Портинг гбц: Что такое портирование головки блока цилиндров в автомобиле?

Доработка головки блока цилиндров (ГБЦ)

Автолюбители, независимо от стажа владения машиной, постоянно ищут способы повышения мощности двигателя. Есть несколько вариантов усовершенствования вашего автомобиля, одним из которых является доработка головки блока цилиндров (ГБЦ). 

Мы знаем, что крутящий момент, а соответственно и мощность, находятся в прямой зависимости от такого показателя, как коэффициент наполнения цилиндров рабочей смесью. Чем больше наполнение, тем больше мощность двигателя, которая растёт при смещении максимального значения крутящего момента на более высокие обороты. Для этого устанавливают распредвалы с расширенными фазами впуска/выпуска и увеличенными подъёмами клапанов, но на практике этого оказывается недостаточно. Если критически подойти к рассмотрению головки блока цилиндров, то мы увидим множество недочётов — казалось бы мелких, но именно они не дают реализовать полный потенциал мотора. Это обусловлено технологией изготовления при массовом производстве ГБЦ, и поэтому всё придётся исправлять самостоятельно или в тюнинг-ателье. Как именно? Об этом и поговорим.

Стыковка каналов ГБЦ и коллекторов

Наиболее заметным «ляпом» наших производителей можно назвать неточную стыковку отверстий каналов ГБЦ и коллекторов. Ещё с уроков физики мы помним, что любой бугорок на пути воздушного потока вызывает возникновение завихрений, а, следовательно, снижение его скорости. Здесь же у нас целые «ступеньки», от которых необходимо обязательно избавиться. Одновременно необходимо проверить прокладки под коллекторы, чтобы они также не создавали препятствий.


Желательно перед началом работ посадить коллекторы на штифты. Это необходимо по той причине, что крепёж коллекторов на автомобилях ВАЗ допускает небольшое смещение плоскостей ГБЦ и коллекторов относительно друг друга, что может привести всю работу к нулевому результату. Находим места на ГБЦ и коллекторах (2 штифта на каждый по краям) для удобного засверливания. В ГБЦ металлические штифты сажаем плотно, коллекторы же должны на них надеваться легко, но без люфтов. Проделайте необходимые отверстия в прокладке. Теперь точное позиционирование коллекторов и ГБЦ обеспечено. 

Следует учесть то, что если диаметр канала ГБЦ немного больше (1-1,5 мм) диаметра канала впускного коллектора, но их соосность совпадает, то этим можно пренебречь, так как сколько-нибудь значимого сопротивления это не создаст. На выпуске создаётся аналогичная ситуация, только канал ГБЦ теперь может быть немного меньше канала выпускного коллектора.

Впускные/выпускные каналы ГБЦ

Если внимательно осмотреть впускные/выпускные каналы заводской головки блока цилиндров, то сразу бросаются в глаза приливы литья в районе направляющих втулок клапанов, выступающие в канал втулки и местами ломаная форма узких каналов. Используя шаровые фрезы разных форм и размеров необходимо добиться увеличения проходного сечения каналов, удалить все неровности и выступающие части. Форму канала надо изменить таким образом, чтобы его изгиб был наиболее плавным, но сохранил определенные радиусы кривизны. Внутренняя поверхность впускных каналов оставляется немного шероховатой для лучшей испаряемости бензина с их стенок. Выпускные каналы можно полировать, хотя заметного эффекта это не даст.


Поперечное сечение канала не должно быть правильной окружности. Впускной канал имеет форму эллипса с небольшим бочкообразным расширением перед седлом клапана. Остальная часть канала ГБЦ и впускного коллектора плавно сужается по направлению потока. 

Проводя увеличение диаметра каналов надо учитывать близлежащие внутренние коммуникации. При неаккуратной работе можно повредить маслоканал или канал рубашки охлаждения. При работе с ГБЦ восьмиклапанных двигателей, которые применяются на переднеприводных ВАЗах, надо быть предельно осторожным. Хотя это не убережет вас при расточке одного впускного канала, в котором маслоканал проходит настолько близко, что его вскрытие неизбежно. К сожалению, даже если канал останется невскрытым, он может быть просто прикрыт тонким слоем алюминия и позже прорвётся под давлением масла работающего двигателя.


Перед началом расточки желательно в маслоканал вогнать стальную втулку, но, к сожалению, это не самый удобный вариант. Лучше устанавливать стальные или алюминиевые втулки после вскрытия канала, либо заваривать канал аргоном.


Вначале определитесь: с коллектора или ГБЦ начинать расточку. Если планируется значительное увеличение диаметра каналов, то лучше начать доработку с той детали, каналы которой имеют более тонкие стенки, а по их форме и положению затем растачиваются каналы сопрягаемой детали. В классических двигателях ВАЗ принято начинать расточку с коллектора, потому что каналы ГБЦ имеют достаточный запас толщины для последующего совмещения.


Обратите внимание на части направляющих втулок клапанов, которые выступают в каналы. Они создают заметные помехи потоку, поэтому их стараются укоротить или заострить. Иногда втулки стачивают заподлицо со стенкой канала и, хотя это в лучшей степени оптимизирует его пропускную способность, но такая доработка снижает ресурс направляющих, у которых он и так невелик на форсированных двигателях.

Клапаны

Здесь доработки направлены на увеличение пропускной способности и уменьшение веса клапанов. Увеличить пропускную способность можно изменив профиль тарелки, а также рабочие и дополнительные фаски клапана.   


При переточке клапанов снимается лишний металл с обеих сторон тарелки клапана. На лицевой стороне делается небольшая выемка, а на тыльной уменьшается радиус перехода стержня в тарелку. Так же утоньшается тарелка и стержень клапана. Если вы не планируете менять втулки, то снимите лишний металл с ножки клапана от тарелки до направляющей втулки.


Уменьшение диаметра всей ножки потребует замены направляющих втулок с меньшим диаметром отверстия. На 8-клапанных моторах ВАЗ при уменьшении диаметра ножки клапана с 8 до 7 мм можно добиться снижения веса стержня на 23,5%. У 16-клапанных двигателей диаметр стержня изначально составляет 7 мм.


Можно поставить титано-алюминиевые клапаны, которые на 40% легче стальных, но они очень хрупкие и дорого стоят. Сёдла при этом приходится менять на бронзовые, которые более мягкие по сравнению с чугунными, что приводит к уменьшению отскока клапана при закрытии и дополнительно гасит ударные нагрузки.


На 8-клапанных двигателях ВАЗ рабочие фаски делают уже, угол выпускных меняют на 45º, а угол впускных — на 30º. В местах перехода тарелки клапана в рабочую фаску нарезают дополнительные фаски, что даёт прирост около 5-6%. 

Дальнейшая доработка предусматривает замену клапанов на увеличенные модели. Иногда их можно устанавливать без замены сёдел, так как штатные позволяют несколько увеличить свой внутренний диаметр и диаметр рабочей фаски. Это практикуется на 16-клапанных ГБЦ 2112, на которые устанавливаются увеличенные клапаны 32/27 мм.

Также возможна установка увеличенных клапанов, предусматривающая замену сёдел. При этом вырезаются родные сёдла и устанавливаются чугунные, бронзовые или металлокерамические большего размера. В них нарезаются необходимые фаски и устанавливаются клапаны ещё большего диаметра, чем рассмотренные ранее. Этот способ дороже первого, но наиболее эффективен, а для 8-клапанных ГБЦ автомобилей ВАЗ является единственным решением. Прибавка мощности с такой доработкой достигает 8-10%. В этом случае можно установить облегчённые увеличенные клапаны 39/34 мм.


Чтобы вы могли лучше ориентироваться, мы приведем данные по клапанам, которые можно устанавливать на двигатели ВАЗ:

• — ВАЗ 2101, 21011, 2103, 2106, 21213, 21214, 2123 – клапаны от 39/34 до 42/35;
• — ВАЗ 21083, 2111, 21114, 21116, 11183, 11186 – клапаны от 39/34 до 40/34;
• — ВАЗ 2112, 21124, 21126, 21127, 21128, 21129  – клапаны от 31/27 до 33/29,

где в числителе указан диаметр тарелок впускных клапанов, а в знаменателе — диаметр выпускных.


Конечно, это не единственное решение, и вы можете подбирать размеры тарелок клапанов самостоятельно, но при этом необходимо учитывать, что для атмосферных двигателей оптимальным соотношением площади выпускного клапана по отношению к впускному — ¾ или примерно 75%. Это наглядно видно из следующих данных:

31/27 — 75.9%

33/29 — 77.2%

39/34 — 76,0%

40/34 — 72.3%

41/35 — 72.9%

Если ваш автомобиль оснащён наддувом или впрыском закиси азота, ему необходимо увеличение выпускных клапанов, так как двигатель производит больше отработанных газов. Под такие моторы соотношение клапанов может быть 90% и более.

Пружины клапанов



Штатные пружины рассчитываются под конкретный двигатель с применением серийного распредвала. Учитывается достаточный запас прочности, рассчитанный на относительно невысокие обороты. В классических двигателях клапаны зависают на оборотах более 7000, на ВАЗ 21083 допускаются большие обороты, а на ВАЗ 2112 неадекватная работа клапанов вероятна на оборотах 7500-8000 об/мин.

Замена распредвала на более верховой может привести к зависанию клапанов. Наиболее простым способом является увеличение преднатяга штатной пружины, что выполняется подкладыванием под нее шайбы. Усилие на пружине увеличивается, но заметно уменьшается свободный ход.


При установке спортивных распредвалов предъявляются более жёсткие требования к усилиям на пружинах. В этом случае требуется большой подъём кулачка и соответствующий ход пружины, поэтому их меняют на более жёсткие, которые имеют больший ход сжатия.


Более жёсткие пружины заметно увеличивают нагрузки на клапаны, распредвал и тарелки, поэтому такую доработку желательно проводить последней из всех способов повышения порога зависания клапанов.

Ещё одним способом является облегчение тарелок клапанных пружин. Их меньшая масса снижает нагрузки на распредвал и детали ГРМ, что особенно важно на повышенных оборотах. Можно перетачивать штатные тарелки, но лучше поставить новые из титано-алюминиевого сплава. Алюминиевые (Д16Т) тарелки дешевле, но подвержены деформациям в критических режимах работы. Более прочными являются титановые изделия, хотя некоторых автолюбителей сдерживает их цена. Хорошо себя зарекомендовали тарелки из сплава Al-Ti от производителя PRO.CAR.

Толкатели клапанов

В двигателях ВАЗ 21083 и ВАЗ 2112 кинетическая связь клапанов ГБЦ с распредвалом осуществляется при помощи толкателей. На ГБЦ 21083 они механические с регулировочными шайбами, а на ГБЦ 2112 — гидрокомпенсаторы. Штатные толкатели имеют некоторые ограничения, поэтому неприемлемы при работе со спортивными распредвалами. В этом случае применяются цельные механические толкатели, имеющие увеличенный диаметр и не требующие регулировочных шайб. Для их установки необходима расточка колодцев до нужного размера.


Клапаны регулируются подбором подпятников нужного размера (или «колбасок» — нарезанные ножки клапана разной длины), что довольно трудоёмко. Работа мастера по регулировке клапанов с установленными «цельниками» обойдётся не дёшево! 

Рычаги привода клапанов



На двигателях ВАЗ классического типа приводом клапанов от распредвала являются рычаги (так называемые рокеры). Они удобны и просты в регулировке тепловых зазоров клапанов, но имеют излишнюю массивность и допускают некоторое отклонение кинематики движения клапана. Также в ГБЦ «классики» рокер может слететь с посадочного места при сверхвысоких оборотах. В качестве борьбы с этими недостатками рычаги облегчаются, устанавливаются легкосплавные модели и используются более жёсткие пружины клапанов.

Направляющие втулки клапанов

В зависимости от типа двигателя и предполагаемых режимов работы подбирается конструкция и материал направляющих втулок клапанов. Причины, которые могут потребовать доработки или замены штатных втулок:

• — При использовании клапанов с меньшим диаметром стержня;
• — При сильно выступающей части направляющей втулки в канал ГБЦ;
• — Если форма или размер противоположной части направляющей не удовлетворяют требованиям;
• — При недостаточной теплопроводности направляющей втулки (возможна замена на бронзовые).

Бронза является хорошим теплопроводником, хорошо отводит тепло от клапана и эффективно его рассеивает в ГБЦ, поэтому на высокофорсированных двигателях применение бронзовых направляющих втулок крайне необходимо.


Хорошим примером подобных изделий являются бронзовые втулки производства компании PRO.CAR. Они имеют немного меньший ресурс по сравнению с металлокерамическими изделиями, но все зависит от режимов работы двигателя и качества самих втулок.

Форма камеры сгорания

При помощи этой доработки можно значительно снизить риск возникновения детонации, улучшить наполнение цилиндра и создать условия, при которых топливная смесь будет лучше распределяться, перемешиваться и возгораться.


Детонация возникает в местах, наиболее удалённых от свечи зажигания. Это объясняется тем, что при возгорании смеси давление в камере сгорания (КС) резко возрастает и приводит к чрезвычайной компрессии ещё не воспламенившейся смеси. Это провоцирует её самовоспламенение, которое носит взрывной характер и приводит к резкому повышению температуры и давления в цилиндре. Возникает детонация, характеризующаяся металлическими звуками и распространяющаяся по двигателю серией ударных волн детонационных взрывов. Частые возникновения детонации приводят к разрушительным последствиям, поэтому обязательно надо принимать меры к их устранению. Для этого максимально сглаживают острые кромки и углы камер сгорания, удаляют погрешности литья и полируют поверхность камер сгорания, что дополнительно прибавляет 5% мощности за счёт снижения тепловых потерь.


Для улучшения наполнения цилиндра и создания оптимальных условий для топливной смеси необходимо, прежде всего, обратить внимание на форму КС вокруг клапанов. На ВАЗовских 8-клапанных ГБЦ камера сгорания имеет клиновидную форму и клапанная щель «экранирована» её отвесными стенками. Это приводит к тому, что поток рабочей смеси вынужден преодолевать дополнительные препятствия, что хорошо заметно при установке увеличенных клапанов. Поэтому объём КС должен быть расширен вокруг клапана. Также необходимо доработать сегмент клапанной щели возле свечи зажигания и сделать сопряжение дна и вертикальных стенок КС более плавным. Вокруг сёдел клапанов не должно быть каких-либо ступенек или колодцев, а конусное углубление седла клапана должно быть не более 30º относительно дна КС.


ГБЦ ВАЗ 2112 изначально имеет полусферическую КС, что минимизирует все необходимые доработки и заключается в ликвидации огрехов серийного производства.

Степень сжатия

Степенью сжатия (СЖ) является отношение полного объёма цилиндра ко всему объёму КС. Чем больше сжата топливная смесь перед воспламенением, тем большую работу она совершит впоследствии. Повышая СЖ, мы увеличиваем мощность двигателя, но есть и ограничивающие факторы, такие как рост нагрузки на поршневую и риск возникновения детонации. Стандартные литые поршни двигателей ВАЗ допускают СЖ до значения 11:1.   

Наиболее заметен положительный эффект от роста СЖ в двигателях с широкими фазами открытия клапанов. Это происходит от того, что коэффициент наполнения атмосферных двигателей ВАЗ не превышает 100%, то есть динамическая СЖ не превышает статическую СЖ. Динамическая СЖ — объём топливно-воздушной смеси, попавшей в цилиндр, относительно объёма камеры сгорания. При использовании широкофазных распредвалов на низких и средних оборотах динамическая СЖ ниже статической. Повышение СЖ приводит к пропорциональному росту динамической, что положительно влияет на мощность и экономические показатели двигателя. При этом необходимо исключить предпосылки возникновения детонации при максимальном коэффициенте наполнения цилиндра, что достигается повышением октанового числа топлива и изменением состава топливно-воздушной смеси.


С ростом оборотов двигателя длительность цикла сгорания уменьшается, что может привести к неполному сгоранию топлива, а, следовательно, потере мощности. Поэтому, повышая СЖ, мы ускоряем процесс сгорания, что позволяет получить максимальную мощность от двигателя. Вследствие этого большинство высокооборотистых форсированных бензиновых двигателей требуют повышения СЖ. 

После проведения доработок ГБЦ, которые мы рассмотрели в данной статье, вы сможете полностью раскрыть потенциал двигателя вашего автомобиля!

Портинг, доработка ГБЦ — LSGA

Портинг, доработка ГБЦ

Иван

2016-12-27T19:43:58+03:00

Портинг, доработка ГБЦ

Портинг или тюнинг головки блока цилиндров. Прежде чем решится на это, на настоящий портинг, необходимо определится с целями вашего проекта. Может получится так, что результат вас может и расстроить.

Часто в рекламе, объявлениях видишь – делаем портинг, увеличение каналов, установка большего размера клапанов и т. д. Да, конечно это все хорошо, но всегда всему свое время и главное – если где-то прибавится, то обычно где то должно убавится и не только в кошельке.

Немного исторических фактов

подробнее

Для начала расскажу в чем преимущество ГБЦ (головки блока цилиндров) с 4 клапанами на 1 цилиндр в сравнении с 2 клапанами. Расположение двух впускных и двух выпускных клапанов в камере сгорания позволяет увеличить площадь клапана (клапанов), но вопреки тому, что многие считают, это не реальная причина в превосxодстве. Для примера, давайте сравним 1.7 литра Lotus/Ford Twin Cam раллийный двигатель (2 распредвала, 4 цилиндра, 8 клапанов). Впускной клапан имеет размер 43 мм (площадь -14.45 см2)

подробнее

Следующий аспект модификации ГБЦ на который следует обратить внимание это завихрения (swirl) или в случае с 4 клапанами на цилиндр Tumble.

подробнее

Всем привет, в предыдущем посте, как мне показалось после прочтения комментариев, было мало уделено внимания организации завихрений и поэтому еще рано переходит к рассмотрению вопросов доработки камеры сгорания, вытеснителей (Squesh Area) и оптимизации около клапанного пространства (Valve shrouding).

подробнее

Улучшение смесеобразования (смешивание воздуха и топлива), организация завихрений, увеличение скорости горение, уменьшение расстояния фронта горения. Чем меньше время окисление (сгорание), тем меньше вероятность возникновения детонации. Все эти мероприятия, позволяют использовать более высокую степень сжатия, избыточное давление и конечно меньшие значения угла опережения зажигания (что очень важно для повышения мощности)

Вытеснители, зона вытеснения ( Quench или Squish area)— плоская поверхность между стенками камеры сгорания и стенкой цилиндра. Современные камеры сгорания могут иметь зоны вытеснения камеры сгорания в ГБЦ на рис. (а), в поршне (б) ( вариант (б) не приемлем для турбо моторов)

подробнее

Ранее уже было написано несколько постов о портинге (доводке ГБЦ головка блока цилиндров). В данном посте, я бы хотел показать результаты, полученные при доводке на станке CNC и DIY (Do It Yourself). Ну и естественно, на реальном примере, показать, на что в первую очередь необходимо обратить внимание при портинге.

Все замеры делались на продувочном стенде. ГБЦ от мотора 1.6 16V VAG ( как и на моторе VW Polo sedan)

подробнее

Faster flame travel = slower timing.
Slower timing = less negative power.
Less negative power = more power on the flywheel.

Долго не писал, но были на то и веские причины, а именно посещение России и своего родного города Тольятти, после 15 летнего отсутствия. На сегодняшний день в Росси уже есть несколько хороших гоночных треков в различных дисциплинах. Набирают обороты любительские соревнования, трек дни и в связи с этим, сегодня я хотел бы рассказать, как можно не дорого произвести доработку двигателя VW Polo sedan 1.6 литра.

подробнее

Новый вариант ГБЦ отлично подойдет для гоночных двигателей класс S1600 или R2B. Максимальный потенциал данной ГБЦ 233 л.с. при 8400 об/мин (в атмосферном варианте) при соответствующих модификациях двигателя (низ ДВС, системы: впуска, выпуска, топливная и т. д.).

подробнее

10 мифов о портировании головок цилиндров

Об авторе: Дэйв Локалио — наш давний друг и владелец/оператор компании Headgames Motorworks, специализирующейся на головках цилиндров, основанной в Нью-Джерси в 2001 году. Дэйв и его команда накопили огромный опыт и знания, и в настоящее время мы создаем одни из лучших комплектов головок цилиндров и кулачков как для отечественных, так и для импортных автомобилей, будь то для использования на улицах / полосах или полномасштабных гонках.

Миф №1. ЧПУ «лучше»

Это зависит от детали в станке. Если вы изготавливаете головки для заготовок, о точности ЧПУ стоит поговорить, потому что вы делаете что-то с нуля, а изготовление партии гарантирует, что все они будут одинаковыми. Но когда дело доходит до обработки на станке с ЧПУ отлитой на заводе головки блока цилиндров, говорить о точности станка — спорный вопрос. Я говорю это, потому что заводская головка отлита, а это означает, что будут некоторые различия от головы к голове из-за несовершенств, возникающих в процессе литья. Вот где в игру вступают слова «сдвиг ядра», потому что, когда мы получаем отливки из цехов с ЧПУ, нет ни одной точно такой же. На самом деле в голове нет одинаковых портов. Вы даже можете увидеть, где ЧПУ не коснулось литья в одном порту, но коснулось в других. Это потому, что станок с ЧПУ не знает, где находятся порты, а только там, где они должны быть. Между тем рука каждый раз знает центр этого порта. Итак, что это значит?

Хотя во многих вещах ЧПУ лучше, чем рука, когда дело доходит до портирования заводской литой головки блока цилиндров, он просто быстрее, то есть быстрее, чем любой человек мог бы отшлифовать и отшлифовать вашу головку. Таким образом, вместо того, чтобы ждать недели или месяцы, чтобы получить его обратно из механического цеха, кто-то с ЧПУ может разорвать его за несколько часов и поставить на пол, готовый к машинной обработке. Говорить о постоянстве обработки непостоянной детали не имеет смысла, кроме как продавать ее как лучший вариант. Однако из-за того, что есть парни с головками цилиндров, которые так плохо выполняют ручную портировку, по-видимому, взяв уроки у слепого человека с молотком и долотом, они помогают увековечить миф о том, что портирование с ЧПУ более точное или «лучшее».

Миф №2. Dimple Ports  

Пока мы обсуждаем эту тему, мы должны коснуться ямочных портов. Аргумент состоит в том, что он работает с мячами для гольфа, потому что создает пограничный слой воздуха и помогает мячу двигаться быстрее и дальше. В порту мы стремимся создать ситуацию, при которой топливо остается за стеной порта. Таким образом, ямочки (теоретически) помогут создать этот пограничный слой воздуха, который будет удерживать топливо от стенки, в подвешенном состоянии и распыляться.

Прежде всего, если вы читаете это, более чем вероятно, что у вас есть двигатель с современным впрыском топлива. Современные топливные форсунки отлично справляются с распылением топлива, особенно в современных двигателях, где расположение форсунок очень тщательно продумано для оптимизации подачи. Таким образом, единственное истинное преимущество, которое я вижу в ямочных портах, — это если вы играете в диск с головкой блока цилиндров и хотите увидеть, насколько дальше вы можете ее бросить. Если бы существовала какая-либо реальная основа для ямочных портов, вы бы видели ее в высокопроизводительных заводских двигателях и гоночных двигателях профессионального уровня, а это просто не так.

Миф №3. Зеркальная полировка

Чарли Калп научил меня шлифовке. Этот человек работал со Смоки Юником еще в 1960-х (поищите это имя в Google, если вы не знакомы со Смоки, он легенда гонок и новатор на уровне, которого мало кто может достичь), и когда они запускали что-то в NASCAR, они пытались зеркально полировка головок. Это не сработало тогда и не сработает сейчас. Причина в том, что когда вы делаете стенки отверстия слишком гладкими, воздух движется так быстро и прилипает к стенкам отверстия, что топливо выпадает из суспензии, вызывая неравномерную подачу топлива в камеру сгорания.

Миф №4. Чем больше, тем лучше  

Сделать порт настолько большим, насколько это возможно, очень просто. И мы все знаем, что если бы это было легко, все бы это делали. Но, это своего рода проблема. Есть больше мест, которые верят в эту теорию, чем нет. Итак, вы получаете индустрию, полную голов, которые отлично работают с 0,500 подъемной силы, но ленятся на машине. Потому что скорость значит больше, чем поток! Воздушный поток что-то значит, а большие порты и большие клапаны не равны скорости воздуха. Проще говоря, большие вещи сияют на скамейке запасных, но бегают, как собака, бегущая по машине.

Миф №5. Поскольку он портирован, он подходит для моего приложения  

Это гигантское заблуждение. С появлением ЧПУ у вас появилось много специализированных магазинов и даже магазинов ЧПУ, продающих головки и продающих их в одной конфигурации. Все они портированы на максимум, с увеличенным клапаном и безумными числами потока на максимальном подъеме. Но вот проблема, вы делаете 700 и хотите больше мощности. Вы проезжаете на улице несколько сотен миль в месяц. Ты любишь бить по нему. Наденьте на него большую голову, и он потеряет весь крутящий момент, а рампа на динамометрическом стенде будет похожа на лыжный склон. Это потому, что головка слишком велика для вашего приложения. Особенно это касается автомобилей с турбонаддувом. Головка максимального усилия сделает автомобиль ленивым при разгоне. Это только увеличит пиковую мощность. Вот почему спрашивать блок-схему так неуместно. В этом случае динамометр имитирует блок-схему. Из него получится больше джема, но вам следует побеспокоиться о том, где он сделает джем.

Миф №6. Flow Testing  

Самый большой вопрос, который мы получаем ежедневно: «Что это течет?» тем не менее, это абсолютно самая непонятная часть покупки головки блока цилиндров. И вроде того, где чем больше, тем лучше теория продаж головок цилиндров. Как указано выше, у вас есть группа людей, которые не понимают, что такое тестирование потока, бросают все на голову ради мощного числа CFM при максимальной подъемной силе и забывают, что оно достигает этой точки только один раз, когда они должны концентрировать свои усилия на всем, что происходит. между. Клапан поднимается и опускается через диапазон подъема дважды. То, как головка ведет себя на скамейке запасных, указывает на то, как она будет вести себя в машине большую часть времени. Почему я говорю большинство? Были головы, которые мы делали, которые текли, как гангстеры на рэп-вечеринке, но бежали, как толстяк, гоняющийся за бананом. Вы не всегда можете доверять стенду потока, потому что в движке происходит так много разных переменных, которые стенд не может зафиксировать или учесть. Такие вещи, как перекрытие, подъем и длительность распредвала, могут играть роль. Вопрос «из чего он течет» не обязательно поможет вам принять правильное решение и часто добавляет путаницы начинающему покупателю.

Миф №7. Прокладка Match 

Этот миф зародился в быту. Со старыми головками люди открывали впускное или выпускное отверстие для определенной прокладки. Это должно было стать окончательным улучшением производительности. Правда в том, что производители прокладок не задумываются о том, насколько большим должен быть ваш порт. Работа прокладки заключается в герметизации, а не в усилении потока. Когда мы смотрим на происхождение этого мифа, люди пытались открыть головку блока цилиндров в точке ее защемления, которая была бы ограничением толкателя. Спортивные компактные головки не имеют этого ограничения. И правда в том, что большинству головок не нужна прокладка, соответствующая уровню производительности, на котором они находятся. Здесь, в HeadGames, мы обычно ничего не открываем рядом с прокладкой до 1500 л.с. на 6-цилиндровых машинах и 1200 на 4-цилиндровых. Это лучше описать как совпадение порта, а не совпадение прокладки. Совпадение портов означает, что размер порта наиболее идеален для формы порта, а НЕ для прокладки.

Миф №8. Valve Jobs

Еще один вопрос, который мы получаем здесь каждый день: «Выполняете ли вы работу с радиальными клапанами?» или «Вы выполняете работу с 5-угловым клапаном?». Работа клапана — это не просто работа клапана. Вы не можете просто бросать любые 5 ракурсов или любые ракурсы в голову и ожидать результатов. Обычно работа клапана состоит из 3-х углов с завода. Почти любая головка блока цилиндров на каждом автомобиле с 1960-х годов имеет угол «посадки» 45 градусов (за исключением мускулистых Pontiac и Oldsmobile, которые имели угол посадки 30 градусов). Мы говорим угол седла, потому что это угол, на который садится клапан, когда он закрыт. Затем идет верхний и нижний разрез. Когда мы добавляем углы, они добавляются к нижней части 45. Примером 3 угла могут быть 35-45-60 углов. Когда мы увеличим количество углов, мы скажем 35-45-60-70-9.0 для угла 5. Теперь, когда у нас есть количество ракурсов, единственный способ действительно узнать, какие ракурсы на самом деле любят быть на голове, мы должны использовать стенд потока, динамометрический стенд и тестирование на трассе. Мы проводим всесторонние и трудоемкие испытания каждой головки клапана. Не любая работа клапана работает только потому, что у него есть несколько углов. Они должны быть под прямым углом для этой конкретной головки блока цилиндров.

Также популярным вопросом является работа с радиальными клапанами. Они работают? Иногда. Они работают на всем? НЕТ. Радиус выглядит великолепно, пощупав его пальцем, можно подумать, что это самое классное изобретение со времен нарезки хлеба. Но на скамейке запасных и в машине это может разбить сердце. Существует больше случаев, когда работа с полным радиусным клапаном больше навредит, чем поможет. Это особенно верно для впускного сиденья. Воздух не любит вращаться. Любит прямые пути. И любит углы. Но не слишком много, потому что слишком много углов на маленьком сиденье может сделать его радиусом.

Миф № 9. Большие клапаны  

Связанные с работой клапанов, большие клапаны, безусловно, являются важной причиной, по которой люди их используют. Вот сделка. В сообществе мультиклапанов есть много мест, где делают клапан увеличенного размера просто потому, что у них нет технологии работы клапана. Но если у вас нет технологии работы клапанов, то вы, наверное, не знаете, куда ставить диаметр горловины. Область под седлом клапана имеет больший потенциал для потока, чем где-либо еще в головке! Он также имеет самый большой потенциал повредить потоку, будучи слишком маленьким или слишком большим!

Миф №10. Форма порта

Форма порта — второе по величине преимущество, когда речь идет о головке с портом. Когда мы переносим головы вручную, многие спрашивают, как узнать, когда нужно остановиться? Ну, ответ в форме порта. Как только форма намечена, вы просто делаете всех одинаковыми. Но именно здесь скамья потока может стать вашим другом или разбить сердце, в зависимости от того, что произойдет. Это почти невозможно расшифровать, если у вас нет стенда для измерения потока или вы не видите достаточное количество портов, чтобы знать, какие формы изменяют характеристики потока на конкретных головках цилиндров.

Лучший способ продемонстрировать это на примере, который мы использовали при разработке 4-цилиндрового двигателя Mustang Ecoboost.

Когда мы впервые посмотрели на эту головку, было легко увидеть, как Ford полностью разделяет два впускных отверстия. Ни одна спортивная компактная головка не делает этого так далеко в порту. Порт очень длинный и маленький. Увидев другие головки на рынке, большинство из них сдвинуты назад по центру двух портов, что делает их более крупными. Это выглядит потрясающе!

Итак, мы сделали один порт, чтобы посмотреть, что он делает на стенде, и сделали только этот раздел порта, чтобы посмотреть, как он себя ведет. НУ… вела себя не очень. На самом деле, он потерял 40 кубических футов в минуту почти везде. Думая, может быть, это было то, как мы сформировали его по сравнению с конкурентами, мы подражали их входу в порт для второго тестирования. Те же результаты. Было очевидно, что до сих пор никто не проверял это на стенде потока.

Итак, если мы теряем столько воздуха, куда он уходит? Ну, когда не знаешь, спроси у кого-нибудь поумнее. Мы связались с нашими друзьями из McLaren, Дэном Арчером и Тимом Коннелли, «доктором воздушного потока». Мы прошли через порт и с помощью датчиков скорости узнали, что воздушный поток действительно переместился в угол одного из портов из-за делителя! Выглядело круто, но не работало.

Мы вернулись к чертежной доске и сохранили разделитель. Портирован и просто изменена форма впускного отверстия. 9прирост 0 куб.м! И эта голова установила национальный рекорд ET.

Пять золотых правил портирования головок цилиндров

Следуйте пяти описанным здесь правилам, и вы наверняка избежите резких движений.

Название этой главы говорит само за себя, но почему именно сейчас? Почему объяснения не было в предыдущей главе или даже в главе 1? Я серьезно задумался об этом, когда начал писать эту книгу, и решил, что лучше сначала немного погрузиться в тему головок цилиндров. Вводя примеры на раннем этапе, я чувствовал, что любые общие правила, которые можно будет сделать с этого момента, будут иметь большее значение. Например, мне не нужно объяснять важность выбора правильного размера порта — теперь вы лучше понимаете, как скорость порта влияет на вещи, потому что теперь вы понимаете, насколько тяжелый воздух. На самом деле, что я собираюсь сделать здесь, так это сделать передышку и подвести итоги того, что было рассмотрено до сих пор — так что начнем.

Правило номер 1: Найдите точку наибольшего ограничения и работайте над этой первой

Каким бы очевидным ни казалось Правило номер 1, большая проблема для новичка почти всегда заключается в том, чтобы точно определить, где находится самое большое ограничение. впускной/выпускной тракт. Первичные точки ограничения рассматриваются в главах 1, 8, 9 и 10. Если вы не усвоили то, что было в главе 1, это хороший повод перечитать ее. Одно приятное замечание для носильщика-новичка заключается в том, что работа с наиболее ограниченной частью системы и высвобождение некоторого потенциала потока обеспечивает наилучшую отдачу энергии за затраченное время. Для справки, карманные переносные головки (переделка и смешивание посадочных мест с первыми 2 или около того дюймами порта) полностью сосредоточены на Правиле номер 1, исключая почти все остальное. В конце концов, карманное портирование может не дать самый быстрый набор головок или самый фотогеничный, но результаты могут быть очень удовлетворительными.

Правило номер 2: Позвольте воздуху двигаться так, как он хочет, а не так, как вы думаете

Каждый раз, когда вы заставляете воздух течь по определенному пути, общий поток почти наверняка падает. Если вы исследуете, где проходит воздух в порту, вы обнаружите, что есть две различные ситуации, которые определяют его путь. В первой ситуации в определенной части порта проходит значительное количество воздуха, потому что путь, по которому он течет, имеет минимальное сопротивление потоку. Во второй ситуации в определенной точке/области проходит много воздуха из-за форм выше по течению, ниже по течению или и того, и другого в этой области с высоким потоком или «занятой» области.

Важно уметь различать эти два типа занятых зон. В первой ситуации есть убедительные признаки того, что площадь необходимо увеличить, чтобы освободить место для большего потока воздуха по тому пути, который можно рассматривать как эффективный поток. Хорошим примером здесь является крыша типичного порта. Во второй ситуации исправление для большего потока воздуха состоит в том, чтобы добавить материал в точке самого быстрого потока и вокруг нее. Ярким примером здесь является очень высокоскоростной поток, который может возникать на повороте короткой стороны впускного отверстия с относительно малым углом или непосредственно перед ним (яркими примерами являются малоблочные Chevy и Ford).

Хитрость заключается в том, чтобы отличить один источник высокоскоростного потока от другого, потому что они требуют совершенно противоположных реакций.

Правило номер 3: Воздух тяжелее, чем вы думаете. Поддерживайте скорость порта и избегайте избыточных площадей поперечного сечения. она течет и как быстро она течет. После того, как главный портье или главный конструктор осознает, насколько тяжелым является воздух, он, как правило, совершенно по-другому смотрит на важность скоростей портов и площадей поперечного сечения. Динамические испытания области портов, описанные в главе 10, служат хорошей демонстрацией необходимости иметь порты соответствующего размера для работы.

Все это, в той или иной форме, подпадает под рубрику измерения скорости, а стоимость необходимого для этого оборудования попадает в категорию «арахиса». Мы рассмотрели, как построить испытательный стенд, а в дальнейшем рассмотрим, что нужно для изготовления и калибровки датчика скорости всего за несколько долларов. площадь есть. Как следует из термина «избыточный», это область порта, где наблюдается небольшой поток. Если это так, то это избыточно для требований. Лучшее действие здесь — заполнить его. Избыточность порта делает его ленивым, и это приводит к неоптимальному выходному крутящему моменту во всем диапазоне оборотов.

Правило номер 4: важно движение смеси. Не игнорируйте его необходимость

Малоподвижный заряд не только медленнее горит, но и горит менее эффективно. Наиболее заметно это на низких оборотах двигателя. Отсутствие адекватного движения смеси может снизить выходной крутящий момент, скажем, от 1000 до 2000 об / мин на целых 25 процентов. Когда частота вращения двигателя составляет от 5000 до 6000 об/мин, потребность в движении смеси, вызванном портом/камерой, намного меньше. Движение смеси из-за охлаждающего действия между днищем поршня и поверхностью головки цилиндров может способствовать увеличению крутящего момента на всех скоростях двигателя. При неполном дросселе отсутствие движения смеси также может оказать прямое негативное влияние на пробег. Еще одна желательная характеристика двигателя, которая страдает при низком движении смеси, — это приемистость.

Правило номер 5: форма имеет первостепенное значение, а блестящая поверхность — нет!

О пропускной способности головки абсолютно нельзя судить по ее отражательной способности! Это большой.