Показатели динамических качеств легковых автомобилей с бензиновыми двигателями

 

Название дисциплины: «МДК.03.03 Тюнинг автомобилей»
Номер группы:  ТОР 19-1Т
Форма и дата занятия: Комбинированное занятие   11.02.2022 г.
ФИО преподавателя: Просвиркин Дмитрий Михайлович  [e-mail]
Срок выполнения (сдачи) задания: 11.02.2022г.

 

Тема занятия:   Тема 3.3. Тюнинг двигателя

 

 

Формулировка задания.

Прочитать лекцию ответить на вопросы.

Тема 2. Тюнинг двигателя

 

Тюниг

двигателя(англ.tune—настраивать)

или форсирование

 

 

 

 

 

 

 

двигателя(фр.forcerилиангл.force—стимулировать)—

проведениекомплекса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

технических мероприятий по доводке и модернизации двигателя, с целью повышения величины его крутящего момента и максимальных оборотов, т.е. повышения эффективной мощности двигателя.

 

В широком просторечном понимании Тюнинг двигателя — это доработка двигателя или его замена более мощным (свап, своп, от англ. swap — менять), как правило, с целью увеличения его мощности и эффективности. Для тюнинга двигателя меняют детали заводского производства на улучшенные (поршни, шатуны, клапаны), дорабатывают и облегчают заводские детали двигателя для уменьшения потерь, устанавливают на двигатель систему турбонаддува или механический нагнетатель (компрессор), улучшают выхлопную систему, устанавливают воздушные фильтры пониженного сопротивления («нулевик»), применяют иные доработки с одной целью — получить максимальную мощность двигателя. Также есть другой способ — чип-тюнинг. В этом случае корректируется программа блока управления двигателем. Мощность двигателя без наддува увеличивается примерно на 10 %. При этом у двигателя с турбонаддувом мощность увеличивается на 30—40 %.

 

Для повышения эффективности и экономичности двигателя, как правило, позиционируют различные "экономайзеры". Такие устройства (озонаторы воздуха дляДВС, плазменно-форкамерные свечи зажигания, вихревые устройства приготовлениятопливно-воздушной смеси, устройства подачи воды в мотор) катализируют процесс воспламенения, увеличивают полноту сгорания топливной смеси. В качестве подобных устройств могут продвигаться бесполезные конструкции, например "активаторы топлива",

 

в лучшем случае лишь безвредные^[1]. Благодаря этому якобы должен сокращаться расход топлива и увеличивается мощность двигателя.

 

«Наиболее радикальным способом форсирования или тюнинга двигателя считается замена штатного (установленного производителем для такого автомобиля или иного транспортного средства) мотора на иной более мощный двигатель. Естественной и трудно разрешимой проблемой такого подхода является то условие, что более мощные моторы занимают значительно большее место в моторном отсеке, чем менее мощные штатные двигатели. Возможным выходом из такой ситуации оказывается замена штатного поршневого двигателя на двигатель иных типов, которые имеют лучшие показатели по удельной мощности, поэтому при повышенной мощности оказываются меньших габаритов. Пример — замена поршневого двигателя на газовую турбину, роторный двигатель Ванкеля или роторные двигатели иных типов.»

 

Тюнинг двигателя

 

Обычно, когда говорят об автомобильном тюнинге, подразумевают тюнинг кузова и салона. Может быть, потому, что доработка двигателя не столь бросается в глаза. Тем не менее, от работы двигателя часто зависит гораздо больше, нежели от того, насколько красиво сделан кузов или салон автомобиля. Для множества автолюбителей улучшение машины начинается (а порой и заканчивается) с работы над двигателем, ведь желание иметь более мощный автомобиль зачастую сильнее желания иметь автомобиль привлекательный внешне. Поэтому, вопреки расхожему мнению, скажем, что тюнинг автомобиля – это прежде всего тюнинг двигателя. С него и начнем.

 

Следует заметить, что реконструкцию двигателя может произвести далеко не каждый автолюбитель. Если для переделки кузова можно обойтись стандартным набором инструментов, то настоящий тюнинг двигателя зачастую можно провести только в заводских условиях и на дорогом оборудовании. Но не будем пугать владельцев авто. Те методы, о которых пойдет речь в данной главе, в принципе, доступны, и в рамках возможностей той или иной службы автосервиса можно провести работы по улучшению

 

качества функционирования двигателя. Но сразу оговоримся: тюнинг двигателя потребует тонкой и кропотливой работы. Но результат все же этого стоит.

 

Динамические качества транспортного средства во многом зависят от технических характеристик двигателя, установленного на автомобиле. Как их оценить в полной мере?

 

Наиболее объективную оценку динамических качеств автомобильного двигателя можно получить при анализе его внешней скоростной характеристики. Внешняя скоростная характеристика – это зависимость показателей работы двигателя (мощности, крутящего момента, коэффициента наполнения цилиндров, удельного эффективного расхода топлива

 

и др.) от частоты вращения коленчатого вала (KB) при неизменном положении органа управления, обеспечивающем максимальную подачу топлива в цилиндры.

 

Также важным параметром автомобильного двигателя, позволяющим оценить устойчивость его режима при работе по внешней скоростной характеристике, является коэффициент приспособляемости (k). Это значение определяется отношением максимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту, развиваемому двигателем на номинальной мощности при номинальной частоте вращения КВ. Чем более крутой подъем преодолевает автомобиль, тем более заметно проявляется значимость этого параметра. Чем больше значение k, тем большее сопротивление движению может преодолеть автомобиль без переключения коробки передач на пониженную передачу.

 

Важен также и диапазон изменения частоты вращения KB, в котором двигатель устойчиво работает. Чем больше этот диапазон, тем лучшими динамическими качествами обладает автомобиль, тем легче управление двигателем. Скоростной диапазон устойчивой работы двигателя оценивается скоростным коэффициентом (kc), представляющим собой отношение частоты вращения KB при максимальном крутящем моменте к номинальной частоте вращения. Отсюда следует, что чем больше диапазон устойчивой работы двигателя, тем меньше значение kc. Другими словами, при выборе автомобиля предпочтение следует отдать тому, у двигателя которого меньшее значение kc.

 

При выборе авто следует знать еще один важный показатель, который достаточно часто применяется для оценки динамических качеств легковых автомобилей, – это приемистость. Это понятие включает в себя время разгона автомобиля с места до скорости 100 км/ч. Этот показатель во многом определяется значениями k и kc, но, кроме того, он зависит от соотношения номинальной мощности двигателя и массы автомобиля. Чем меньше масса автомобиля, приходящаяся на единицу номинальной мощности двигателя, тем меньше времени требуется автомобилю для достижения указанной скорости. Очевидно, что приемистость автомобиля с дизельным двигателем той же мощности, что и у бензинового, будет несколько хуже, так как удельная масса такого автомобиля больше. Некоторые тюнингованные спортивные автомобили имеют приемистость, которая оценивается временем менее 5 секунд.

 

Четверть века назад бензиновые автомобильные двигатели имели k = 1,25-1,35, тогда как для дизельных двигателей были характерны значения k = 1,05-1,15, при этом меньшие значения коэффициента приспособляемости имелись у двигателей с наддувом. Скоростной коэффициент для бензиновых двигателей составлял kc = 0,45-0,55, а для дизельных двигателей – соответственно kc = 0,55-0,70, достигая при высоком наддуве значения 0,8.

 

Чтобы улучшить указанные параметры автомобильных двигателей, используют несколько основных приемов. Это, во-первых, подбор наиболее эффективных фаз газораспределения. Во-вторых, использование волновых и инерционных явлений во впускном и выпускном тракте для улучшения очистки и наполнения цилиндров при работе двигателя в зоне максимального крутящего момента. В-третьих, это прием регулирования давления наддува воздуха или топливовоздушной смеси на впуске для двигателей с наддувом. И, наконец, прием увеличения цикловой подачи топлива с улучшением наполнения цилиндра при работе дизельного двигателя по скоростной характеристике в зоне максимального крутящего момента.

 

Следует отметить, что каждый из этих приемов в той или иной степени усложняет конструкцию двигателя, ухудшает его массо-габаритные показатели и увеличивает стоимость. Однако многие автофирмы не шли бы на подобные опыты с двигателями, если бы они не имели спрос и не оправдывали себя.

 

Известны расчетные значения к и кс, полученные для автомобилей нескольких ведущих фирм Германии, а также автомобилей ВАЗ и ГАЗ (табл. 1).

 

Специалисты утверждают, что для большинства современных бензиновых двигателей легковых автомобилей зарубежного производства к = 1,028-1,333, тогда как для дизельных двигателей характерны значения kc = 1,100-1,344.

 

В. Н. Степанов в своем пособии «Тюнинг автомобильных двигателей» сообщает о тенденции уменьшения нижнего предела диапазона k для бензиновых двигателей. Такой подход автор объясняет тем, что зарубежные легковые автомобили предназначены преимущественно для движения с высокой скоростью, и их двигатели имеют быстроходную регулировку. Применение в этих автомобилях автоматической коробки передач делает для водителя проблему своевременного переключения передач при возрастающем сопротивлении движению не столь актуальной. В то же время для дизельных двигателей произошло увеличение как нижнего, так и верхнего предела диапазона kc до значений, характерных для бензиновых двигателей и даже превосходящих последние (табл. 2). Это стало возможным благодаря коррекции топливоподачи, совершенствованию смесеобразования и применению регулируемого турбонаддува.

Таблица 1

 

 

 

 

Таблица 2