Как сделать наддув на инжекторный двигатель своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 29.09.2024

Самодельный приводной нагнетатель на ВАЗ своими руками

Одной из возможностей продлить жизнь старому автомобилю, например любому ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112, является его тюнинг. Конечно, речь в данном случае идет не об установке новых дисков и чехлов, а в первую очередь о повышении мощности двигателя. И один из самых простых и вполне доступных вариантов обеспечения этого – установить на мотор механический нагнетатель своими силами.

Механический нагнетатель на ВАЗ – за и против
Как установить воздушный нагнетатель своими руками
Самодельный нагнетатель на ВАЗ
Приводной нагнетатель своими руками – из КИТ-набора

Как это работает

Для начала стоит обсудить непосредственно сам механический нагнетатель воздуха для автомобиля и попытаться уловить его суть.

Не путать с турбиной, то есть с турбокомпрессором.

Это разновидность наддува, который бывает агрегатный и безагрегатный. Среди безагрегатных популярность получил динамический (инерционный наддув). Но когда речь идет об увеличении мощности ДВС, в ход обычно идут агрегатные наддувы. Их некоторые даже собирают своими руками.

У компрессора и нагнетателя задача примерно одна, но установить нагнетатель проще и дешевле. Отсюда его популярность в области тюнинга.

В теории такая система для автомобилей способна повысить производительность ДВС до 40%. Но расход топлива увеличиваться не будет. На многих машинах штатно стоит такая система.

Суть в том, что механизм активно создает давление, которое выше атмосферного, во впускном тракте. Это позволяет выдать максимум мощности при незначительных затратах горючего.

Есть разные способы увеличить производительность ДВС. В числе методов и впрыск воды , о котором мы подробно ранее рассказывали.

Самостоятельная установка турбины

Принцип турбонаддува

Итак, вы решили установить своими руками турбину, которая раскручивается выхлопными газами. Задачи возникают при этом следующие:

Работа атмосферного двигателя настроена достаточно оптимально, теперь же в двигатель начнёт поступать больше кислорода. Логично, если будет поступать и больше топлива, собственно, это и приведёт к большей мощности. Большее поступление топлива потребует более мощного насоса.
Теперь в двигатель поступает большее количество взрывной смеси в тот же объём, следовательно, давление в системе возрастает. В такой ситуации возможна детонация ещё до того момента, как цилиндры двигателя займут свои крайние точки. Значит, необходимо будет переделать двигатель так, чтобы детонация не происходила раньше времени.
Изменился режим подачи горючего, значит, надо поработать над настройками электроники, чтобы поступало такое количество горючего, какое нужно.
Выхлопные газы горячи. К тому же при работе крыльчатки разогреваются. Горячий воздух, расширяясь, в том же объёме содержит меньше кислорода, нежели холодный, поэтому систему необходимо охлаждать. Для этого используют масло и воздушный радиатор.
Для раскрутки крыльчатки будут использоваться лишь часть выхлопных газов. Излишек через клапан надо будет выводить.
Предохранительный клапан должен стоять и на трубе подачи воздуха под давлением.
Придется модернизировать сцепление.

Установленное оборудование

Кроме того, потребуется усилить опоры двигателя, заменить распредвалы. Все вместе это влетит в копеечку. Но этого мало, ведь потребуется специальный блок управления с индивидуальной программой, который позволит мотору хотя бы завестись.

Это основные моменты, над которыми надо будет подумать.

Пару слов о китайских электро турбинах

Сейчас конечно на тех же китайских сайтах начинают появляться другие электро турбины, многие сделаны даже в форме улитки – аля механический компрессор. Но опять же нет ни показателей давления, ни потребления, ни перекачки воздуха. Думайте, прежде чем покупать. Смотрим познавательный ролик.

Выбор электротурбины?

Онлайн-маркетплейсы уже сегодня могут предложить автолюбителям множество электрических турбин. Обратимся к Джеффу Даффу, руководителя отдела разработок Garrett. По его словам, в зависимости от конфигурации двигателя и модели электротурбины можно повысить топливную эффективность автомобиля максимум на 10%, но на испытаниях новые агрегаты повысили эффективность на 2-4%. Их еще нужно доработать. Цель компании: создать агрегат, с которым двигатель всегда будет потреблять идеальную топливовоздушную смесь. Со слов Даффа становится ясно, что мировой производитель агрегатов для систем наддува еще разрабатывает или улучшает имеющиеся электротурбины. Могут ли предлагаемые уже сегодня турбины быть настолько же эффективными, как тестовые образцы Garrett, Volkswagen, Audi, Mercedes-Benz и прочих? Для начала они должны удовлетворять следующим требованиям:

Установка турбины или компрессора на ВАЗ 2107

Установить турбину на ВАЗ 2107 можно двумя способами:

через впускной коллектор;
через карбюратор.

Второй вариант более эффективен, так как обеспечивает прямое образование топливновоздушной смеси. Для выполнения работ потребуется:

комплект гаечных ключей и отвёрток;
дрель;
ёмкости для слива хладагента и масла.

Подключение турбины или компрессора к выхлопной системе

Для турбины потребуется определённое пространство в моторном отсеке. Иногда её устанавливают на место аккумулятора, который переносится в багажник. Для ВАЗ 2107 подойдёт турбина от дизельного трактора, не требующая водяного охлаждения и подсоединяемая к штатному выпускному коллектору. Принцип её действия основан на циркуляции горячих выпускных газов, которые после раскручивания турбины возвращаются назад в выхлопную систему.

Алгоритм установки турбины зависит от типа двигателя. Для атмосферного силового агрегата ВАЗ 2107 потребуется дополнительно уменьшить геометрическую степень сжатия за счёт установки оригинального впускного коллектора (если он отсутствует).

Дальнейшие действия выполняются в следующем порядке.

Устанавливается впускной трубопровод.
Модернизируется система питания двигателя.
Вместо выпускного коллектора устанавливается приёмная труба.

Компрессор приобретается в комплекте с принадлежностями для интеграции его в двигатель.

Устанавливается компрессор следующим образом.

Непосредственно на всасывающем патрубке устанавливается новый воздушный фильтр с нулевым сопротивлением.
Выходная трубка компрессора специальным проводом соединяется с входным штуцером карбюратора. Места стыков затягиваются специальными герметичными хомутами.

Этот алгоритм считается недорогим и эффективным способом тюнинга двигателя ВАЗ 2107. В процессе установки для повышения эффективности наддува можно полностью перебрать карбюратор и поискать возможности повышения герметичности новых соединений.

Подача на турбину масла

Для подачи на турбину масла потребуется установить специальный адаптер. После этого впускной коллектор и наиболее сильно нагревающуюся часть самой турбины нужно будет оборудовать теплозащитным экраном.

Подача масла в двигатель осуществляется через ввёрнутый фитинг, на который надевается силиконовый шланг. После этой операции обязательно нужно установить интеркулер и впускной пайпинг (трубка) для поступления воздуха во впускной коллектор. Последнее позволит соблюдать при работе турбины необходимый температурный режим.

Патрубки для подключения турбины

За отвод выхлопных газов отвечает главный патрубок — через него выводится часть выхлопа, не попавшая в турбину. Перед установкой все воздушные патрубки нужно тщательно почистить и протереть смоченной в бензине салфеткой. Загрязнения из шлангов могут попасть в турбину и вывести её из строя.

Все патрубки должны быть надёжно закреплены хомутами. Некоторые специалисты рекомендуют использовать для этого хомуты из пластика, которые прочно зафиксируют соединения и при этом не повредят резину.

Подсоединение турбины к карбюратору

При подключении турбины через карбюратор заметно увеличится расход воздуха. Кроме этого, система турбонаддува должна располагаться в моторном отсеке рядом с карбюратором, где сложно найти свободное место. Поэтому целесообразность такого решения вызывает сомнения. В то же время при удачном монтаже турбина будет работать намного эффективнее.

В карбюраторе за расход топлива отвечают три главных жиклёра и дополнительные мощностные каналы. В обычном режиме при давлении 1,4–1,7 бар они хорошо справляются со своими функциями, но после установки турбины перестают соответствовать изменившимся условиям и экологическим стандартам.

Подключить турбину к карбюратору можно двумя способами.

Турбина ставится за карбюратором. При схеме с протяжкой воздуха топливновоздушная смесь проходит через всю систему.
Турбина ставится перед карбюратором. Продавливание воздуха происходит в обратном направлении, а смесь через турбину не проходит.

Оба способа имеют свои плюсы и минусы.

Первый способ более простой. Давление воздуха в системе оказывается довольно низким. Однако в карбюратор не требуется устанавливать байпасный клапан компрессора, промежуточный охладитель и др.
Второй способ более сложен. Давление воздуха в системе заметно увеличивается. Снижается содержание в выхлопе углекислого газа и обеспечивается возможность быстрого холодного запуска. Однако реализовать это способ гораздо сложнее. Требуется установка промежуточного охладителя, байпасного клапана и т. д.

Подсоединение турбины к инжектору

Установка турбины на инжекторный двигатель более целесообразна. В этом случае у ВАЗ 2107:

снизится расход топлива;
улучшатся экологические характеристики выхлопа (треть топлива уже не будет выбрасываться в атмосферу);
уменьшится вибрация двигателя.

На двигателях с инжекторной системой во время установки турбины можно дополнительно увеличить наддув. Для этого в актуатор ставится пружина под планируемое давление. Трубки, проведённые к соленоиду, надо будет заглушить, а сам соленоид оставить подключённым к разъёму — в крайних случаях, катушка меняется на сопротивление 10 кОм.

Таким образом, уменьшение давления на актуатор приведёт к увеличению силы, необходимой для открытия вестгейта. В результате наддув станет более интенсивным.

Видео: подключение турбины к инжекторному двигателю

Технические характеристики Audi SQ8 4.0 TDI

Дизель с неограниченным запасом тяги и впечатляющей
топливной экономичностью.

От S-модели с тройным наддувом ждешь большей расторопности
и эмоций.

Вождение

О литере S лучше забыть, тогда получится сконцентрироваться на комфортном неограниченном запасе тяги под правой педалью.

Сразу говорю, я не горю желанием делать из трудяги-402 спортивный мотор, просто появилась идея, которую захотелось обсудить со знающими людьми.

Где-то здесь на форуме высказывалось мнение, что скорость входящего потока на впуске порядка 100 км/час, т.е., понятно, что с меньшей скоростью ни о каком наддуве речи быть не может. Предположим, я езжу со скоростями близкими к 100 или немного выше, до 120, т.е., на такой скорости какой-либо, пусть небольшой, эффект, чисто теоретически, должен проявиться.

Что конкретно меня интересует.

1) описанные в приведенной цитате эффекты улучшения экономических показателей, если будет минус хотя бы поллитра на 100 км/час, то это уже 5% улучшения экономичности, что фигня, конечно, но при больших пробегах будет окупать хотя бы сигареты в дорогу, как говорится, мелочь, а приятно, тем более, что совершенно даром и дополнительный резерв, если все уже вылизано до упора. Какие будут соображения на этот счет, из-за чего возможно снижение расхода?

2) Про долговечность тоже интересует, непонятно только, сам наддув дает более бедную смесь? Карбюратор-то готовит бензовоздушную смесь не в абсолютной пропорции, а в относительной, если мы запихиваем в цилиндры чуток больше воздуха, то и бензина уйдет настолько же больше, в процентном соотношении, т.е., состав смеси практически не изменится, просто ее может быть капельку больше и наполнят цилиндры она будет немножко лучше.

3) Увеличение мощности и максимальной скорости как раз интересует меньше всего, ну точнее, ровно в той степени, в которой слегка увеличенная мощность позволит двигаться с обычной скоростью при чуть меньшем открытии дросселя. Максималка нафиг не нужна, двигатель больше 3.000 вообще стараюсь не крутить, да и превышение скорости нынче слишком уж стало бить по карману.

Т.о., я отлично понимаю, что чудес ждать никаких не стоит, в лучшем случае будет прибавка мощности или снижение расхода в пределах нескольких процентов, в худшем не будет вообще никакого эффекта, кроме повышения холостых при движении накатом на большой скорости. Но и дело-то копеечное, это не инжектор на 402 городить))

VtuningV › Блог › Тубонаддув двигателей внутреннего сгорания

Автомобильные конструкторы были всегда озабочены проблемой повышения мощности моторов. Из законов физики следует, что мощность двигателя напрямую зависит от количества сжигаемого топлива за один рабочий цикл.
То есть возникает некий закон: чем больше топлива мы сжигаем, тем больше мощность: но для горения топлива необходим кислород, (поясняю) в цилиндрах сгорает не топливо, а топливно-воздушная смесь. Для бензиновых двигателей на одну часть топлива полагается 13–15 частей воздуха — в зависимости от состава горючего, режима работы и прочих факторов. Воздуха требуется весьма много. Если мы увеличим подачу топлива (это не проблема), нам также придётся значительно увеличить и подачу воздуха. Обычный двигатель засасывают его самостоятельно из-за разницы давлений в цилиндре и в атмосфере.
Зависимость прямая — чем больше объём цилиндра, тем больше кислорода в него попадёт на каждом цикле.
Но есть способ загнать в тот же объём… больше воздуха!
Это тубонаддув!
Существуют три вида наддува бензиновых двигателей:
— резонансный наддув
— газотурбинный наддув
— с помощью объемного нагнетателя

Разницы между этими методами существенная, хотя, несмотря на конструкцию, конечная цель у наддува одна — повысить крутящий момент и, соответственно, мощность.
Резонансный наддув
Резонансный наддув в большинстве случаев реализовывается на двигателях с распределенным впрыском топлива.

Механический нагнетатель
Механический компрессор был изобретен братьями Рутс и применялся в автомобильных двигателях еще в 30-е годы.
При механическом наддуве нагнетатель приводится в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Как правило, оба агрегата жестко связаны друг с другом, к примеру через ременный привод. Здесь главное в том, что обороты нагнетателя/компрессора жестко связаны с оборотами коленвала.
Механический компрессор хорош своей нетребовательностью к качеству масла, надежностью и способностью не отставать от скорости вращения коленвала.
К минусам относятся значительные габариты, нагрузка на двигатель.

2GarinTourerV › Блог › Нагнетатель как радикальное средство дать пинок под зад своему автомобилю

Увеличить мощность двигателя можно единственным способом — сжигая больше горючей смеси. Этого можно добиться разными способами, но наиболее распространенные — увеличение рабочего объема двигателя или увеличение подачи горючей смеси в цилиндры посредством наддува. Первая схема хорошо известна по американским многолитровым машинам. Очевидный плюс — простота конструкции такого двигателя и, следовательно, более высокий ресурс. Минус — большая масса, что ведет за собой увеличение габаритов и веса автомобиля и, как следствие, ухудшение управляемости.

Наддув обязательно ведет к усложнению конструкции двигателя, что не может не сказываться на надежности, но позволяет достичь большей мощности при меньших размерах и габаритах. Если на Porsche поставить 12-цилиндровый двигатель, мы получим классический американский автомобиль, пускай и с прекрасной разгонной динамикой. Удивительно маневренными немецкие машины делают компактные 6-цилиндровые двигатели, в которых они умудряются снимать с 3,5 л объема мощность в 456 л.с.

Но это не значит, что европейцы распрощались с идеей наддува. Ни для кого не секрет, что к мерседесовским нагнетателям в 30-е годы приложил руку небезызвестный конструктор Фердинанд Порше. Но на собственных двигателях он решил ставить турбонагнетатели. Проблема заключалась в том, что они приводятся в действие отработанными газами и должны выдерживать довольно высокие температуры. Долгое время не существовало жаропрочных и прочных материалов и турбокомпрессоры оставались капризными и ненадежными агрегатами. И только сильный прогресс немецкой оборонной промышленности 40-х годов в области авиационных турбореактивных двигателей наконец-то дал технологии и материалы для производства надежных автомобильных турбин. С тех пор лучшие турбомоторы в Европе — у Porsche.

Механический нагнетатель, который жестко связан с валом двигателя, имеет линейную зависимость наддува от оборотов: автомобиль практически мгновенно реагирует на нажатие педали акселератора, что особенно ценно при разгоне. Недостаток же данной схемы состоит в меньшем КПД по сравнению с турбонагнетателями: механический нагнетатель отбирает мощность с вала двигателя, а турбина приводится в движение практически дармовыми выхлопными газами.

Недокрутить — пропасть, перекрутить — пропасть
Независимо от схемы привода, собственно воздух нагнетает компрессор. Наибольшее распространение получили две схемы — роторнозубчатая схема Roots, запатентованная в 1866 году братьями Филандером и Фрэнсисом Рутсами, и центробежные нагнетатели.

Достоинство нагнетателей Roots в их простоте. Первоначально рассчитанные для двухтактных двигателей, подобные нагнетатели по сути являются импульсными, что не лучшим образом сказывается на характеристиках двигателей. При такой схеме частота вращения компрессора обычно составляет 0,5-2 частоты оборотов коленвала двигателя. На больших оборотах компрессор может выйти из строя, поэтому на современных нагнетателях применяются специальные центробежные муфты, ограничивающие обороты.

Рабочая частота вращения центробежных нагнетателей составляет 40-90 тыс. об./мин (на некоторых моделях — 90-130). Если перекрутить такой компрессор, поток нагнетаемого воздуха перестает быть ламинарным и возникающая турбулентность начинает тормозить поток — давление падает. Если же недокрутить, то центробежная сила становится недостаточной для создания давления и наддув практически сходит на нет. В итоге получается, что частоту вращения центробежного нагнетателя надо поддерживать в пределах +/- 50%, тогда как во время движения частота работы двигателя меняется в среднем в 7 раз. Все это приводит к установке разнообразных вариаторов и усложнению конструкции.

Другая проблема — в предельном максимальном давлении, которое могут выдержать автомобильные двигатели. Хорошие моторы позволяют поднимать давление во впускном коллекторе в 1,6-1,7 раза, а компрессоры запросто усиливают давление в 2,7 раза. Чтобы избежать повышенного давления, приходится ставить перепускные клапана для ограничения максимального давления.

Само собой разумеется, повышение давления на входе ведет к повышению давления в цилиндрах. Но современные автомобильные двигатели уже подошли к пределу. Степень сжатия в последних моторах Mercedes достигла 10-10,5 раз, а в Porsche — 11-11,5 раз. При большем сжатии даже высокооктановый бензин перестает гореть и начинает детонировать — взрываться. Выход — либо применять специальные гипероктановые топлива, имеющие степень сжатия 17-18, на основе метанола или нитрометана, либо ставить моторы, изначально имеющие низкую степень сжатия — 8-8,5. Это, кстати, объясняет, почему ставить нагнетатели на ультрасовременные двигатели бессмысленно.

Другое дело — тюнинг. Здесь побоку повышенный расход топлива, повышенная токсичность и холостой ход, главное — дополнительная мощность. Тюнинговый наддув двигателей — это царство механических нагнетателей и устаревших многолитровых моторов. И то и другое, само собой разумеется, американское.

$35 тыс. готовый набор для установки нагнетателя.

Вопросы и ответы по механическим нагнетателям
1. Зачем покупать нагнетатель?
Принудительный наддув воздуха способен прибавить двигателю до 46% мощности и до 31% момента, в зависимости от технических параметров двигателя и настройки системы.

2. Каковы различия между обычным и гоночным нагнетателем?
При установке стандартного механического нагнетателя не требуется переделки топливной системы и настройки двигателя. Более мощный нагнетатель потребует настройки системы управления двигателем, переделки самого двигателя, установки мощного топливного насоса. Как правило, установки обычного комплекта вполне достаточно для оптимального увеличения мощности штатного двигателя.

3. Какое обслуживание требуется для нагнетателей?
Обслуживание механических нагнетателей в основном сводится к регулярной замене масла. Так как масло используется для охлаждения нагнетателя, обратите на это особое внимание.

5. Можно ли установить систему самостоятельно?
Для человека, имеющего слесарные навыки, установка механического нагнетателя не должна вызвать существенных трудностей. Примерное время установки — 8-10 часов. Все комплекты нагнетателей включают инструкцию по установке и настройке системы и полностью совместимы с оригинальным оборудованием автомобиля.

Нагнетатель воздуха – оптимальный способ увеличить мощность!

На заре автомобилестроения инженеры решали вопрос увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания, что называется, в лоб – увеличивали количество и размеры цилиндров. Однако практичность таких разработок даже во времена дешевой нефти была под большим вопросом. Нагнетатель воздуха позволил решить эту проблему своими руками.

1 Турбонагнетатели – с чем столкнулись инженеры?

Сложно это представить, но еще в 1909 году автомобиль с двигателем внутреннего сгорания установил рекорд скорости в 200 км/ч – достижение для тех времен невероятное. Еще сложнее представить объем двигателя, благодаря которому удалось разогнать авто до такой скорости – 28 литров! Даже речи быть не могло, чтобы запустить такие агрегаты в массовое производство, ведь их обслуживание своими руками было практически невозможным, ввиду огромных габаритов двигателя.

К счастью, дальнейшие разработки автомобильных инженеров велись в сторону уменьшения объема при сохранении мощностей, а также упрощения конструкции. Чтобы автомобиль стал массовым, следует дать возможность ремонтировать его своими руками – так размышляли первые автомобилестроители и были совершенно правы.

Благодаря появлению нагнетателя, удалось при сохранении всех параметров сходу увеличить мощность на целых 50 %! Сегодня опытному автомобилисту не составит труда своими руками установить одну из популярных систем турборежима.

2 Нагнетатель воздуха – как влить силы в двигатель?

С развитием автомобилестроения возникали и различные способы компрессии воздуха. Многие разработки уверенно дошли и до наших дней. Итак, разберемся, какие способы наддува существуют:

Как правило, такие системы серийно на автомобили не устанавливаются, что дает автолюбителям множество возможностей для тюнинга своими руками.

3 Механический турбонагнетатель воздуха – своими руками совершенствуем авто!

Наиболее эффективен режим турбо на впрысковых бензиновых двигателях. Моторы карбюраторного типа также могут работать с механическим нагнетателем, однако им необходима определенная доработка своими руками, в частности, установка жиклеров с увеличенным сечением и другие меры. В случае с инжекторным двигателем все сводится к новой прошивке.

Механический нагнетатель, работающий от коленвала двигателя, имеет несомненное достоинство – он работает абсолютно синхронно с агрегатом и в режиме турбо обеспечивает равномерную подачу воздуха в соответствии с оборотами мотора. Однако такое устройство будет отбирать для своей работы часть мощности движка.

Самыми распространенными вариантами построения механических нагнетателей, которые можно установить своими руками, являются три типа:

4 Турбонагнетатель – универсальный наддув своими руками

Как для бензиновых, так и для дизельных двигателей возможно применение турбонагнетателя. Это устройство представляет собой комбинацию компрессора и турбины, которая использует давление выхлопных газов для работы. Последнее устройство создает ряд проблем – турбина должна выдерживать высокие температуры и огромную скорость вращения, а значит, материалы для ее изготовления должны быть сверхпрочными. Некоторую часть нагрузки с турбины снимает компрессор, что и позволяет комплексу в целом справляться со своей задачей.

Недостаток устройства заключается в некотором запаздывании режима турбо – необходимо время, чтобы после нажатия на педаль турбина раскрутилась до нужного количества оборотов.

Впрочем, современные агрегаты решают и эту проблему, в основном благодаря наличию дополнительных нагнетателей. В отличие от турбонагнетателя, никакого запаздывания после нажатия на педаль в случае с электрическим компрессором вы не почувствуете – устройство, которое чаще всего комбинируют с центробежной турбиной, начинает работать уже на малых и средних оборотах, а турбина подключается на высоких. Электрический нагнетатель воздуха достаточно прост в реализации – никаких сложных систем и устройств для его установки не потребуется, так что усовершенствовать авто своими руками с его помощью вполне осуществимо.

Читайте также: