Способы увеличения мощности двигателя автомобиля

Способы увеличения мощности двигателя автомобиля

Многие водители со временем начинают задумываться о том, как увеличить мощность двигателя своего авто. Для этого есть масса вариантов и возможностей, от самых простых и менее затратных, до максимально эффективных.

Мощность двигателя определяется количеством сжигаемого топлива, а также эффективностью горения. Полноценно сгоревшее топливо обеспечивает максимальное КПД двигателя.

Атмосферные моторы слишком зажаты в плане серьезного увеличения мощности, в силу невозможности затолкать в цилиндры много воздуха. Проблему решила установка турбины, позволяющая снять мощность с двигателя в 1.5-2 раза больше при равном объеме цилиндров, чем у атмосферника.

Простейший вариант

Легче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.

Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.

Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.

Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.

Устранить ее можно, подвергая машину движению до 4000-4500 оборотов, желательно на третьей передаче. Проехать с такой скоростью нужно километров 5-7 для лучшего результата. Время поездки тоже важно. Минут 30 будет вполне достаточно. Избавиться от отложений можно добившись высокой температуры, но не критической. Поэтому больше часа ездить на таких оборотах не стоит.

Хорошим результатом будет исчезновение под крышкой маслозаливной горловины конденсата (белой жидкости). На свечах нагар тоже исчезнет.

Повышение мощности двигателя: способы

Тюнинг двигателя по увеличению его мощности можно осуществить двумя способами:

1. повышение крутящего момента в коленчатом вале;
2. перемещение крутящего момента в диапазон высоких оборотов без изменения его величины.

Теперь попробуем поэтапно разобрать, как увеличить мощность двигателя ваз и других марок указанными выше способами.

Увеличиваем крутящий момент

Вообще, вращающий момент зависит в основном от объема двигателя и давления в цилиндре. Какие могут быть варианты в данном случае?

Объем двигателя

Основной вариант состоит в увеличении рабочего объема двигателя, но в пределах его возможности, так как увеличить мощность двигателя без создания проблем можно, лишь ориентируясь на максимальные возможности конструкции двигателя (не превышая их). Этот вариант наиболее удачен в плане дорожных автомобилей, ведь Вы не меняете диапазон оборотов, а значит, Вам не придется привыкать к новой манере вождения.

Перейдем к рабочему вопросу: как увеличить объем? Есть два способа: увеличение диаметра цилиндра или замена стандартного каленвала на каленвал с большим эксцентриситетом. Мы не будет вдаваться в подробности того, как увеличить мощность двигателя за счет замены каленвала, так как в целом этот способ менее удачен. В двух словах: каленвал с большим эксцентриситетом потребует более коротких шатунов. Чем короче шатун, тем большее усилие необходимо, чтобы прижать поршень к стенке цилиндра, в итоге увеличивается величина сопротивления движения (при сохранении коэффициента трения). В общем, наблюдаем не только механические потери, но и большую нагрузку на шатуны, а в тюнинге это совсем не мелочи. Потому рассмотрим второй вариант.

Увеличить объем цилиндра можно путем расточки цилиндра под поршни большего диаметра. Стенки цилиндров имеют достаточную толщину (что обеспечивает их прочность). Однако вполне можно пожертвовать миллиметром-двумя (при наличии толщены 7-8мм), чтобы получить дополнительный объем.

Наддувная технология

Конструктивные особенности турбированных двигателей интересны с точки зрения тюнинга, так как увеличить мощность двигателя в данном случае мы можем без разбора двигателя (не трогая объем и моментную кривую). Здесь больший момент мы получаем, лишь немного изменив величину наддува.

Давление наддува (и в турбинах, и в механических компрессорах) определяется количеством оборотов двигателя: больше оборотов – выше давление. Блок управления следит за давлением, стравливая лишнее, а значит, наша цель – изменить его характеристику. Надо-то лишь слегка поднять планку стравливания, и давление увеличится. Однако и здесь есть определенные пределы тепловых и механических нагрузок. То есть, в некоторых пределах наддув увеличить можно, однако, если Вы желаете получить еще более мощный двигатель, при данном способе не обойтись без дополнительного тюнинга (установка дополнительного радиатора, изменение системы охлаждения, увеличение объемов камеры сгорания, промежуточный охладитель воздуха, обновление воздухозаборников; кроме того, возможно, придется чугунный коленчатый вал сменить стальным и подобрать поршни с большей прочностью). В общем, дело не из простых.

Газодинамические изменения

Суть сего метода в увеличении заряда топливно-воздушной смеси. В общем-то такой способ – это лишь практические эксперименты. Процесс представляет собой устранение дефектов серийной сборки (сглаживание и выравнивание впускных и выпускных каналов, ликвидация острых углов на стыках деталей и тому подобные манипуляции). Сказать на вскидку, где и как надо сделать и что будет правильно, фактически невозможно.

Диапазон высоких оборотов

Чтобы понять, как увеличить мощность двигателя данным способом, надо понять, что есть мощность двигателя вообще. А мощность – это ничто иное, как произведение вращающего момента и скорости вращения двигателя. И тут несложная математика: смещая стандартную характеристику крутящего момента в зону высоких оборотов, получаем большую мощность. Однако есть тут и свои минусы.

В любом газораспределительном механизме цилиндры хорошо наполняются лишь в своем установленном диапазоне оборотов. В результате перемещения крутящего момента в зону более высоких оборотов мы потеряем его на низах; то есть, теперь на низких оборотах цилиндры будут плохо продуваться. Итог: жмем на газ – машина не едет; с места трогаться тоже не вариант – сожжем сцепление. А стрелку-то держать придется на высоких оборотах. В общем, для обычного автомобиля вариант не лучший, обычно этот способ применяется в случае спортивных авто для соответствующих целей. Потому и имеют серийные двигатели разумную область оборотов в пределах 2-3х тысяч.

Конечно, есть продвинутые двигатели, где автоматически изменяются фазы газораспределения, что позволяет избежать подобных провалов на низах. Специальный регулирующий механизм на низких оборотах сужает фазы и уменьшает перекрытие (продолжительность одновременно открытых выпускных и впускных клапанов), в итоге цилиндры хорошо наполняются. При увеличении оборотов регулирующий момент начинает работать в обратном направлении: увеличивает перекрытие, расширяет фазы, и вместе с хорошим вращающим моментам мы имеем хорошо продуваемые цилиндры на высоких оборотах.

Но что если у нас классический моторчик, как увеличить мощность двигателя ваз данным способом? Устанавливаем широкофазный распредвал в двигатель и забываем про низкие обороты. Конечно, навряд ли мы увеличим вращающий оборот, его абсолютная величина скорее останется той же, что у серийного мотора, просто в области более высоких оборотов. Но произведение крутящего момента на обороты будет уже выше, чем у серийного, а значит, мы увеличили мощность двигателя.

Высокие обороты мотора на холостом ходу: причины

Как известно, высокие обороты при запуске двигателя — это нормально, ведь мотор находиться в режиме разогрева. Только, вот что делать, если они не падают, даже когда мотор уже прогрелся? На прогретом двигателе повышенные обороты холостого хода — это ненормально, и стоит начинать искать причину возникновения такого эффекта.

Прежде всего, стоит отметить, что последствия такой интенсивной работы мотора могут быть самые разнообразные. Итак, что же может случиться с двигателем: повышение температуры, что приведет к перегреву. Это за собой потянет прогиб головки блока цилиндров. Далее, большие обороты приведут к тому, что будет большая выработка деталей внутри самого силового агрегата. Это может значительно сократить ресурс мотора.

Итак, какие же все-таки причины появления высоких оборотов ДВС на моторе в режиме холостого хода:

• Датчик РХХ.
• Датчик положения дроссельной заслонки.
• Дроссельная заслонка.
• Датчик температуры двигателя.
• Подсос воздуха через впускной коллектор.
• Неполадки ЭБУ.

Высокие обороты двигателя на холостом ходу: инжектор

Обороты и работа мотора на ХХ фактически означает, что воздух подается в двигатель в обход дроссельной заслонки. Другими словами, на холостых указанная заслонка перекрыта. Отметим, что в норме холостой ход для разных агрегатов составляет около 650-950 об/мин. Параллельно с этим частой неисправностью является то, что на прогретом двигателе обороты ХХ держатся на отметке около 1500 об/мин и выше. Такой показатель является признаком неисправности, которую следует устранить.

Также следует отметить такое явление, когда «плавают» обороты холостого хода, то есть, например, повышаются до 1800 об/мин, после чего понижаются до 750 и снова повышаются. Очень часто повышенные обороты ХХ и плавающие обороты являются результатом одних и тех же поломок. Давайте взглянем на бензиновый агрегат с инжектором в качестве примера. В таком ДВС обороты двигателя зависят от количества всасываемого воздуха. Получается, чем сильнее открывается дроссельная заслонка, тем большее количество воздуха поступает во впускной коллектор. Затем ЭБУ определяет количество поступающего воздуха, параллельно учитывает угол открытия дросселя (положение дроссельной заслонки) и ряд других параметров, после чего подает соответствующее количество бензина.

Еще одним случаем является такой, когда двигатель держит обороты холостого хода около 1500-1900 об/мин, при этом работает ровно, обороты не плавают. В этом случае можно предположить, что инжектор подает столько топлива в режиме ХХ, что его достаточно для работы на таких высоких оборотах. Другими словами, имеет место перерасход горючего. Данные особенности могут быть характерны для одних двигателей и отсутствовать на других, так как имеется зависимость от устройства конкретной системы впрыска (агрегаты с воздухорасходомером, моторы с датчиком давления во впускном коллекторе). Очевидно то, что подсос воздуха является частой причиной увеличения оборотов двигателя или плавающих оборотов на ХХ.

Теперь давайте разберемся, откуда лишний воздух может поступать во впуск. Искать неполадку следует в четырех основных направлениях:

1. дроссельная заслонка;
2. канал ХХ;
3. устройство для поддержания «прогревочных» оборотов;
4. серводвигатель принудительного повышения оборотов ХХ;

Что касается первого случая, открытием дроссельной заслонки управляет педаль газа. На холостом ходу мотор должен работать без нажатия на акселератор. Стоит учитывать, что на многих автомобилях педаль газа механическая, то есть соединяется с механизмом открытия заслонки обычным тросиком. Если этот тросик закис, заломлен или перетянут, а также возникли проблемы с самим механизмом, тогда может иметь место банальный эффект нажатия на педаль газа. В этом случае двигатель будет держать повышенные обороты, так как ЭБУ считает, что водитель жмет на акселератор и заслонка немного приоткрыта.

Во втором случае лишний воздух может проходить по каналу холостого хода. Такой канал имеется на подавляющем большинстве инжекторных ДВС. Указанный воздушный канал идет в обход дроссельной заслонки и называется каналом холостого хода. В реализации схемы имеется специальный регулировочный винт. При помощи данного винта можно изменить сечение канала, увеличив или уменьшив тем самым количество поступающего в мотор воздуха и отрегулировать обороты ХХ.

В результате ЭБУ обсчитывает количество воздуха, уменьшает количество подаваемого топлива и обороты понижаются. Если мотор холодный, данный канал изначально открыт. В этом случае ЭБУ получает показания от датчика температуры и обогащает топливную смесь. Проблемы с оборотами могут возникать как в результате выхода из строя данного устройства, так и после сбоев работе температурного датчика.

Завершает список особое сервоустройство — регулятор холостого хода, который установлен в отдельный воздушный канал. Данное решение способно принудительно повышать холостые обороты. В различных схемах это может быть электродвигатель, соленоид, вариант электромагнитного клапана и т.п. Главной задачей такого регулятора является обеспечение плавности перехода двигателя в режим ХХ после отпускания педали газа. Другими словами, двигатель не резко сбрасывает обороты после закрытия дросселя, а постепенно. Еще одной функцией устройства является повышение холостых оборотов в момент запуска двигателя, а потом их плавное снижение до необходимых. Также регулятор поднимает обороты после увеличения нагрузки на ДВС в режиме холостого хода (включение климатической установки, подогрева сидений или зеркал, дальнего или ближнего света фар, габаритных огней и т.п.). Выход из строя данного устройства закономерно повлечет увеличение или плавание оборотов в режиме холостого хода.

Ресурс двигателя и обороты при езде

Начнем с того, что грамотная эксплуатация и постоянное поддержание оптимальных оборотов двигателя позволяет добиться увеличения моторесурса. Другими словами, существуют режимы работы, когда мотор изнашивается меньше всего. Как уже было сказано, срок службы ДВС зависит от стиля вождения, то есть сам водитель может условно «регулировать» данный параметр. Отметим, что данная тема является предметом обсуждений и споров. Если конкретнее, водители делятся на три основные группы:

• к первым относятся те, кто эксплуатирует двигатель на низких оборотах, постоянно передвигаясь «внатяг».
• ко вторым следует отнести таких водителей, которые только периодически раскручивают свой мотор до оборотов выше средних;
• третьей группой считаются автовладельцы, которые постоянно поддерживают силовой агрегат в режиме выше средних и высоких оборотов двигателя, часто загоняя стрелку тахометра в красную зону.

Езда на низких оборотах

Давайте разбираться подробнее. Начнем с езды на «низах». Такой режим означает, что водитель не поднимает обороты коленвала выше 2.5 тыс. об/мин. на бензиновых двигателях и держит около 1100-1200 об/мин. на дизеле. Такая манера езды навязывается многим еще со времен автошколы. Инструкторы авторитетно утверждают, что ездить необходимо на самых низких оборотах, так как в данном режиме достигается наибольшая экономия топлива, двигатель нагружен меньше всего и т.д.

Отметим, что на курсах вождения советуют не крутить агрегат, так как одной из главных задач является максимальная безопасность. Вполне логично, что низкие обороты в этом случае неразрывно связаны с ездой на малых скоростях. Логика в этом есть, так как медленное и размеренное движение позволяет быстрее научиться ездить без рывков при переключении передач на автомобилях с МКПП, приучает начинающего водителя двигаться в спокойном и плавном режиме, обеспечивает более уверенный контроль над автомобилем и т.д.

Очевидно, что после получения водительского удостоверения такая манера езды далее активно практикуется и на собственном авто, перерастая в привычку. Водители данного типа начинают нервничать, когда в салоне начинает прослушиваться звук раскрученного мотора. Им кажется, что повышение шума означает значительное увеличение нагрузки на ДВС.

Что касается самого двигателя и его ресурса, слишком «щадящая» эксплуатация срока службы ему не добавляет. Более того, все происходит с точностью до наоборот. Представим ситуацию, когда машина движется со скоростью 60-км/ч на 4-й передаче по ровному асфальту, обороты, допустим, на отметке около 2 тыс. В таком режиме двигателя почти не слышно даже на бюджетных авто, топливо расходуется минимально. При этом главных минусов в такой езде два:

• практически полностью отсутствует возможность резко ускориться без переключения на пониженную передачу, особенно на «атмосферниках».
• после изменения рельефа дороги, например, на подъемах, водитель не переключается на пониженную передачу. Вместо переключения он просто сильнее нажимает на педаль газа.

В первом случае мотор, зачастую, находится вне «полки» крутящего момента, что не позволяет быстро разогнать машину при такой необходимости. В результате, подобная манера езды влияет на общую безопасность движения. Второй пункт напрямую сказывается на двигателе. Прежде всего, движение на низких оборотах под нагрузкой с сильно нажатой педалью газа приводит к детонации мотора. Указанная детонация в буквальном смысле слова разбивает силовой агрегат изнутри.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое детонация двигателя. Из этой статьи вы узнаете о причинах и последствиях детонации мотора.

Что касается расхода, экономия практически полностью отсутствует, так как более сильное нажатие на педаль газа на повышенной передаче под нагрузкой вызывает обогащение топливно-воздушной смеси. В результате расход горючего увеличивается.

Также езда «внатяг» повышает износ двигателя даже в случае отсутствия детонации. Дело в том, что на низких оборотах нагруженные трущиеся детали мотора смазываются недостаточно. Причиной является зависимость производительности маслонасоса и создаваемого им давления моторного масла в смазочной системе от все тех же оборотов двигателя. Другими словами, подшипники скольжения рассчитаны на работу в условиях гидродинамической смазки. Такой режим предполагает подачу масла под давлением в зазоры между вкладышами и валом. Так создается нужная масляная пленка, которая препятствует износу сопряженных элементов. Эффективность гидродинамической смазки имеет прямую зависимость от оборотов двигателя, то есть чем больше оборотов, тем выше давление масла. Получается, при большой нагрузке на двигатель с учетом низкого числа оборотов существует большой риск сильного износа и поломки вкладышей.

Еще одним аргументом против езды на низких оборотах является усиленное коксование двигателя. Простыми словами, с набором оборотов растет нагрузка на ДВС и температура в цилиндрах существенно повышается. В результате часть нагара попросту выгорает, чего не происходит при постоянной эксплуатации на «низах».

Высокие обороты двигателя

Ну что, скажете вы, ответ очевиден. Мотор нужно раскручивать посильнее, так как машина будет уверенно откликаться на педаль газа, легко идти на обгон, двигатель очистится, расход топлива не так уж сильно возрастет и т.д. Это так, но только отчасти. Дело в том, что постоянная езда на высоких оборотах также имеет свои минусы.

Высокими оборотами можно считать такие, которые превышают приблизительный показатель около 70% от общего числа доступных для бензинового двигателя. С дизелем ситуация немного другая, так как агрегаты данного типа изначально менее оборотистые, но имеют более высокий крутящий момент. Получается, высокими оборотами для моторов данного типа можно считать те, которые находятся за « полкой» крутящего момента дизеля.

Теперь о ресурсе двигателя при таком стиле езды. Сильное раскручивание двигателя означает, что нагрузка на все его детали и систему смазки значительно возрастает. Также увеличивается и показатель температуры, дополнительно нагружая систему охлаждения. В результате повышается износ мотора и возрастает риск перегрева двигателя.

Также следует учитывать, что на режимах высоких оборотов требования к качеству моторного масла повышаются. Смазочный материал должен обеспечивать надежную защиту, то есть соответствовать заявленным характеристикам по вязкости, стабильности масляной пленки и т.д.

Игнорирование данного утверждения приводит к тому, что каналы системы смазки при постоянной езде на высоких оборотах могут забиться. Особенно часто это происходит при использовании дешевой полусинтетики или минерального масла. Дело в том, что многие водители меняют масло не раньше, а строго по регламенту или даже позже этого срока. В результате происходит разрушение вкладышей, нарушая работу коленвала, распредвала и других нагруженных элементов.

Чем вредна высокая частота вращения коленвала?

Манера езды «тапку в пол» подразумевает постоянное раскручивание коленчатого вала до 5–8 тыс. оборотов за минуту и позднее переключение скоростей, когда от шума двигателя буквально звенит в ушах. Чем чреват данный стиль вождения, кроме создания аварийных ситуаций на дороге:

• все узлы и агрегаты автомобиля, а не только мотор, испытывают максимальные нагрузки в течение срока эксплуатации, что снижает общий ресурс на 15–20%;
• из-за интенсивного нагрева двигателя малейший сбой охлаждающей системы ведет к капитальному ремонту вследствие перегрева;
• трубы выхлопного тракта прогорают значительно быстрее, а вместе с ними – дорогостоящий катализатор;
• ускоренно изнашиваются элементы трансмиссии;
• поскольку частота вращения коленвала превышает нормальные обороты чуть ли не вдвое, расход горючего тоже увеличивается в 2 раза.

Эксплуатация автомобиля «на разрыв» имеет дополнительный негативный эффект, связанный с качеством дорожного покрытия. Движение на большой скорости по неровным дорогам буквально убивает элементы подвески, причем в кратчайшие сроки. Достаточно влететь колесом в глубокую выбоину – и передняя стойка согнется либо треснет.

Общее техническое состояние автомобиля, в том числе его двигателя, системы охдаждения, трансмиссии и многое другое, всегда можно проверить с помощью персонального ODB-II автосканера. Одним из лучших представителей данного рода устройств является сканер корейской сборки Scan Tool Pro Black Edition.

Помимо точной диагностики всех узлов и агрегатов автомобиля, автосканер способен в режиме реального времени отображать обороты, давление масла, показания со всех датчиков и т.д. Сканер совместим с большинством автомобилей имеющих ODB-II разъём и довольно прост в эксплуатации. Информацию о состоянии вашего авто всегда можно вывести на любое устройство под управлением iOS, android или windows.

Каковы оптимальные обороты двигателя

В каждом конкретном случае оптимальные обороты двигателя будут различаться, в зависимости от мощности силового агрегата, наличия или отсутствия турбины, типа топлива и так далее. Например, дизельные моторы являются низкооборотистыми, максимум тяги у них отмечается в диапазоне 2000-2500 оборотов. Тогда как небольшой по своему объему турбированный бензиновый мотор выдаст свою наивысшую мощность на показателях 3000-3500 оборотов в минуту.

Большинство экспертов и автомастеров рекомендуют оптимальные обороты двигателя на уровне 2500-3000 оборотов в минуту. В этом случае отмечается существенное уменьшение нагрузки на двигатель, сокращается расход топлива, автомобиль двигается в так называемом крейсерском режиме, что в особенности на трассе сокращает нагрузку, продлевая срок службы силового агрегата. Также необходимо при использовании автомобиля на трассе активировать высшую передачу, что позволяет улучшить показатели расхода топлива, одновременно при этом обеспечивается качественная смазка двигателя и его оптимальное охлаждение.

Подведём итоги

В каждом конкретном случае показатель оптимальных оборотов двигателя будет различаться, в зависимости от его мощности, рабочего объема, типа топлива и так далее. Автовладельцу на бензиновых авто следует стараться держать мотор в диапазоне 2,500-3,500 оборотов коленвала в минуту, что позволяет несколько снизить нагрузку на двигатель. Кстати, современные коробки автомат имеют продвинутую логику управления, они оптимальным образом переключают передачи, поддерживая обороты мотора таким образом, чтобы минимизировать нагрузку на силовой агрегат.