Усиление внутренних частей двигателя

Усиление внутренних частей двигателя

17/03/2024 0 Автор 4k-tuning

    Мы все хотим настроить наши двигатели так, чтобы они выдавали большую мощность, но как обеспечить надежность вместе с этим? Именно здесь на помощь приходит усиление внутренних частей двигателя!

    Прочность и качество вращающейся массы Вашего двигателя – ключ к тому, чтобы Ваш двигатель выдавал мощность в течение достаточно длительного времени. Стандартные поршни, шатуны и коленчатый вал могут выдержать большую мощность и обороты достаточно долго для замера мощности на диностенде. Но если использовать их с постоянной нагрузкой, то большинство двигателей потерпят крах в эффектном стиле, когда мощность увеличивается.

    Улучшенные компоненты более прочные, часто легче и могут иметь другие преимущества. В совокупности они позволяют Вашему двигателю выжить при выработке большой мощности. Вот наши рекомендации по усилению внутренних частей двигателя.

Когда нужно усиливать внутренности двигателя автомобиля?

    Существует так много переменных при определении пределов внутренностей двигателя, что существует три варианта ответа на вопрос, когда Вам нужно задуматься об усилении внутренностей двигателя. Ни один из них не является идеальным.

  1.     Вы можете учиться на чужих ошибках.
  2.     Вы можете учиться на своих ошибках.
  3.     Методом научного угадывания.

    Причина этих менее чем идеальных решений заключается в том, что даже гоночные команды с большим бюджетом никогда не могут точно определить истинные пределы стандартных компонентов. Вы можете делать обоснованные предположения, но часто они могут оказаться не совсем верными. Вы узнаете наверняка только когда деталь выходит из строя, или, наоборот, нет. Во многих отношениях это палка о двух концах. На всякий случай люди часто меняют ненужные компоненты.  

    Не все компоненты в двигателе могут быть на пределе одновременно. Есть много двигателей, в которых поршни или шатуны могут находиться на пределе своих возможностей гораздо меньше, чем другие детали. Кроме того, удивительно большое количество автомобилей имеют коленчатые валы, способные выдерживать более трехкратный уровень мощности. В редких случаях есть автомобили, у которых блок двигателя может просто разорвать. Если это происходит, усиление внутренностей вообще является бесполезным занятием. Примером мощного заводского двигателя является знаменитый двигатель RB26DETT.

Коленчатый вал

    Коленчатый вал — это самый крупный вращающийся компонент в любом двигателе. Он передает мощность от цилиндров к колесам через трансмиссию. Можно подумать, что, поскольку он принимает объединенную мощность всех цилиндров, ему нужно больше усиления, но коленчатый вал часто является последним компонентом, который меняется при увеличении мощности. Это не значит, что необходимости в усиленном коленчатом валу нет, так как она есть. Самая распространенная причина установки усиленного коленчатого вала – увеличение рабочего объема двигателя за счет увеличения хода поршня. Это обеспечивает лучшую управляемость и, возможно, дополнительную мощность.

    Однако не все коленчатые валы одинаково прочные. Большинство тюнингованных коленчатых валов изготавливаются из высококачественной кованой стали, что означает, что они могут выдержать всю мощность, которую Вы можете на них оказать, без поломки. Другим большим преимуществом кованых стальных коленчатых валов является то, что их можно сделать более легкими и лучше сбалансированными для любого заданного уровня прочности. Это, в свою очередь, означает, что они могут вращаться на более высоких оборотах в безопасности, оказывая меньшее воздействие на подшипники и другие компоненты двигателя в процессе.

Шатуны

    Шатун – соединяет поршни с коленчатым валом. На шатуны оказывается огромное давление, ведь не только взрывающаяся топливно-воздушная смесь в цилиндрах толкает их вниз с невероятной силой. Вращающийся коленчатый вал с такой же силой толкает их обратно вверх. При увеличении мощности и оборотов это напряжение значительно возрастает. Из-за этих нагрузок стандартные шатуны обычно довольно прочные и часто хорошо справляются с ростом мощности. Однако рост оборотов, который сопровождается увеличением мощности, может привести к выходу стандартных шатунов из строя. Когда шатуны выходят из строя, это приводит к катастрофе. Обычно это заканчивается разрушением блока двигателя и практически полным отсутствием возможности его восстановления.

    Еще одна распространенная причина выхода из строя шатунов в тюнингованных турбодвигателях – это детонация. Если представить себе, что коленчатый вал перемещает шатун назад по цилиндру, а детонация, возникающая в камере сгорания, заставляет поршень опускаться вниз. Когда это происходит, на шатун действуют невероятные силы сразу с двух направлений. Если сначала не выйдет из строя что-то другое, например прокладка головки или поршень, шатун может погнуться или даже сломаться. Как и коленчатый вал, модернизированные шатуны обычно изготавливаются из высококачественной кованой стали. Они также часто легче и лучше сбалансированы, чем стандартные изделия, но для шатунов самым важным фактором является прочность.

    Два термина, которые часто слышатся, когда говорят об усиленных шатунах, – это I-образные и H-образные. H и I обозначают общую форму, когда их видят сбоку. Не вдаваясь в детали, H-образные обычно являются более прочными. Однако I-образные также имеют свое применение, особенно поскольку они обычно меньше.

piston

Поршни

    Это самые распространенные компоненты тюнингованных автомобилей, особенно с турбонаддувом. Это связано с тем, что они находятся на передней линии сгорания; именно с ними непосредственно соприкасаются взрывы топливно-воздушной смеси в цилиндрах. По мере увеличения мощности эти взрывы становятся сильнее. В конце концов они становятся слишком сильные для стандартных поршней, но это не единственная причина, по которой поршни меняются на более мощные. На втором месте стоит регулировка степени сжатия. Либо повысить ее для увеличения мощности на определенных двигателях, либо понизить, чтобы автомобиль мог безопасно работать с высоким наддувом на других двигателях.

    Существуют и другие соображения, поскольку поршни на атмосферных двигателях обычно не спроектированы для эффективного отвода тепла, как это делается у турбированных двигателей. В двигателях с особенно высокими оборотами часто требуется усиление определенных деталей из-за высоких скоростей и прилагаемых усилий. Например, поршень в двигателе с ходом 88 мм при 6000 об / мин пройдет вниз по цилиндру и снова поднимется всего за 0,005 секунды!

    Большинство стандартных поршней — это литые изделия. Однако толщина, стиль и тип алюминиевого сплава, из которого изготовлены поршни, влияют на мощность и предельные обороты поршня больше, чем то, литой он или нет. А некоторые литые поршни используются в очень мощных двигателях. Какими бы хорошими ни были литые поршни, в высокопроизводительных и гоночных двигателях почти всегда используются кованые поршни. Эти изделия изготавливаются из высокопрочных алюминиевых сплавов, а не из стали.

Процесс производства кованых и литых деталей

    Большинство стандартных компонентов изготавливаются методом литья. Хотя некоторые автомобили с завода имеют кованые внутренние детали, они редко бывают такими прочными, как аналогичные кованые детали от сторонних производителей. Процесс их создания и имеет большое влияние на прочность компонента.

    Самым дешевым, но и самым слабым, является литье. Железо, сталь или сплав нагревают до тех пор, пока они не станут расплавленной жидкостью, а затем оставляют застывать при атмосферном или низком давлении внутри формы. Хотя литье никогда не следует считать слабым, в конечном итоге кованые компоненты имеют более высокий потенциал при прочих равных условиях.

    Кованые детали – самое распространенное название, когда люди думают об укреплении внутренних частей двигателя. Обычно это алюминий или сталь, нагретые до мягкого состояния, а не до расплавленного, а затем сжимают в штампе под очень высоким давлением, чтобы получить деталь. Как вы можете себе представить, этот процесс делает их очень плотными и, следовательно, невероятно прочными для своего размера.

Усиление компонентов двигателя

    После изготовления детали или даже для улучшения стандартной детали существуют процессы, которые могут ее усилить. Наиболее распространенными методами являются дробеструйное упрочнение и азотирование.

     Дробеструйное упрочнение – чаще всего применяется к шатунам, подразумевает обработку поверхности металла дробью, подаваемой под большим давлением. Это закаляет металл и удаляет с поверхности неровности, повышая прочность. Считается, что этот процесс повышает прочность на 30 %.

     Азотирование – это процесс, обычно применяемый к поверхностям подшипников коленчатого вала. Это сложная процедура, включающая насыщение металла азотом (отсюда и название), чтобы образовать на поверхности металла ультра-твердый слой.

Балансировка деталей

    Вращающаяся масса двигателя должна быть сбалансирована, если Вы хотите, чтобы двигатель прослужил долгое время. Чем выше планируете поднимать обороты автомобиля, тем это более важно. Например, при 7500 оборотах в минуту коленчатый вал вращается 125 раз в секунду. Даже на холостом ходу коленчатый вал вращается примерно 16 раз в секунду. Можно себе представить вибрации, создаваемые тяжелыми металлическими деталями двигателя, если они не сбалансированы на такой скорости. Нагрузки достаточно, чтобы за короткое время изнашивать подшипники и даже разламывать детали пополам!

  • Коленчатые валы балансируются по ходу вращения.
  • Поршни балансируются так, чтобы все они имели одинаковый вес.
  • Шатуны балансируются так, чтобы иметь одинаковый вес, но также балансируются по длине.

    Кроме того, на конец коленчатого вала устанавливается балансир, помогающий поглощать вибрацию. Когда дело доходит до модернизации внутренних деталей двигателя, специалисты могут сбалансировать их до уровней, значительно превышающих заводскую балансировку. Также доступны модернизированные демпферы коленвала, которые работают гораздо лучше, чем стандартные. Комбинация всего этого, вместе с более прочными и легкими деталями, может помочь Вашему автомобилю безопасно поднимать обороты значительно выше стандартного предела оборотов.

Поделиться