA працює краще. Маленька дросельна заслінка, впускні Ранера, канали забезпечать високу швидкість повітря, що поступає у впускному тракті, що поліпшить середній діапазон потужності (поліпшивши наповнюваність циліндрів на середніх оборотах). Висока швидкість - це значить і велика інерція не допустить реверсу надходить свіжого заряду в момент коли поршень йде вгору (ПРОЦЕС 2 - впуск (утрамбовкой) (INTAKE RAMMING). Але тому що ми розширимо LSA впускний клапан буде закриватися пізніше, то на високих оборотах дасть більше часу для наповнення циліндрів свіжим зарядом повітря. З боку випуску, відкриття випускного клапана раніше, дасть циліндрах більше часу для виштовхування відпрацьованих газів через тонкі випускні канали, раннери колектора. Отже менше потужності мотора буде використано для виштовхування газів після того, як клапан відкривається на такті випуску.

Підсумуємо вище сказане. Більш вузький LSA - загальний розвал кулачків допомагає поліпшити середній діапазон потужності, але якщо занадто захопитися цим, то можна погіршити верхній діапазон через перепродувкі, а на низьких оборотах і холостому ході будуть погіршення через exhaust reversion.

Якщо ми подивимося на цю ситуацію з боку характеристик каналів, їли у нас впуск і випуск обмежені, то непогано працює більш широкий кут розвалу кулачків LSA. Якщо у нас все зроблено по феншую (у яке слово по-російськи вивчив) то середній кут (LSA близько 104-106 для гоночного мотора, 108-110 для дорожнього двигуна). Однак, на двигуні з хорошим потоком на впуску, але досить середнім на випуск краще буде вузький кут. Як ви пам'ятаєте, найбільш важливий момент це - закриття впускного клапана.

Випередження і запізнювання розподілвалів (cam advance and retard)

Ось тут вже починається найцікавіше ...

Чи не хлопці, сорі у нас вже настав ранок, пора і закруглений. Якщо буде у вас бажання, то продовження буде. Сподіваюся не сильно все так складно. Дайте знати, писати продовження чи ні? Як там це робиться, галочка подобається

П.С також необхідно розглянути як впливає настройка розподілвалів на детонацію, температуру випускних газів. Як правильно налаштувати, підібрати распредвал в залежності від ступеня стиснення, виду палива - це все дуже важливо для отримання реально високих потужностей з літра (100-150 і вище) звичайно з атмо мотора. На турбо трохи інший принцип настройки і підбору розподілвалів