ГАЗ 31 02 Soaring Stingray › Бортжурнал › Интересная статья про турбину на 405, 406, 409 мотор. 409 двигатель турбо


Как построить турбо ЗМЗ для Хантера… — ОКБ РЕСИВЕР на DRIVE2

Полный размер

Проект 2015-го года форсирование Хантера с убитым ЗМЗ 409 путем постройки турбо мотора на его базе. Так как 409-ый имеет максимальный литраж в своем семействе, и растить его дальше некуда, а желание поднять тягу преимущественно на низах и средних было минимум как раза в полтора, то единственным путем достижения данной цели оставалось турбирование.Важнейшим условием проекта было надежность двигателя и хороший ресурс при высоком крутящем моменте. В самых тяжелых условиях – в грязи, в жару на песке и водных бродах, в холод на снежных заносах внедорожник должен уверенно тянуть с малых оборотов и во всем диапазоне скоростей…А это значит, что двигатель должен спокойно переносить высокие нагрузки при повышенных температурах, когда недостаточно охлаждения. В турбированном двигателе всегда повышенные механические и особенно термические нагрузки. Главным образом их воздействию подвержена шатунно-поршневая группа . Поршни при наддуве от 0.6 кг и выше должны иметь минимальную толщину днища 8…9 мм, бОльшую по размерам с «атмосферными» вариантами юбку и обладать бОльшей массой жарового пояса, чтобы не допускать перегрев и выдерживать высокое давление.Кроме того, повышенный нагрев поршней уменьшает детонационную стойкость двигателя и одновременно зазоры между верхнем компрессионным кольцом и цилиндром, юбкой и цилиндром. При уменьшении зазоров до критических перестает работать смазка. А детонация резко снижает эффективность работы и вообще грозит сломать поршень!Поэтому поршни для турбомотора необходимо выбирать с запасом по надежности, удовлетворяющие перечисленным критериям. Палец поршневой также должен быть увеличенным в диаметре, чтобы обеспечить необходимый ресурс втулки в шатуне.Изучив параметры блока, наиболее подходящими были выбраны поршни от трехлитрового турбодизеля Тойоты 1KD-FTV. Диаметр стандартного размера данных поршней 96,0.

Полный размер

Стоит отметить целый ряд преимуществ выбора этой поршневой:Во-первых, поршень обладает достаточной массой и толщиной в верхней части, что позволит его обработку для создания объема в его голове и нужной степени сжатия. За счет высокого жарового пояса, путем его подрезки будет возможность получить необходимую компрессионную высоту для размещения будущего шатуна.Во-вторых, в районе канавок поршневых колец, внутри поршень имеет кольцевой канал для принудительного масляного охлаждения. К этому каналу подходят два основных вертикальных отверстия – входное и выходное, а так же дополнительные малые каналы отвода масла, направленные в район поршневого пальца между верхней головкой шатуна и бобышками поршня. Во входное отверстие охлажденное масло подается принудительно маслофорсункой, проходит по кольцевому каналу рядом с канавками, по пути отбирая тепло с поршневых колец, и выходя из попутных дополнительных малых каналов разбрызгиванием смазывает поршневой палец и втулку шатуна. Сростом оборотов и соответственно термических нагрузок давление в масляной системе увеличивается и пропорционально увеличивается количество охлажденного масла, подаваемого маслофорсункой. Тем самым от поршня и колец отводится бОльше тепла, что обеспечивает их надежную работу в форсированных режимах.В –третьих, поршни дизельного двигателя со степенью сжатия в 18…20 единиц и давлением наддува 0.8…1 кг более чем легко будут переносить нагрузки в двигателе со степенью сжатия в 8…9 единиц и давлением турбины 1…1.5 кг. Нужно сказать, что во всех поршнях современных дизелей верхняя канавка первого компрессионного кольца выполнена в упрочненной вставке из жаропрочной легированной стали либо специального сплава для повышения надежности всего поршня и его ресурса. Т.обр., эти поршни наиболее устойчивы к детонации и способных выдерживать практически любые нагрузки на всех режимах.В-четвертых, это оригинальные серийные поршни с кольцами завода Тойота, в последней модификации 2012-го года, рассчитанные на ресурс в 500 тыс. км и гарантированную надежную работу двигателя. Были случаи, когда после гидроудара погнуло шатун, а мотор еще работал неделями. И лишь неровность в работе выдавала случившуюся неисправность…Поршни с кольцами и пальцами были куплены б/у, в стандартном размере 96,0. Два попались с одного мотора с пробегом в 30 тыс, два – с другого 80.90 тыс. После замеров зазоров между кольцами и канавками в поршне, различие составило всего в 0.01 мм . Разница по зазорам в замке колец, установленных в одном и том же цилиндре, вышла в пределах 0.06…0.08 мм. Что подтверждает большой ресурс деталей.Единственным минусом выбранной поршневой – была их масса, поршень +палец, даже после всех обработок, в итоге получились примерно в 1,5 раза тяжелее серийных ЗМЗ 409. Но для низового мотора внедорожника, с максимальными оборотами 5000.5200, применение поршневой с такой массой допустимо, тем более, что в пользу ограничения инерционных нагрузок, как выяснится дальше, вынужденно пришлось заменить штатный коленвал 409-го на 406-ой. Ниже будет описана причина такой замены.Шатуны …Серийные шатуны ЗМЗ 406 с 22-ым пальцем под 96-ой диаметр поршня + наддув … по ресурсу уже никак не внушают доверия. Единственными, близко подходящими по размерам к коленвалу, высоте блока и выбранным тойотовским поршням, были шатуны от другого тойотовского дизеля – 2LТ. По ширине нижней головки они были на 2 мм больше ЗМЗ-ных, по диаметру отверстия – на 2 мм меньше чем у ЗМЗ-ных, длина 147 мм и отверстие под палец 29 мм.У этих шатунов гораздо шире стержень в сечении, палец бОльшего диаметра, скошенная верхняя головка. Они также как и выбранные поршни рассчитаны на высокие нагрузки дизельного двигателя с наддувом. Стоимость 4 новых шатунов для 2LТ от фирм-заменителей составляет примерно 150 $. После приобретения шатуны подверглись механической обработке на фрезерно-расточном станке по уменьшению ширины нижней головки и увеличению отверстия под вкладыш ЗМЗ 406. После чего их вес стал даже немного мЕньше, чем у штатных 406-ых.

Подогнать шатуны к ЗМЗ-ному колену было не очень сложно. Изготовить новые пальцы к имеющимся шатунам, с 29-ми отверстиями, в разных пределах от 0.01 до 0.027 – было уже сложнее, т.к. чистовой размер при посадке с допуском от 0.008 до 0.014 мм, согласно спецификациям для 2LT, пришлось доводить методом притира, что требует не мало времени.Но самая трудная задача была – завтулить 34-ые отверстия поршней под палец на 29! Для этого был куплен пруток из специальной бронзы, которая применяется для высоко нагруженных подшипников скольжения при работе с высокими скоростями со смазкой разбрызгиванием и в условиях полусухого трения. Были изготовлены втулки под посадку с натягом в каждый поршень. Поршни предварительно разогревались до температуры 160.170 градусов, а втулки охлаждались жидким азотом. После сборки поршней с бронзовыми втулками, последние подвергались расточке на координатно-расточном станке с высокой точностью, для обеспечения монтажного зазора с пальцем в пределах 0.004…0.012 мм. Сказать честно, данная процедура удалась не с первого раза, поэтому пришлось докупить еще 2 поршня и с учетом первого опыта довести ее до успешного конца.Затем поршни были обработаны сверху по жаровому поясу и в углублении днища со стороны камеры сгорания. Проточкой на токарном станке была несколько уменьшена компрессионная высота, придание конусной формы голове поршня, а так же увеличена камера сгорания внутри поршня под расчетную степень сжатия 8.5…8.7 единиц. В головке блока цилиндров камеры сгорания также подверглись обработке – по периферийной части были выполнены расточные операции для получения ответного внутреннего конуса под новую коническую форму головы поршней.

Полный размер

Полный размер

Дело в том, что для получения полного и быстрого без детонационного сгорания в двигателях широко применяются «вихревые» камеры сгорания. Главным образом это достигается наличием вытеснителей на поршнях и созданием «разделенной» камеры – частично в гбц, частично в голове поршня, либо тем применением обоих методов. Чтобы глубоко не вдаваться в эту достаточно сложную тему, скажем просто : в данной работе была попытка реализовать преимущества разделенной вихревой камеры для создания интенсивного перемешивания и как следствие – быстрого сгорания, повышения детонационной стойкости двигателя. Предполагалось, что при подходе поршня к ВМТ свеча зажигания оказывается в центре той части камеры сгорания в поршне, куда с высокой скоростью вытесняется топливо-воздушная смесь из внешнего кольцевого пространства, образованного двумя конусными поверхностями – с верхней стороны головки блока, с нижней – головы поршня. Т.обр., при воспламенении очаг возгорания подхватывается вихревым движением смеси, что способствует распространению фронта пламени на 30…40% быстрее. Что в свою очередь увеличивает термический КПД двигателя, повышает его детонационную стойкость, а значит увеличивает мощность и экономичность.Ниже на рисунках и графиках приведен пример успешной реализации описанного эффекта в двигателе Тойота :

Коленвал .Изучив заводскую документацию, хотелось бы отметить высокое качество коленчатых валов ЗМЗ 406, 409.Вот информация от завода по конструктивным и технологическим особенностям данных коленвалов:Во-первых, коленчатый вал имеет полноопорную конструкцию и восемь противовесов по два противовеса для каждого кривошипа, благодаря чему разгружаются подшипники от центробежных сил, изгибающих моментов и уравновешивается работа двигателя на всех скоростных режимах.Во-вторых, коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна ВЧ60 (более прочен по отношению к ВЧ50), коренные и шатунные шейки подвергаются местной закалке токами высокой частоты до твердости 46…56 HRC, поэтому коленвал может работать в более сложных и тяжелых режимах (на повышенных оборотах и с увеличенной степенью сжатия), испытывая большие напряжения и деформации, обеспечивая при этом надежную работу двигателя в экстремальных высоконагруженных условиях эксплуатации.В-третьих, при изготовлении применена операция накатывания поверхностей галтелей роликом, повышается общая прочность вала. Благодаря галтелям уменьшаются местные напряжения в зоне сопряжения щек с шейками .

В-четвертых, коленчатый вал динамически сбалансирован. Допуск дисбаланса – не более 18г*см. Минимальный износ сопрягаемых деталей и увеличение ресурса двигателя, отсутствие вибраций, комфортная эксплуатация автомобиля.Все перечисленные достоинства как-то внушают спокойствие за надежность такой сложной детали как коленвал… тем более, что его заменить другим импортным — точно не получится ))).После того, как к подсборке была готова вся ШПГ и расточен блок под нее, дело подошло к примерке с имеющимся родным коленом ЗМЗ 409. И о ужас! При подходу к НМТ коленвал своими противовесами упирается в поршень ! Противовес и поршень перекрывают друг друга миллиметров аж на 12! Признаться, в тот момент был пережит некоторый шок внутри… Неужели вся идея с поршневой рухнула?.. После, успокоившись, начал анализировать ситуацию и стало понятно, что из-за того, что стоит мЕньшей длины шатун – 147 мм, вместо родного в 158 мм, плюс поршень с более широкой юбкой и увеличенным пальцем 29 мм вместо 22, поршни в НМТ чрезмерно приблизились к центру коленвала и пересекают радиус противовесов . Поскольку резать последние на столь большую величину недопустимо, было принято решение данной проблемы – применить коленвал от 406-го с мЕньшим радиусом кривошипа 86 мм вместо 94-х. При этом снижается рабочий объем двигателя с 2.72 до 2.49л, и главным образом за счет хода поршня, что обычно понижает крутящий момент на низких и средних оборотах примерно в квадратичной зависимости, по сравнению – за счет диаметра цилиндра. Т.к. крутящий момент – это сила давления газов, действующая сверху на поршень, умноженная на плечо коленвала. И при уменьшении хода поршня уменьшаются :— плечо (радиус кривошипа)— рабочий объем, падение наполнения во всем диапазоне оборотов— объемная эффективность в нижнем интервале и до 2500…2700 об/мин, т.к. снижается скорость поршня на такте впуска и наполнение страдает еще больше— степень расширения газов, переходящего в работу – в ход поршня, что так же бОлее проявляется при небольших частотах работы двигателяИменно поэтому двигатели, даже незначительно различные по литражу только за счет коленвала, могут иметь близкую мощность на оборотах от средних и выше, но на низах – всегда будут существенно различаться по крутящему моменту.Перечисленные выше факторы более всего критичны для атмосферников. В варианте же с наддувом снижение объема – всегда можно компенсировать степенью наддува.Вообще при проработке конфигурации двигателя с наддувом, главным критерием и является сам НАДДУВ. Т.е. речь идет о степени наддува, которая должна составлять не менее 0.8 кг, а лучше 1…1.2! Иначе постройка такого мотора «с нуля» (из атмосферного) становится не целесообразной по отношению затраченных ресурсов и конечной отдачи. Потому как применение турбокомпрессора или механического компрессора требует организации подачи смазки, охлаждающей жидкости к нему, отвод их, плюс попутное охлаждение, схему размещения данных агрегатов, изменение систем впуска, выпуска, установка защитных термоэкранов, и т.д. – что само по себе дело сложное и дорогое. А тут еще нужно пересмотреть основные узлы самого двигателя, определить слабые места в системах смазки, охлаждения, затратить средства и время на модернизацию этих систем. Плюс как правило, под замену попадает и система управления двигателем: в лучшем случае это замена исполнительных механизмов – форсунок, бензонасоса, модулей зажигания…, при бОльших затратах – и сам контроллер с проводкой и датчиками. Совершенно очевидно, что на выходе желательно иметь прибавку как минимум в 80…90%. Поэтому во главе проекта стоит именно высокая степень наддува, а все остальное уже подчинено этому. Понятно, что обычно в большинстве случаев будет хватать, скажем, до 0.5.0,6 кг давления компрессора, но запас в кило – кило двести никогда не помешает его «обладателю» .Итак пришлось заменить коленвал на 406-ой, с мЕньшим кривошипом… но все, что ни делается – к лучшему! Проведем сравнение коленвалов 406-го и 409-го.

На фото представлены сверху коленвал ЗМЗ 409, снизу — 406.

Во-первых у 409-го на бОльшем удалении от центра размещена масса шатунной шейки и 2-х примыкающих к ней щек. Во-вторых, каждая щека более массивна, за счет бОльшей толщины. Но что интересно, размеры и радиус противовесов – одинаковые, 85 мм. Выходит, что сам по себе 409-ый коленвал уже более нагружен по коренным опорам, чем его предшественник. В третьих массы поршня и пальца 406 и 409-го — 552 г и 562 г соответственно, т.е. мало различимы. Но существенно различимы ходы возвравтно-поступательного движения таких масс — 8 мм.Получается, в сумме нагрузка на коренные шейки, вкладыши и опоры в блоке от сил инерции в 409-ом гораздо выше, чем в 406-ом или 405-ом. Поэтому момент после 4200 резко падает и максимальные обороты двигателя ограничены на 5100.При примерке 406-го колена выяснилось, что его противовесы необходимо подрезать как минимум на 3…4 мм по радиусу, чтоб обеспечить минимально допустимый зазор до юбки поршня.После обработки на токарном станке коленвал был отправлен в самарскую компанию «Ремонтно Производственный Центр» для динамической балансировки.Установка масленых форсунок охлаждения поршней.Масленые форсунки были выбраны и приобретены от тойотовского мотора, с двумя подающими трубками. Одна трубка ориентируется вертикально, точно в заборное отверстие маслоканала охлаждения поршня. Вторая – примерно к центру камеры сгорания поршня. Таким образом получаем двойное охлаждение высоко нагреваемых зон поршня : район канавок для поршневых колец и район камеры сгорания, частично выполненной в поршне.Нужно сказать, что потребовалось около двух недель, чтобы все тщательно рассчитать, определить место положения в каждом цилиндре индивидуально под свою форсунку. Затем найти и подготовить необходимую оснастку для выполнения операции врезания и установки форсунок в основной масленый канал блока. После выполнения индивидуальных отверстий посадки и закрепления масленых форсунок выполняется ориентирование их подводящих масло трубок в указанном выше направлении. Сложность заключается в том, что в НМТ минимальное расстояние от края поршня до противовесов – 4 мм. И в этот зазор необходимо было разместить два «носика» масленой форсунки, диаметром по 2 мм каждый. Т.е. зазор между трубками и проходящими рядом с ними деталями (коленвал и поршень) сверху и снизу – всего по 1 мм!Что практически очень сложно и критично! Поэтому с боку на юбках поршней были выбраны «карманы» глубиной 2.2,5 мм в районе расположения подающих трубок. И вот что получилось…

Продолжение следует …

www.drive2.ru

Турбокит на УАЗ Патриот ЗМЗ409 - Отечественные

Перейти к содержанию

Hess    313

  • Ответственный
  • 313
  • 7 574 сообщения
  • Настоящее имя:Михаил
  • Город:Москва
  • Марка авто:Уаз 469, Dodge Ram 1500 IV

Апрелевский    108

  • Скромняга
  • Пользователь
  • 108
  • 1 167 сообщений
  • Настоящее имя:Павел
  • Город:Москва-Апрелевка

Hess    313

  • Ответственный
  • 313
  • 7 574 сообщения
  • Настоящее имя:Михаил
  • Город:Москва
  • Марка авто:Уаз 469, Dodge Ram 1500 IV

Saneksss016    8

  • Пользователь
  • 8
  • 587 сообщений
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Сергиев Посад
  • Марка авто:УАЗ
  • Модель машины:Патриот

Say    269

  • 985 2116618
  • Ответственный
  • 269
  • 7 981 сообщение
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Москва, ул Чертановская 33, 9852116618
  • Марка авто:Митсубиси
  • Модель машины:Л200
  • Год выпуска:2008

Саня Хантер    75

  • Сотый Пользователь
  • Пользователь
  • 75
  • 850 сообщений
  • Город:Москва САО-Кимры, район.
  • Марка авто:Уаз
  • Модель машины:Хантер 31519

Saneksss016    8

  • Пользователь
  • 8
  • 587 сообщений
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Сергиев Посад
  • Марка авто:УАЗ
  • Модель машины:Патриот

Say    269

  • 985 2116618
  • Ответственный
  • 269
  • 7 981 сообщение
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Москва, ул Чертановская 33, 9852116618
  • Марка авто:Митсубиси
  • Модель машины:Л200
  • Год выпуска:2008

Саня Хантер    75

  • Сотый Пользователь
  • Пользователь
  • 75
  • 850 сообщений
  • Город:Москва САО-Кимры, район.
  • Марка авто:Уаз
  • Модель машины:Хантер 31519

Saneksss016    8

  • Пользователь
  • 8
  • 587 сообщений
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Сергиев Посад
  • Марка авто:УАЗ
  • Модель машины:Патриот

Апрелевский    108

  • Скромняга
  • Пользователь
  • 108
  • 1 167 сообщений
  • Настоящее имя:Павел
  • Город:Москва-Апрелевка

зуек    24

  • Пользователь
  • 24
  • 297 сообщений
  • Настоящее имя:петр
  • Город:пушкино
  • Марка авто:уаз, ниссан
  • Модель машины:патриот

Saneksss016    8

  • Пользователь
  • 8
  • 587 сообщений
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Сергиев Посад
  • Марка авто:УАЗ
  • Модель машины:Патриот

Апрелевский    108

  • Скромняга
  • Пользователь
  • 108
  • 1 167 сообщений
  • Настоящее имя:Павел
  • Город:Москва-Апрелевка

Saneksss016    8

  • Пользователь
  • 8
  • 587 сообщений
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Сергиев Посад
  • Марка авто:УАЗ
  • Модель машины:Патриот

speedoff    29

  • Пользователь
  • 29
  • 422 сообщения
  • Настоящее имя:Дмитрий
  • Город:С.

Hess    313

  • Ответственный
  • 313
  • 7 574 сообщения
  • Настоящее имя:Михаил
  • Город:Москва
  • Марка авто:Уаз 469, Dodge Ram 1500 IV

Say    269

  • 985 2116618
  • Ответственный
  • 269
  • 7 981 сообщение
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Москва, ул Чертановская 33, 9852116618
  • Марка авто:Митсубиси
  • Модель машины:Л200
  • Год выпуска:2008

Апрелевский    108

  • Скромняга
  • Пользователь
  • 108
  • 1 167 сообщений
  • Настоящее имя:Павел
  • Город:Москва-Апрелевка

Say    269

  • 985 2116618
  • Ответственный
  • 269
  • 7 981 сообщение
  • Настоящее имя:Александр
  • Город:Москва, ул Чертановская 33, 9852116618
  • Марка авто:Митсубиси
  • Модель машины:Л200
  • Год выпуска:2008

Апрелевский    108

off-road-way.ru

Расчет турбокомпрессора на ЗМЗ 409 — бортжурнал УАЗ Patriot 2012 года на DRIVE2

Первоначально текст уже был написан в сообществе «Академия Мощности (консультации по тюнингу)». Советы и опыт участников можно посмотреть тут: www.drive2.ru/c/491331890230329686/. Теперь настало время дополнить БЖ.

Все расчеты ведутся по книге Mark Warner, P.E. «Турбонаддув как радикальное средство повышения мощности», HPBooks, М.: Легион-Автодата, 2009.

Расчет турбокомпрессора будем вести в диапазоне от 2000 об/мин до 5000 об/мин. Максимальное давление наддува без изменения СЖ составляет ~1 бар по опыту, представленному на Д2. Соответственно первоначальные расчеты произведем именно с этим давлением.По данным wikimotors.ru/zmz-409/ движок на троечку, но хорошиста мы из него сделаем.

Производим расчет по формулам.

Продолжаем считать.

Получив величины массового расхода воздуха, можем приступить к выбору турбокомпрессора. Для начала необходимо найти карты расхода воздуха компрессоров в каталогах производителей турбин. На графиках горизонтальная ось соответствует массовому расходу воздуха (зачастую в различных единицах измерения), вертикальная ось – степень повышения давления. Точки на графике ставим исходя из массового расхода воздуха на 2000 и 5000 об/мин при степени повышения давления 1,89. Для 1000 об/мин точка лежит на оси массового расхода воздуха (наддув отсутствует, PR=1).

Обобщенная карта турбокомпрессоров Mitsubishi серии TD04.

Отметив точки на графике, смотрим чтобы они не выходили за левую границу работы турбокомпрессора (Surge line). Вкратце, это линия срыва потока и зона нестабильной работы турбокомпрессора, характеризующаяся скачками давления с характерным звуком (помпаж). Также не следует выходить за правую границу (Choke line). При приближении к ней поток воздуха на входе в компрессор достигает скорости звука и дальнейшее увеличение расхода воздуха невозможно. После выхода за пределы Choke line эффективность компрессора резко снижается.Определившись с типом турбокомпрессора ищем более подробную карту. Ставим точки на графике.

Точка с массовым расходом воздуха на 5000 об/мин расположена вблизи правой границы, но по опыту уже пользующихся турбокомпрессорами на УАЗ Патриот крутить движок свыше 4000 об/мин для динамичной езды уже не приходится. Одним из плюсов данного турбокомпрессора является фланец Т25 под заводской выпускной коллектор ЗМЗ 514.

Полный размер

Полный размер

Мой выбор сделан, турбокомпрессор пока занял место на полке. На данный момент идет подбор сопутствующих компонентов. Часть материалов уже закуплены — это выпускной коллектор ЗМЗ 514, интеркулер ЗМЗ 514, клапан блоу-офф, монтажный комплект, прокладки и прочая мелочь.

Обзор турбокомпрессора серии TD04 и его сравнение с TD05 можно посмотреть тут www.drive2.com/l/5922381/ и тут www.drive2.ru/l/3827154/.

Альтернативные варианты турбокомпрессоров, которые также были рассмотрены в ходе проведения расчетов:

Garrett GT2560

Garrett GT1752

Garrett GT2860

Garrett GT2860

MHI TD05H-16G

MHI TD04H-16T

MHI TD04H-18T

Некоторые полезные ссылки:www.drive2.ru/b/1737434/

www.drive2.ru

Сообщества › Академия Мощности (консультации по тюнингу) › Блог › Вопрос по выбору турбокомпрессора на ЗМЗ 409

С наступающим Новым годом!Прошу откликнутся знающих людей по выбору турбокомпрессора.Вводная информация: двигатель ЗМЗ 409.04 Евро3, установлен на а/м УАЗ Патриот:ход поршня: 94 ммдиаметр цилиндра: 95,5 ммобъем камеры в поршне: ~19 куб.смнедоход поршня: ~0,84 мм (скорее всего даже меньше)объем камеры в ГБЦ: ~55 куб.смпрокладка ГБЦ: ~3,6 куб.смобъем двигателя: ~2691.93 куб.смстепень сжатия: 9.05 :1Требуется поднять крутящий момент во всем диапазоне работы двигателя. В частности, от 2000 об/мин и до отсечки на 5500 об/мин. Двигатель длинноходный, соответственно повышение частоты оборотов двигателя для достижения большей мощности на первоначальном этапе не планируется. Авто ежедневной эксплуатации.В соответствии с книгой «Турбонаддув, как радикальное повышение средство повышения мощности» Марка Уорнера, произвел расчеты массового расхода воздуха.Опыт установки компрессоров на данный авто, говорит о том, что стоковая поршневая вполне дружит с давлением наддува равным 1 бар. Соответственно первоначальные расчеты веду именно с этим давлением.Сам расчет сделан по формулам в книге и представлен на фото:

Продолжаем:

В соответствии с полученными величинами массового расхода воздуха можем приступить к выбору нужного турбокомпрессора. Точки на диаграммах указаны через каждые 500 об/мин. Выход на буст планируется с 2000 об/мин. Соответственно на ХХ точку ставим на степени повышения давления 1. 1500 об/мин – среднее значение между ХХ и бустом на 2000 об/мин.

1. GT2860R, www.turbobygarrett.com/tu…ett/turbochargers/gt2860r

Сделан расчет на давление +1 бар, и +0,69 бар. Турбинка вроде как подходящая, но без запаса в случае сдвига оборотов отсечки двигателя. Максимальный КПД турбины в средних оборотах двигателя, что очень хорошо при каждодневной эксплуатации авто.

2. GT2560R, www.turbobygarrett.com/tu…ett/turbochargers/gt2560r

Сделан расчет на давление +1 бар. Турбинка тоже подходящая, есть запас на будущее в случае сдвига оборотов отсечки двигателя (после доработки низа путем облегчения маховика, шатунов, поршневой группы). Максимальный КПД турбины сдвинут в область средне-высоких оборотов двигателя (стандартного). Кручу движок до отсечки, так что в принципе это неплохо. КПД этой турбинки чуть выше предыдущей.

3. Также на Драйве есть положительный опыт эксплуатации турбин GT1752 55 trim A/R 0.53, но, судя по диаграмме, она сдувается ближе к 5000 об/мин. На 5500 об/мин уже выходит за диапазон.

4. Китайская турбинка TD05-16.

Вроде тоже проходит, но возникают большие сомнения в плане долгой и беспроблемной эксплуатации, а также постоянства рабочих характеристик. Отзывы по китай-турбинам в инете противоречивые, но до одного бара вроде как ничего критичного с ними не случается.

Пока склоняюсь к выбору GT2560R. Буду рад выслушать конструктивную критику по расчетам и построению точек на диаграммах. Любые предложения, в том числе и по альтернативным производителям турбин тоже приветствуются.

Заранее спасибо всем откликнувшимся.

www.drive2.ru

Турботюнинг: от «Шеви» к «Патриоту»

Проект турботюнинга двигателей отечественных автомобилей, начатый несколько лет тому назад компанией «Диас-Турбо», успешно развивается. Вслед за автомобилями Chevrolet NIVA в сферу его действия попали UAZ Patriot. Оснащение моторов обоих «бездорожников» доступными по стоимости системами турбонаддува кардинально улучшает их ездовые качества.

Первая «Шеви-Нива» с турбированным двигателем выехала из ворот автосервиса «Диас-Турбо» пять лет тому назад. С тех пор парк «Шеви-турбо» увеличивался нарастающими темпами. На днях разработчики проекта отметили знаменательное событие – продажу тысячного турбокита. Справедливости ради нужно уточнить, что эта впечатляющая цифра также включает и комплектные системы турбонаддува для форсирования двигателей ВАЗ 1,5 л автомобилей LADA 9-й и 10-й моделей. И все же подавляющую долю продаж составили турбокиты для основной целевой группы – внедорожников Chevrolet NIVA.

Главная причина популярности технического решения, предложенного специалистами «Диас-Турбо», понятна. Оно дает возможность в течение буквально одного дня, без изменения конструкции двигателя и связанных с этим больших денежных вложений преобразить автомобиль – сделать его динамичным и еще более вездеходным, добавив силовому агрегату тяговитости и эластичности. Опыт эксплуатации, полученный за минувшую «турбопятилетку», подтверждает правильность расчетов разработчиков и позволяет сделать следующие выводы. Во-первых, предложенный вариант турбирования не оказывает негативного влияния на ресурс двигателя и сопряженных с ним агрегатов, прежде всего трансмиссии. Во-вторых, турбокомпрессор Garrett GT-17 оправдывает свою репутацию надежного и неприхотливого изделия. Случившиеся за это время немногочисленные отказы были спровоцированы ошибками в эксплуатации и обслуживании «турбомобиля».

Будет уместно напомнить некоторые детали проекта.

«Мягким» наддувом – по бездорожью…

Выбор потенциальных объектов для турбирования был очевиден. Популярный автомобиль Chevrolet NIVA наряду с многочисленными достоинствами (привлекательной ценой, доступными запчастями и обслуживанием и приемлемым уровнем комфорта) имеет известный недостаток – слабый двигатель. Этот недостаток настолько серьезен, что его впору назвать не «ложкой дегтя», а полновесным черпаком этого пахучего продукта переработки березовой древесины. Морально устаревший 8-клапанный мотор объемом 1,7 л с номинальной мощностью 80 л.с. и максимальным крутящим моментом 128 Н•м с трудом справляется с передвижением автомобиля снаряженной массой 1400 кг и большими потерями в полноприводной трансмиссии. Ситуация усугубляется характерным для атмосферных бензиновых моторов резким снижением и без того невысоких выходных параметров в области частичных нагрузок. Отсюда вытекает целый букет недугов, препятствующих комфортному вождению: неуверенное движение по бездорожью на пониженных передачах, недостаток маневренности в городском потоке, трудности при обгонах на трассе.

«Мягкий» наддув чудодейственно влияет на внешние скоростные характеристики мотора ВАЗ-2123

Аналогичные проблемы есть и у УАЗов. Впрысковый 16-клапанный мотор ЗМЗ-409 при солидном рабочем объеме 2,7 л демонстрирует невысокие показатели мощности и крутящего момента (128 л.с. и 218 Н•м), которые также значительно уменьшаются в области малых и средних частот вращения. Разве такой «силовой» агрегат под стать двухтонному «Патриоту»?

Инженеры компании «Диас-Турбо» поставили задачу излечить эти изделия отечественных моторостроителей от присущей им немощи с помощью турботюнинга, повысив крутящий момент двигателей в диапазоне низких и средних оборотов. Достигнутое таким образом улучшение тяговитости и эластичности моторов на этих режимах обязано кардинально улучшить внедорожные качества и активную безопасность автомобилей. Дополнительными условиями задачи стали: минимум изменений конструкции двигателя и доработок в моторном отсеке, а также приемлемая для широкого круга авто­владельцев стоимость турботюнинга.

Турбокит для «Шеви» включает все необходимое «железо»На машинах с климатической системой приходится изменять прокладку трубок кондиционера

В результате анализа возможных решений выбор был сделан в пользу системы турбонаддува низкого давления. Мировой опыт моторостроения показывает, что так называемый «мягкий» наддув при избыточном давлении до 0,4 бар увеличивает крутящий момент преимущественно в области низких и средних оборотов двигателя. В то же время такое умеренное форсирование позволяет избежать детонации без «разжатия» двигателя, промежуточного охлаждения воздуха или перехода на высокооктановый бензин, использовать штатные элементы топливной системы и системы управления (расходомер, форсунки и т.д.) и сохранить ресурс мотора и трансмиссии.

Направление «Шеви-Турбо»

Практическая реализация проекта турботюнинга началась с продукции GM-АвтоВАЗа. На основе совместного расчета двигателя ВАЗ-2123 и агрегата наддува был выбран оптимальный по характеристикам и конструктивному исполнению турбокомпрессор – Garrett GT-17. Это серийная, проверенная в эксплуатации турбина с охлаждаемым корпусом подшипников. Она широко применяется в искровых двигателях многих автопроизводителей, в том числе в турбодвигателях SAAB 9-5. Турбокомпрессор удалось агрегатировать с двигателем без доработки коллекторов, максимально использовать штатные компоненты и ограничиться несущественными изменениями компоновки моторного отсека. Параллельно была выполнена программная адаптация турбосистемы – расчетное увеличение массового расхода воздуха было «прописано» в штатный блок управления.

Тестирование «Шеви-Турбо» на динамомет­рическом стенде показало, что номинальная мощность двигателя возросла с 81 до 105 л.с., а максимальный крутящий момент увеличился со 128 до 168 Н•м. Причем существенный прирост момента наблюдался практически во всем диапазоне оборотов. Все, кому довелось ездить на «Шеви-Турбо», отмечают, что машина шустро маневрирует в городском потоке и легко преодолевает труднопроходимые участки даже на второй передаче. Ездовые испытания подтверждают ее возросшую динамику: «Шеви-Турбо» с водителем и пассажиром ускоряется до «сотни» за 14 с против паспортных 19 с у заводской версии. Разгон с 60 до 100 км/ч на 4-й передаче занимает 22 с, что на треть меньше, чем у стандартной модели. Зафиксированная максимальная скорость в 180 км/ч ограничивается характеристиками трансмиссии. К этим преимуществам нужно добавить присущее турбодвигателю «по определению» превосходство в экономичности, акустических характеристиках и экологичности. Так что можно смело утверждать, что инженерам «Диас-Турбо» удалось значительно улучшить потребительские качества внедорожника.

Так выглядят основные перемены в моторном отсекеЗадача стыковки турбины ТВ-25 решена использованием более компактного коллектора дизельного двигателя ЗМЗ-5143

Сейчас фирма «Диас-Турбо» предлагает своим клиентам доступные по цене турбокомплекты, упакованные в коробку, с подробной инструкцией по монтажу с фотоиллюстрациями. В турбокит входит все необходимое «железо», от турбокомпрессора до крепежа, а также ПО для перепрограммирования штатного контроллера. Монтаж турбосистемы не требует высокой квалификации и может быть выполнен в автомастерской, а при соответствующей сноровке и самим автовладельцем. Стоит упомянуть, что систему турбонаддува от «Диас-Турбо» можно рассматривать как некую базу для дальнейшего тюнинга двигателя. Турбина GT-17 обладает большим запасом по давлению. При желании и соответствующих технических мероприятиях его можно повысить до 1–1,2 бар и вновь качественно изменить характер автомобиля.

К чести конструкторов GM-АВТОВАЗа нужно сказать, что они не стоят на месте – «Шеви» постоянно совершенствуется, чтобы соответствовать повышающимся требованиям по экологии и комфорту. Вслед за этим модифицируется и система турбонаддува, она адаптируется к изменениям, которые вносит автозавод. Так, с появлением машин с электронными дросселями возник вопрос о совместимости турбосистемы с обновленной системой управления двигателем. Он был исследован и сомнения в корректной работе обоих систем были сняты. Уже накоплен немалый положительный опыт турбирования таких моторов.

Коллектор с турбиной установлены на мотор — осталось достаточно свободного местаТеперь можно «зажигать»!

Систему турбонаддува приходится приспосабливать и к перепланировке подкапотного пространства. Например, начиная с 2011 года «Шеви» комплектуются антиблокировочной системой тормозов. Блок ABS расположили там, куда ранее при монтаже турбокита переносился бачок омывателя стекол, чтобы удалить его от горячей турбины. На машинах этого года выпуска изменилась трассировка и конструкция магистралей системы кондиционирования. Трубки, входящие в турбокит для прежних моделей с кондиционером, для новых машин не подходят. Напомним, что они предназначались для замены штатных трубок, проходивших в опасной близости от турбокомпрессора. Надо сказать, что приемлемые инженерные решения таких мелких проб­лем находятся быстро. Однако налаживание их серийного производства – дело не такое скорое. Впрочем, сейчас оно уже близится к завершению.

«Патриотическое» направление

До недавнего времени турбосистема для автомобилей UAZ с мотором ЗМЗ 409 (Patriot, Pickup, Hunter) существовала в виде опытно-конструкторских образцов, количество которых исчислялось несколькими десятками. Они не предназначались для свободной продажи и монтировались силами сервисных работников «Диас-Турбо». Такая ситуация была отчасти обусловлена меньшим интересом со стороны потенциальных покупателей, а также объективными трудностями в выборе турбокомпрессора, приемлемого не только по техническим характеристикам и конструкции, но и по стоимости.

Дело в том, что зарубежные моторостроители давным-давно не выпускают бензиновых турбодвигателей, сколько-нибудь сравнимых с заволжским агрегатом по рабочему объему и прожорливости. Поэтому найти недорогую серийную бензиновую турбину нужного типоразмера оказалось непросто. На эту роль пробовались несколько кандидатов, в том числе и GT-17, и несколько моделей турбин Mitsubishi (MHI). Одни хорошо поднимали крутящий момент на «низах», но ограничивали его «вверху», другие – наоборот, включались в работу с большой задержкой. В конце концов, оптимальный вариант был найден. Им оказалась турбина Garrett TB-25 – модель, мягко говоря, не новая, зато полностью отвечающая всем требованиям разработчиков турбосистемы.

С точки зрения идеологии и конструктивной схемы система наддува УАЗов идентична той, что монтируется на «Шеви». Есть некоторые отличия в исполнении. В частности, иначе решена стыковка турбины с выпускным коллектором. Если в моторе ВАЗ-2123 для этого используется литой переходный узел, то в двигателе ЗМЗ-409 штатный выпускной коллектор меняется на коллектор дизельного двигателя ЗМЗ-5143. Он значительно компактнее и имеет 4-шпилечный стыковочный фланец стандартной конфигурации.

Небольшие проблемы возникают из-за того, что поступающие для турботюнинга машины комплектуются моторами разных модификаций. У них по-разному устроены система вентиляции картера, холостого хода, дроссельный узел и т.д. Все это усложняет задачу создания универсального турбокита – скорее всего, он также будет выпускаться в нескольких версиях. Начало массового производства турбокитов для свободной продажи – дело самого ближайшего будущего. Тем временем каждый, кто хочет «зарядить» свой личный или клиентский УАЗ, сделать его более приемистым и комфортным в вождении, может обращаться в компанию «Диас-Турбо». Все, что нужно для турботюнинга «Патриотов», есть, а специалисты сервиса помогут установить и настроить систему турбонаддува.

Сегодня сеть продаж турбокитов для Chevrolet NIVA охватывает практически все крупные города европейской части России и Украины и постоянно расширяется. Профессиональный интерес к турбокитам от «Диас-Турбо» проявляют предприятия, специализирующиеся в области тюнинга. На их базе открыты представительства в Брянске, Волгограде, Йошкар-Оле, Казани, Самаре, Санкт-Петербурге, Киеве и Харькове. В представительствах работает персонал, прошедший курс обучения в компании «Диас-Турбо». Предприятия региональной сети работают в контакте друг с другом, расширяют число клиентов, обмениваются технической информацией и опытом эксплуатации. Руководство компании не без оснований рассчитывает, что ее новая разработка вызовет не меньший интерес не только у частных автовладельцев, но и у профессионалов автосервиса. И приглашает предприятия к совместной взаимовыгодной деятельности.

Компания ООО «Диас-Турбо»

Продажа и сервис турбокомпрессоров для любых автомобилей и спецтехники.

Турботюнинг двигателей.

Москва, ул. Котляковская, д. 4,

Тел: (495) 739-96-60, 507-20-10, 772-26-49

www.saabzauto.ru, turbo-service@yandex.ru

  • Сергей Самохин

www.abs-magazine.ru

Турбокомпрессор на УАЗ Патриот — бортжурнал УАЗ Patriot Леха УАЗИК 2012 года на DRIVE2

Уаз Патриот — автомобиль для людей не любящих себя стеснять дорожным покрытием и в то же время предпочитающим комфорт передвижения. Однако как бы не стремились конструкторы создать автомобиль достаточно комфортный и надежный как заграничные аналоги внедорожников все же автомобили УАЗ Патриот имеют массу существенных недостатков.Поэтому зачастую владельцы УАЗов Патриот проводят тюнинг автомобиля. Не будем останавливаться на всех видах тюнинга более детальней попробуем разобратся с тюнингом двигателя.На УАЗ Патриот заводской комплектации устанавливается штатный двигатель ЗМЗ 409. Его существенным отличием от двигателей УАЗ более ранних версий является инжекторный тип питания топливом двигателя. Это бензиновый двигатель имеющий оббьем 2,7 литра и максимальная мощность которого достигает 128 л.с. Однако многие автомобилисты считают что такой двигатель слабоват для их автомобиля УАЗ Патриот и поэтому всячески тюнингуют его. Наиболее распространенным видом тюнинга является замена штатного ЗМЗ 409, на двигателя от других автомобилей преимущественно заграничных внедорожников и к тому же дизельных. Однако такой тюнинг обходится не дешево, но если сравнивать стоимость заграничного внедорожника даже б/у, и расходы на приобретение УАЗ Патриот и замену двигателя разница существенная (естественно в сторону УАЗ Патриот).Тюнинг двигателя ЗМЗ 409 на УАЗ Патриот. Второй вариант тюнинга двигателя это чип тюнинг двигателя. Так как на двигателе ЗМЗ 409 сконструирована система управления работой двигателя с блоком управления МИКАС 7,2 или МИКАС 11. Современные технологии позволяют изменить настройки системы наиболее оптимально для эксплуатации вами автомобиля. Такой тюнинг позволяет сократить расход топлива и увеличить технические параметры. Кроме чип тюнинга можно дополнительно установить турбо компрессор. При установке турбокомпрессора вы получите значительный прирост в мощности двигателя. Установка такого агрегата позволит вам развить мощность двигателя до 170 л.с, и увеличить максимальный крутящий момент до 290Нм. В общем мощность двигателя увеличится до 30%. Такой двигатель будет наиболее подходящим для поездок на полном бездорожье и в тяжелых условиях. Но кроме этого не стоит забывать и мерах предосторожности при эксплуатации двигателя хоть ЗМЗ 409 хоть любого другого при эксплуатации в тяжелых условиях. Поэтому специалисты, которые подготавливают автомобили такого класса для условий бездорожья, рекомендуют параллельно тюнингу выполнять и работы связанные с выводом сапунов в воздушный фильтр и воздухозаборников на более высокий уровень. Такой тюнинг, позволит преодолевать вброд водные преграды без проблем. Аналогичные операции можно выполнять и при тюнинге двигателя УАЗ Хантер. Для полноценной модернизации УАЗ Патриот лучше всего подойдет двигатель ЗМЗ 409. Однако установкой просто турбины все не ограничится. Для улучшения показателей и сохранения работоспособности силового агрегата следует провести дополнительную его модернизацию. Итак, при установке турбины на УАЗ Патриот дополнительно понадобится сделать следующее:Первым делом смотрим на поршни. В случае если турбокомпрессор на УАЗ выдает 0,8 – 1 то можно оставить и родные поршни, ну а если же давление превышает 1 то лучше всего подойдут кованые поршни МАМИ, которые изготавливаются под заказ (однако в одном из интернет-магазинов я нашел готовые). При возникновении желания получить большой «буст», то лучше всего между картером и блоком вмонтировать дополнительную вставочку для укрепления блока двигателя. Что же касается распредвалов, то в принципе можно оставить и штатные, но можно поставить «широкие» (здесь все зависит от ваших целей и финансовых возможностей). Коленвал на УАЗ Патриот тюнинга не требует, ну если только не наступило время его ремонтировать. А вот что придется поменять точно, так это вкладыши: вместо «родных» рекомендовано поставить шатунные и коренные вкладыши Турбо ЗМЗ.Что же касаемо установки коллекторов то рекомендовано иметь выпускной ЕВРО 2. А вот штатный впускной коллектор следует немного модернизировать, устранив все внутренние перепады и вмонтировав дополнительно фильтр нулевого сопротивления и интеркуллер. В блоке следует дополнительно поставить масляные форсунки (они нам нужны для охлаждения дна поршней).И в завершении о трансмиссии. При установке турбины на УАЗ следует найти КПП от Газель, которая имеет шестерни первой и второй передач. Она может быть как четырех так и пятиступенчатой. Автомобиль с газелевскими шестернями в результате получит большую динамику, нежели со штатными от УАЗа.

Нравится 84 Поделиться: Подписаться на машину

www.drive2.ru

ГАЗ 31 02 Soaring Stingray › Бортжурнал › Интересная статья про турбину на 405, 406, 409 мотор

Турбины для 405, 406, 409, Г-560, ЗМЗ-514Турбины для 405, 406, 409

Турбина или турбокомпрессор ‒ специальный агрегат призванный значительно повысить мощность вашего автомобиля на 20-30%. Принцип работы данного агрегата достаточно прост. Выхлопные газы, которые образуются в процессе горения топлива, подаются на лопатки компрессора, заставляя их вращаться со скоростью превышающей 100 000 оборотов в минуту, а те в свою очередь увеличивают количество нагнетаемого воздуха в двигатель автомобиля. Воздух подается в двигатель под давлением, тем самым увеличивая его мощность, а соответственно и крутящий момент. Скорость вращения турбины напрямую зависит от работы двигателя и при увеличении оборотов нагнетает больше воздуха.

На сегодняшний день установка турбины ‒ самый простой способ форсировки двигателя. Автомобиль становится гораздо более приемистым и приятным в вождении.

В нашем магазине представлены турбокомпрессоры на 406, 405 модели движков, и если вы не знаете, как поставить турбину на Волгу или Газель, вам не стоит беспокоиться. Большинство современных автомастерских, обслуживающих автомобили данного класса без труда смогут это сделать, хотя процедура установки компрессора не так сложна, как кажется, и, имея определенные навыки, можно справится самому.

Кроме того в ассортименте нашего магазина представлены турбины не только для бензиновых двигателей, но и для движков на дизельном топливе. На пример турбина Штаер(Г-560) чешского производства или горьковская на двигатель ЗМЗ-514 дизель. Поставив турбокомпресор на дизельный двигатель, вы получите те же неоспоримые преимущества в плане повышения мощьности и увеличения крутящего момента.

Турбокомпрессор T04E (T3576)аналог Garrett GT3076Универсальный компрессор ‒ предназначен для установки на различные типы двигателей для увеличения выходной мощности и повышения крутящего момента.

Данный компрессор обладает следующими характеристиками:Универсальный компрессор

Максимальное давление наддува 2.5 бара избытка

Максимальная мощность до 470л.с.

компрессорная часть А/R 0.60Компрессорное колесо: max 76,2 mm ; min 50,5 mm (44 trim).

турбинная часть A/R 0.64 под выносной вестгейт.Размеры турбинного вала: max 71,0 mm ; min 62,0 mm (76 trim).

на подшипниках скольжения, упорный подшипник – 360 градусовохлаждение масляноефланец для коллектора

Установка приводного компрессора на двигатели ЗМЗ 406, 405, 409Установка приводного компрессора мощностью от 180 до 220 лошадиных сил предполагает следующие виды работ:

Установка приводного турбокомресcораУстановка интеркулераСнижение степени сжатияИзготовление оригинального кронштейна крепленияИзготовление системы натяжения ремняИзготовление впускной системыДля моторов Евро0 — доработка приемной трубы (отверстие под лямбда-зонд, удаление заглушки из резонатора)Изготовление оригинальной дроссельной заслонкиПеренос аккумуляторной батареиЗамена форсунок на BOSCH 0280150431 (359см3/мин)или аналогичные

www.drive2.ru