Что будет если расточить двигатель
Увеличение объема двигателя — расточка блока цилиндров
Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 ( и его производных – ВАЗ 2111, 2112, так как все они используют практически одинаковые блоки цилиндров, за исключением применения масляных форсунок в 16-ти клапанных моторах ВАЗ-2112).
Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.
Мы рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ-2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75. Отчасти все они будут справедливы для моторов ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы Honda серий В16А — В20В с объемом соответственно от 1,6 до 2,0 литров, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема). Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 см. куб., мощность 160 л.с.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 л.с./литр):
Длина шатуна: 134 мм
Ход поршня: 77 мм
Соотношение R/S: 1,74:1 (что как видим практически близко к «золотой середине»)
Посмотрим какая обстановка с отечественными двигателями (берем только ВАЗ 8-го семейства, т.к. другие не столь актуальны).
21081 – объём 1099 куб. см
— ход 60,6 мм
— диаметр поршня 76 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,996
2108 — объём 1288 куб. см
— ход 71 мм
— диаметр поршня 76 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,7
21083 — объём 1499 куб. см.
— ход 71 мм
— диаметр поршня 82 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,7
21084 — объём 1580 куб см.
— ход 74,8 мм
— диаметр поршня 82 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,61
Эффект большого R/S:
ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.
ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.
Эффект малого R/S:
ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.
ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:
1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.
2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении «кованных» поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней.
3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80 м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.
По вполне понятным причинам, АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121 мм (он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна. Еще не стоит забывать, что «экстра ходы» поршня компенсируются уменьшением компрессионной высоты поршня (смещением поршневого пальца вверх) или увеличением высоты блока цилиндров. Т.к. компрессионную высоту можно уменьшать до определенного предела, то следующим шагом будет замена блока цилиндров на более высокий, что повлечет за собой немалые расходы финансовых средств. Все эти действия направлены для того, чтобы увеличить значение R/S.
Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сделать своими руками + подробное видео
Ко мне на блог часто приходят вопросы касательно силового агрегата, а именно его расточки. Новичкам не совсем понятно — зачем вообще происходит этот процесс, что он дает и сколько раз можно делать. Лично я, когда то сам лично перебирал мотор, нам приходилось точить блок и после этого «гильзовать», все это было на моем МОСКВИЧЕ 2140. В современных же реалиях при совершенно другом уровне смазывающих и охлаждающих жидкостей, такие ремонты ОЧЕНЬ редки, сейчас это делается больше для тюнинга, однако все по порядку …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Для начала небольшое определение
Расточка блока – это процесс физической проточки стенок цилиндров двигателя (на специальных станках) для восстановления правильной (почти идеальной) геометрической формы.
Делается при капитальных ремонтах мотора, либо для тюнинга в основном для увеличения мощности.
Для чего делается
Как я писал раньше (лет так 20 – 30 назад), основная задача это был ремонт. Стоит отметить, что силовой агрегат и все его основные части испытывают постоянные нагрузки, это – цилиндры, поршни, кольца, коленвал, распределительный вал (валы), клапана, вкладыши и т.д.
Особенно сильные нагрузки у поршня, он трется об цилиндр блока, причем этот процесс повторяется сотни — тысячи раз всего за одну минуту. Здесь идет максимальный износ, металл стенок стачивается, блок начинает терять свою первоначальную круглую форму. Если утрировать он становится — овальный, а не круглый. Прилегание поршней (а именно его колец) к стенкам начинает ухудшаться, соответственно горючая смесь или отработанные газы начинают поступать в картер, а масло наоборот в рабочую камеру – падает мощность, силовой агрегат начинает «жрать масло»! Из глушителя начинает лететь сизый (синеватый) дым. Это первые звоночки.
Справедливости ради, иногда залегают компрессионные кольца, тут также упадет компрессия и повалит дым, однозначно нужно будет вскрывать мотор и разбираться
Раньше не было нормальных масел, зимой они дико густели, летом пригорали, смазывающие способности были низкие — моторы приходилось «капитались» уже через 30 – 50 000 пробега, а грузовые итого чаще. Зимой (как ни странно) агрегаты перегревались, все потому что опять же не было нормальных ТОСОЛОВ или антифризов, лили воду которая замерзала, образовывала пробки тут и до перегрева недалеко, пусть локального, пусть не на долго – НО ЭТОГО ХВАТАЛО.
Сейчас технологии шагнули ДАЛЕКО вперед. Есть различные полусинтетические или синтетические составы, не только масел, но и охлаждающих жидкостей. Поэтому сейчас двигатель ходит долго! Ресурс от ремонтов увеличился в разы, если не в десятки раз.
Конечно через 250 000 (в среднем) километров все равно предстоит ремонт, но просто вдумайтесь какой это пробег! В средних городах редко когда наезжают 15 000 в год, таким образом 250 000 хватит примерно на 15 лет.
Первая причина – как вы догадались ремонт, если есть возможность (про это чуть ниже) овальную форму или задиры внутри цилиндра убирают путем расточки, ставят больше поршни и мотор живет еще долгие тысячи километров.
Вторая причина – это банально увеличения объема. Опять же если позволяет блок (а точнее его стенки) происходит расточка, устанавливаются поршни больше диаметра, они имеют большую способность засасывать воздушно-топливную смесь. Если утрировать поршень диаметром в 79,8 мм, засосет гораздо меньше, чем с диаметром в 82 мм. Топливо сгорает больше, а соответственно давление воспламененной смеси на поршень выше, вот вам и увеличение мощности. ДЕЛАЮТ в основном тюнеры для прокачки своих «железных» коней.
Алюминий и чугун
Прежде чем вам рассказывать про сам процесс, стоит упомянуть — есть различные материалы для изготовления блоков. Это чугун (он появился первым) и алюминий. Про них у меня будет отдельная статья, сегодня же я просто расскажу какие можно ТОЧИТЬ, А КАКИЕ НЕТ!
Чугун – практически идеальный вариант, дешевый, надежный, долговечный. Ходят долго, причем зачастую поддаются проточке. Снимаем нужный размер, ставим новые ремонтные поршни, и мотор опять в строю. Однако они имеют и существенные минусы – это вес (он в три раза тяжелее, чем алюминий), теплоотвод (нужно больше ходов и каналов, чтобы эффективно его охлаждать), и коррозия (от длительного простоя стенки могут ржаветь).
Алюминий – он легкий, лучший теплоотвод, не подвержен коррозии. Большой плюс это его вес, сейчас многие производители гонятся за понижением веса своих авто, алюминиевый вариант дает им большую экономию, а значит и меньший расход топлива автомобиля. НО этот металл мягкий и недолговечный по сравнению с чугуном. Для лучшей износоустойчивости внутренние стенки покрываются специальным налетом с большим содержанием кремния. ТОГДА и только тогда моторы могут работать достаточно длительное время.
ПОЭТОМУ алюминиевые моторы – зачастую не протачиваются, многие мастера их называют одноразовыми! Потому что нельзя снимать прочный верхний слой в цилиндрах
Как происходит процесс растачивания
Он проще, чем кажется на первый взгляд. ОДНАКО своими руками сделать у вас вряд ли что-то получится. Двигатель разбирается полностью, РАСТАЧИВАТЬ на машине не получится. Блок снимается и крепится на станину специального станка, причем крепят его по уровню!
Если процесс расточки выполняется для ремонта, то есть присутствует большой износ (образовался эллипс), тогда производится ряд измерений, при помощи микрометрических стрелочных приборов — сколько нужно снимать со стенок. И ВООБЩЕ ВОЗМОЖНО ЛИ ЭТО или сразу же нужно настраиваться на «ГИЛЬЗОВКУ».
Далее на вертикально – расточном станке выполняются работы. ЗАПОМНИТЕ НУЖНО ИСКАТЬ высококвалифицированного мастера с хорошим оборудованием, а не которое разваливается на части и не может держать нужный ТОЧНЫЙ размер.
Далее мастер набивает — либо зеркало внутри цилиндра, либо делает хонингование (это финишная обработка стенок, чтобы убрать все риски и задиры, для того чтобы стенки и кольца быстрее притерлись друг к другу), делается сначала крупным абразивом, затем мелким. И у того и у другого метода есть свои поклонники, какой из них выбрать дело каждого, споры не утихают до сих пор.
И заключительный этап это сборка. Уже под ремонтные размеры покупаются запчасти, а именно поршни, кольца все это в последующем устанавливается, подсоединяется к коленчатому валу и собирается двигатель целиком.
Все так просто когда нет необходимости гильзования, а вот тут то не все так просто.
Гильзы как способ ремонта
И в чугунных и алюминиевых блоках, есть такое понятие как «ГИЛЬЗОВКА», то есть устанавливаются специальные гильзы – это цилиндрические (как правило — чугунные) полые части похожие на большой кусок трубы.
Они запрессоваются в блок мотора под температурой и прочно сидят на своем месте. Основное назначение сделать мотор прочнее (в случае с алюминиевым вариантом), придать конструкции ремонтопригодность, увеличить ресурс. Гильзы могут быть из высокопрочного легированного серого чугуна, а также из обычного (стоит отметить варианты с тонкими стальными гильзами такое тоже есть, пример — машины фирмы ISUZU), есть и алюминиевые варианты, но они не так часто распространены.
Однако есть двигатели, которые не «гильзуются» с заводов как алюминиевые, так и чугунные. Если чугунный блок мы можем расточить, а также «прогильзовать» вариантом серого чугуна — поставить поршни больше (или такие е же) и кататься дальше — потому как нет разницы теплового расширения металла. То вот алюминий из-за своей сложной технологии изготовления такому зачастую не подвластен. Возникает справедливый вопрос – а можно ли поставить в него гильзы?
Алюминиевый блок и гильзы
Ребята это ОЧЕНЬ обширная тема, возможно, я напишу про нее чуть позже. А пока дам вам понять несколько основных постулатов.
Алюминиевые варианты, действительно зачастую не рекомендуется растачивать (хотя не все) и дело тут вот в чем. Для начала разберем технологию изготовления современных блоков:
«Сухие гильзы» и SILUMAL достаточно ремонтнопригодны, то есть если у вас упала компрессия в виду износа от большого пробега, то вы легко можете снять 0,5 – 1 мм поставить ремонтную поршневую группу и кататься дальше. ТАКЖЕ для некоторых вариантов SILUMAL производители выпускают ОРИГИНАЛЬНЫЕ алюминиевые гильзы, нужны они, когда расточка будет больше 1мм. Правда стоимость их просто зашкаливает до 200 ЕВРО за одну, зато исключительное соотношение металлов и возможность полного восстановления (также в некоторых случаях можно купить одну штуку в один цилиндр). ИСКЛЮЧЕНИЕМ может быть только то, что стенка блока очень сильно повреждена, на глубину большую, чем возможна ремонтная расточка. Однако такие блоки бывает уже ничем не спасти, бывают фатальные повреждения, например повернуло поршень.
NICASIL – восстановить фактически не возможно! То есть как заверяет производитель это фактически одноразовый мотор. Как писал — выше у него нет одобренных заводом-изготовителем запчастей. Но в какой стане мы живем, есть куча компаний которая делает именно для Nicasil гильзы, причем чугунные с малой стенкой (2 – 3 мм), есть и мастера которые могут все это дело совместить! Правда при этом нужно помнить о тепловых расширениях и различных металлах. Скорее всего, дядя Вася в гараже сделать качественно, это не сможет. Однако цены на новые блоки, если взять топовые BMW могут доходить до 5000 – 7000 ЕВРО, заставляют искать таких мастеров.
Вот такой вот большой материал, если сложно читать, то посмотрите видео версию, в ней более подробно и просто.
НА этом заканчиваю, думаю было полезно ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР
(8 голосов, средний: 4,50 из 5)
Результаты предыдущего ремонта. Расточка блока, замена поршневой. Еще одна возможная причина пониженного давления масла и жесткие косяки!
Всем привет.
Звиняйте, впереди много текста.
Все больше БЖ напоминает инструкцию, как делать не надо!
Попробую немного описать сезон 2020 года.
После зимы замерил компрессию, имеется приличный разброс по цилиндрам. Даже без камеры видно масло на поршнях. Камера там тоже побывала. Ничего хорошего там не разглядел.
Пару часов после ночной смены скинул мелочевку.
Полный выходной раскидал почти все остальное, вынул поршни.
Остался только блок и маслонасос. Перед ночной сменой за полдня скинул маслонасос.
Что интересно, прокладка как новая, это сильно удивило.
В одного выдергивать блок с КВ, маховиком и сцеплением тяжеловато. Лучше вдвоём. Возникла проблема с откручиванием маховика. В одно лицо его тяжко клинить.
Кое-как заблокировал его монтажкой об отливку рядом со стартером. КВ сдёрнул, осмотрел, вроде ничего критичного.
Запись от 30t www.drive2.ru/l/542492716026561552/ натолкнула на мысль о проверке маслофорсунок.
Не без проблем выкрутил. Они были притянуты каким-то невменяемым моментом для такого маленького и неподвижного узла. По итогу, только первая живая, вторая и четвертая заклинили в открытом положении, третья до конца не закрывается. Т.е. фактически 3 из 4х форсунок стравливают масло тогда, когда это не нужно. На холодную, возможно, это не так и критично, т.к. давление масла и так достаточно высокое. На горячую же может негативно сказываться на двигателе при заполнении масляной системы, особенно на шестерни РВ, которые очень быстро теряют масло после остановки. По-хорошему, нужно было бы отследить давление масло до и после замены, тогда уже по результатам объективно уже делать выводы. А так только предположения. С одной стороны, масло на шестерни и на форсунки подается по разным каналам, с другой стороны насос-то один, и он одновременно давит в оба этих канала, и потеря давления в одном из них скажется на всей системе.
Рад буду услышать ваше мнение на эту тему
Чутка офигел, особенно с ценника в 800 руб за штуку. Продается только в сборе, отдельно клапана нет. Если надо, лучче на разборках посмотрите.
Дальше поездка в областной центр в «специализированный «сервис по расточке и тд. В течение дня сделали. После работы прошу расточника промерить повторно. Нехотя он настроил нутромер, проверяю, нащупываю отклонения до сотки-полторы. До сдачи блока у его коллеги спрашиваю про зернистость финишной обработки, он мне пальцем показал на готовый блок, типа «ну вот такая же нормально. «
Спросил про крацевание поверхности, но о такой процедуре, похоже, и не слышали. ппц…
Через пару дней взял инструмент, промерил сам. Раза 3 получил разные значения.
Попросил знакомого токаря промерить( у которого брал измерительный инструмент) он намерил заужение к низу до 1-1,5 сотки. =( А вот поршни турецкие все как один по номиналу 80,96.
Еще день потратил на чистку камер сгорания всех четырех горшков, а также прочистил немного впуск и выпуск каналы в ГБЦ.
Удалил самоделку с бугеля.
Помучился с установкой первого поршня. Проблемно проходит наборное МСК. Как итог, чутка загнул край нижнего мск при неудачной установке. Замок нижнего МСК целиком вылез в боковую выемку поршня и сместился.
Кольцо слегка загнулось, при этом кольцо в сборе стало плохо ходить по канавке, что не есть хорошо. Через день заметил, что на месте сгиба скололось напыление хрома примерно на 2,5 мм. Это ппц! Пока довправил нижнее мск, скол увеличился почти до 4мм! Брать новый комплект колец желания не было вообще.
Поставил поврежденное МСК сверху расширителя, сместил скол ближе к ненагруженной стороне цилиндра для снижения негативного воздействия повреждения кольца. Но лучче сменить!
В этот раз замки колец развел по новой схеме: компрессионные и маслосъемные параллельно оси пальца, расширителя — перпендикулярно оси, на ненагруженную сторону (те ближе к выхлопу).
Посмотрим, как всё это дело себя покажет.
Возник сомнительный момент по поводу метки на верхнем компрессионном кольце. Изначально, я там ничего не нашел, но ставил так же, как и снял. После того как были установлены поршни 1 и 4 цилиндра, на одном из оставшихся колец разглядел нечто похожее на точку. При более детальном рассмотрении, вытерев как следует масло и поиграв углом обзора и светом, кое-как разглядел едва заметную надпись. Достал поршень первого цилиндра, проверил, в норме. Из 4-ого высунул только верхнюю часть с компрессионными кольцами, тоже все ок.
Сборка всего остального заняла примерно еще день.
Шестерни ГРМ затягивал, естественно, с помощником. Заранее зафиксировал планкой РВ самодельным фиксатором шестерни и коленчатый вал путём включения 5й скорости и 2х отверток, воткнутых в вентиляционные окна тормозных дисков.
Дальнейшая сборка без особых проблем. Покрутил стартером без 24ого предохранителя для заполнения системы маслом. По-моему, бесполезная процедура.
Пришлось докупать
Клапан впускной GM арт. 55557741 2шт;
Масло Лукойл Армортек 5w40 арт. 1539424 1шт (4л);
Масло Лукойл Армортек 5w40 арт. 1539414 1шт (1л);
Толкатель клапана (почему — то обозван «Пробка металлическая») GM арт. 55353766 1 шт, идент 27х 3,258-3,272 мм;
Толкатель клапана GM арт. 24438150 2шт, идент 20х 3,190-3,210 мм;
Толкатель клапана GM арт. 55353764 4шт, идент 24х 3,230-3,244 мм;
В этот раз реально дохрена косячил! И чаще всего, когда отвлекали разговорами или когда недоспал с ночной смены. Башка реально не варит, а делать надо.
Очень много оставлено старых прокладок. По хорошему, менять надо, но тогда стоимость ремонта вырастет много больше.
Сделано было намного больше, чем описано в последних статьях.
Чего стОит только война с подвеской длиной в 3 года с перебором только переда около 26! мать его раз!
Как и когда это обрисовывать я хз…
Да и тема двигателя нифига не закрыта!
Продолжение следует…
Удачи всем!