Как форсировать двигатель ваз 2109

Как правильно форсировать двигатель по объему Ваз 2108, Ваз 2109, Ваз 21099, Лада Самара (Lada Samara)

Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 (и его производных – ВАЗ 2111, 2112, так как все они используют практически одинаковые блоки цилиндров, за исключением применения масляных форсунок в 16-ти клапанных моторах ВАЗ-2112):

• Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.
• Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя лада 2109 не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата.

Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ ( головка блока цилиндров) – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов бОльшего диаметра (на 8-ми клапанные моторы хорошо подходят клапаны от BMW , а на 16-ти клапанные – от различных VW и Opel ). Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров лада 21099. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора.

Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

В данной статье мы рассмотрим влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ 2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R / S – rod to stroke ratio , и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов ваз 2109. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R / S , равная 1,75.

В Интернете вы сами можете при желании найти достаточно много выкладок и расчетов по геометрии моторов Honda . Отчасти все они будут справедливы и для моторов ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы Honda серий В16А – В20В с объемом соответственно от 1,6 до 2,0 литров, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема). Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 см. куб., мощность 160 л.с.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 лс/литр):

Длина шатуна: 134 мм
Ход поршня: 77 мм

Соотношение R / S : 1,74:1 (что как видим практически близко к «золотой середине»)
Посмотрим какая обстановка с отечественными двигателями (берем только ВАЗ 8-го семейства, т.к. другие не столь актуальны)

21081 – объём 1099 куб. см
– ход 60,6 мм
– диаметр поршня 76 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,996

2108 – объём 1288 куб. см
– ход 71 мм
– диаметр поршня 76 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,7

21083 – объём 1499 куб. см.
– ход 71 мм
– диаметр поршня 82 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,7

21084 – объём 1580 куб см.
– ход 74,8 мм
– диаметр поршня 82 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,61

Нестандартные конфигурации двигателя 21083 (табл. 1) :

Шатун 132 мм могут устанавливаться в стандартный блок цилиндров ВАЗ 21083 только при использовании 2-х колечных поршней.

Эффект большого R/S:

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ (верхняя мёртвая точка), что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R / S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R / S :

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R / S.

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:

Большая нагрузка на шатун ваз 21099 (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или
нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.
Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца отн. оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении “кованных” поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршей.
Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80м/с., при шатуне 129 мм.
Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

По вполне понятным причинам, АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121мм (он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S (см. табл. 1), поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна, она колеблется от 70 до 200 долларов за комплект. Еще не стоит забывать, что «экстра ходы» поршня компенсируются уменьшением компрессионной высоты поршня (смещением поршневого пальца вверх) или увеличением высоты блока цилиндров. Т.к. компрессионную высоту можно уменьшать до определенного предела, то следующим шагом будет замена блока цилиндров лада 2108 на более высокий, что повлечет за собой немалые расходы финансовых средств. Все эти действия направлены для того, чтобы увеличить значение R/S.

Тюнинг двигателя ВАЗ 2109 карбюратор

В последнее время стало популярным проводить тюнинг старых автомобилей Лада. В особенности, многим автомобилистам особенно нравится проводить доработку мотора ВАЗ 2109 карбюратор. Делается это для увеличения мощностных характеристик. Не многие знаю, как проводится непосредственно сам процесс.

Технические характеристики

Прежде чем приступить к описанию процесса доработки и увеличения мощности двигателя ВАЗ 2109 карбюратор, стоит понимать, какие силовые агрегаты устанавливались на транспортное средство, а также рассмотреть основные технические характеристики.

В процессе производства на «девятку» ставилось три варианта карбюраторных двигателей:

21081 (1,1 8V)

2108 (1,3 8V)

21083 (1,5 8V)

Тюнинг: основное описание

Тюнинг карбюраторного двигателя предусматривает в первую очередь расточку блока цилиндров. Это делается для того, чтобы увеличить камеру сгорания, а соответственно и давление внутри нее.

Также, устанавливаются облегченные детали, которые дают возможность уменьшить вес мотора, что даст увеличение динамики разгона.

Процесс тюнинга

Тюнинг двигателя ВАЗ 2109 своими руками начинается с демонтажа мотора с автомобиля. Так, придется отключить подачу питания, систему зажигания и прочие системы. Итак, рассмотрим, все этапы проведения доработки мотора самостоятельно. Полностью тюнинг провести своими руками невозможно, поскольку все равно придется на некоторых этапах обратиться в автосервис.

Демонтаж мотора

Чтобы снять движок придется пройти определенный процесс отключения и демонтажа вспомогательных систем. Итак, приступим непосредственно к процессу:

1. Снимаем АКБ и удерживающую полку.
2. Демонтируем воздушный фильтр и карбюратор.
3. Снимаем элементы зажигания, которые размещены в моторном отсеке.
4. Сливаем охлаждающую жидкость и моторное масло.
5. Откручиваем КПП от ДВС.
6. Демонтируем радиатор, чтобы было проще снять мотор.
7. Вынимаем шрус двигателя.
8. Откручиваем подушки двигателя.
9. Снимаем капот и демонтируем двигатель.

Расписанный процесс не полный, а только основные действия, которые необходимо проделать.

Разборка силового агрегата

Разборка силового агрегата делается за несколько часов. Так, для начала необходимо демонтировать крышку головку блока и поддон картера. Лучше всего проводить данную операцию на специальном стенде.

После этого начинаем снимать основные узлы. Раскручиваем болты крепления головки блока и блоку цилиндров. Затем, головку отставляем в сторону и работаем непосредственно с блоком цилиндров. Итак, рассмотрим, что придется снять:

1. Откручиваем бугеля и вынимаем коленчатый вал. Предварительно демонтируем шкив.
2. Демонтируем водяной и масляный насос.
3. Вынимаем поршневую группу. Демонтируем шатуны. Если есть, необходимо вынуть гильзы.
4. Теперь, блок готов к дальнейшим манипуляциям.
5. Последним этапом становится мойка деталей и блока.

Когда блок разобран, можно перейти к разборке головки блока цилиндров.

1. Демонтируем крышку распределительного вала.
2. Снимаем распредвал.
3. Рассухариваем клапаны.
4. Снимаем пружины и сальники.
5. Вынимаем клапаны.
6. Выбиваем с головки седла и направляющие втулки.
7. Проводим мойку деталей и основания головки.

Определение приоритетов доработки

Чтобы увеличить мощность двигателя ВАЗ 2109 карбюратор потребуется приобрести поршневую группу, клапаны, распределительный вал, шатуны и коленчатый вал. Все эти детали должны быть облегченные и изготовлены именно производителями тюнинга.

Так, поршневая группа, клапаны и седла подходят компании ATI. Направляющие втулки, лучше всего устанавливать бронзовые производства американського производителя K-line. Коленчатый и распределительный вал приобретаются у немецкой компании TDR.

Работа с блоком цилиндров

Для начала, блок цилиндров необходимо расточить под новые поршни, соответственно с размером — 82 мм. Затем, проводится установка коленчатого вала и новых вкладышей, которые идет в комплекте с главной деталью.

Чтобы все работало, как часы, необходимо установить облегченное тюнинг сцепление производства Sachs. После того, как к валу прицепили сцепление необходимо сделать балансировку. Желательно проводить операцию на специальном стенде.

Проводим сборку поршневого узла, а именно крепим поршни к шатунам. Затем, можно приступить, к так называемому процессу «перевязки». Под ним подразумевается крепление шатунов с поршнями к коленчатому валу. Монтируем сальники и подшипники коленчатого вала. Устанавливаем бугеля и можно зафиксировать поддон. Затем, проводится сборка остальных вспомогательных узлов, таких как шкив, водяной насос и ролик.

Тюнинг головки

Тюнинг головки блока цилиндров — это фактически сборка новых деталей на старые посадочные места. Так, разобранная ГБЦ собирается из старого корпуса и новых тюнинг элементов. В данном процессе нет ничего сложного.

Сборка узла

После того, как основные системы и узлы собраны, можно преступить непосредственно к процессу сборки двигателя воедино. Так, в обратной последовательности к блоку цилиндров крепятся — головка блока, клапанная крышка, шкивы, ремень ГРМ.

После сборки, рекомендуется обкатать двигатель на холодную, но поскольку не у всех имеется обкаточный стенд, то большинство автомобилистов проводят эту операцию на горячую, непосредственно на автомобиле.

Доработка вспомогательных систем

После того, как основные узлы силового агрегата собраны, можно приступить к установке вспомогательных систем. Итак, устанавливаем в первую очередь, систему впрыска топлива. Старый карбюратор Солекс не стоит ставить, поскольку он не будет давать необходимого количества горючего в камеры сгорания. Поэтому, необходимо найти улучшенный карбюратор Солекс Мега-2 или чешский вариант — ИКОВ.

Стоит доработать систему зажигания. Вместо стандартных свечей, стоит установить свечи зажигания Бриск с маркировкой А2. Также, стандартные высоковольтные провода меняются на тюнинг версию производства Тесла.

Не стоит забывать за систему охлаждения, поскольку увеличенное количество оборотов коленчатого вала, ускорит все процессы, а соответственно и увеличенный выброс тепла. Поэтому на ВАЗ 2109 устанавливают кит комплект системы охлаждения, в которую входят: силиконовые патрубки, спортивная помпа и двухкамерный термостат. Также, рекомендуется установить спортивный радиатор, сделанный с алюминия. Это облегчит вес автомобиля на несколько килограмм.

Последней доработкой становится установка воздушного фильтра «нулевого» сопротивления. Монтаж этого узла проводится достаточно просто, на стандартные крепления старого корпуса «воздухана». Воздухозаборник выводится так, чтобы была прямая подача воздуха.

Также, кроме стандартных доработок, на двигатель можно установить нагнетатель воздуха. Конечно, такая доработка быстрее изнашивает элементы мотора, поэтому рекомендуется установить «улитку».

После проведения всех доработок, двигатель устанавливается на транспортное средство, и проводится обкатка и регулировка.

Вывод

Тюнинг двигателя ВАЗ 2109 карбюратор можно провести самостоятельно в гараже. Расписанная в статье доработка проводится за месяц и ее стоимость, если покупать новые детали, будет стоять около 4000-5000 долларов. Конечно, такая доработка нецелесообразная с экономической стороны, но находятся автолюбители, которые проводят такой вид тюнинга.

Как правильно форсировать двигатель ВАЗ 2109

Наверняка каждый любитель быстрой езды мечтает обладать мощным автомобилем с хорошей динамикой. Что же делать, когда средств на покупку новой машины с желаемыми техническими характеристиками нет? Лучшее решение в сложившейся ситуации – форсирование двигателя. Такой вид тюнинга применяют зачастую для автомобилей отечественного производства, например, для ВАЗ 2109. Эта модернизация подразумевает раскрытие в полной мере всего потенциала двигателя: она позволяет улучшить показатели мотора за счёт уменьшения энергетических потерь ДВС, приходящихся на трение.

Форсированный двигатель

Способы форсирования

В большинстве случаев достижение требуемых показателей достигается благодаря увеличению объёма двигателя автомобиля. Чтобы выполнить задачу такого плана, существует несколько вариантов:

Первый предполагает увеличение диаметра блока цилиндров под больший диаметр поршня путём расточки. Его называют «народным» из-за его невысокой стоимости, ведь в данном случае всё, что требует затрат – это покупка комплекта поршней и колёс, а также оплата услуг по токарным работам.

Первый вариант – расточка

Второй заключается в замене заводского коленвала другим, отличающимся более увеличенным радиусом кривошипа и, следовательно, большим ходом поршня и большим объёмом. Его стоимость намного выше первого способа, поскольку придётся потратиться на коленчатый вал, набор поршней, подходящий новому коленвалу (так как у блока цилиндров высота имеет определенные ограничения), специальные кольца для поршней. К тому же необходимо будет оплатить работы, касающиеся расточки блока.

Пример для замены стокового коленвала

Для многих удивлением может стать тот факт, что увеличенный объём мотора «девятки» не всегда является наиболее выигрышным методом форсирования. В некоторых ситуациях (всё зависит от того, каким должен быть двигатель в конечном итоге) намного проще и эффективнее заняться доработкой головки блока цилиндров (ГБЦ), после чего установить подходящий распредвал. Такой вид форсирования также позволит добиться увеличения мощностных показателей силового агрегата.

Безусловно, для максимального раскрытия всех возможностей и резервов распределительного вала потребуется достаточно серьёзная доработка ГБЦ, которая может коснуться даже перепрессовки сёдел и установки клапанов с большим диаметром. К примеру, двигателям, характеризующимся наличием восьми клапанов, подойдут аналогичные детали от BMW, а шестнадцатиклапанным моторам – составляющие от Opel и Volkswagen. При этом нельзя упускать из виду впускные/выпускные каналы, предназначенные для циркуляции топливновоздушной смеси – они тоже требуют доработки. Их совершенствование предполагает увеличение диаметра сечения до предельных размеров путём внутренней полировки.

Технические характеристики блока цилиндров ВАЗ 2109, как и другие составляющие, накладывают свой отпечаток на общие показатели мотора. Можно, конечно же, более детально изучить влияние типов и форм поршней, вес коленвалов и многое другое, что каким-либо образом отображается на работе двигателя, но данная статья не об этом.

Особенное воздействие на работоспособность ДВС оказывают следующие характеристики: отношение длины шатуна к ходу поршня и габариты кривошипа коленвала (диаметр).

Габариты деталей и их масса

Важность вышеперечисленных параметров обусловлена тем, что двигатель по своей сути представляет собой насос, прокачивающий через себя определённое количество смеси за конкретный период времени. Именно об этих характеристиках далее и пойдёт речь.

Влияние величины R/S на двигатель ВАЗ 2109

Соотношение длины шатуна к ходу поршня обозначается, как R/S, и его преобразованию относятся со всей серьезностью и ответственностью. Во многих источниках отмечается, что норма величины R/S – 1,75.

Таблица соотношения параметров

Показатели, отличающиеся от этого значения, по-разному воздействуют на работу двигателя внутреннего сгорания:

R/S выше нормы. К его несомненным «плюсам» можно отнести способность поршня дольше находиться в положении верхней мёртвой точки (ВМТ). Это обеспечивает отличное горение топливной смеси, а именно: полное сгорание топлива, повышение давления на поршень после ВМТ и температуры в камере, где осуществляется сгорание горючего. Результатом становится хороший крутящий момент при высоких оборотах и уменьшение трения в паре «поршень-цилиндр» за счёт длинного шатуна, что важно для рабочего хода поршня. При этом мотор, собранный с превышающим норму числом R/S, из-за уменьшения скорости потока воздуха не может обеспечить должное наполнение цилиндров при работе на низкой и средней частоте вращения коленчатого вала. Это существенный «минус», но, к сожалению, не единственный. За счёт высокой температуры камеры сгорания и продолжительного нахождения поршня в ВМТ появляется большой риск детонации;

R/S ниже нормы. Преимуществами такого положения является прекрасная скорость наполнения цилиндров на низких и средних оборотах коленвала, обусловленная тем, что движение поршня от ВМТ происходит быстрее, вследствие чего быстро наступает и разряжение. Увеличение скорости движения смеси, состоящей из топлива и воздуха, положительно отражается на её качестве: она становится более однородной, отчего лучше сгорает. Добиться таких показателей намного проще, так как требования к подобной доработке значительно отличаются от двигателей с высоким R/S. Низкий показатель R/S означает, что шатун имеет большой угол наклона, соответственно, сила к поршню будет прикладываться в горизонтальной плоскости. В итоге это может привести к быстрому износу стенок цилиндра и колец, а также к ухудшению процесса смазки.

АвтоВАЗ при комплектации двигателей отдаёт предпочтение шатунам длиной 121 мм, обеспечивающим оптимальные показатели. В отличие от них, тюнингаторы, использующие коленчатый вал с большим радиусом кривошипа, применяют более длинные шатуны (129,132 мм). Правда, их стоимость существенно выше стандартных изделий.

Полная форсировка двигателя ВАЗ 2109, ВАЗ 2108, ВАЗ 21099

Если принято решение форсировать гоночный мотор, всегда надо помнить о двух нюансах.
Первый нюанс заключается в том, что любое подобное вмешательство в двигатель требует серьезных финансовых затрат и времени, а также серьезно сокращает его рабочий ресурс.
А во-вторых, одиночные вмешательства в структуру двигателя в виде различных «кривых валов», кованых поршней и подобной атрибутики, присущей гоночным авто, мягко говоря, не совсем оправдано.
Дело в том, что спортивный автомобиль требует комплексных изменений. Невозможно поменять просто коленвал автомобиля на спортивный, без дальнейшей коррекции степени сжатия, замены клапанов и выхлопной системы. Без всех этих изменений, спортивный «кривой вал» в лучшем случае не нанесет вреда двигателю, но о том, чтобы прибавить мощности, не может быть и речи.

Если вы все таки решили самостоятельно сделать тюнинг двигателя по причине нехватки финансов, то лучше начать с надежности.

По правилам Международной автомобильной федерации, расточка цилиндров разрешена только в том случае, если полученный объем двигателя не выходит за пределы того класса, в котором автомобиль был заявлен для участия. То есть, если ваш автомобиль был оснащен мотором в полторы тысячи кубиков, а после будет заявлен для участия в гонках автомобилей, двигатель которых не превышает 1600 кубов, то объем мотора вашего авто не должен превышать эту цифру.

Не стоит забывать о том, что после расточки цилиндров будет уменьшена толщина стенок, тем самым нарушив теплообмен двигателя и сократив его ресурс работы.

Чтобы увеличить мощность двигателя, также можно поставить коленчатый от ВАЗ 2110 объемом 1,6 литра, у которого увеличен радиус кривошипа и за счет этого увеличен ход поршня. В это случае надо поменять также и обычные поршни на кованые, чтобы сократить инерцию и получить возможность борьбы с дополнительными нагрузками. Такие поршни выпускаются специальными фирмами и являются более легкими и прочными. Недорогой вариант: можно поставить поршни от ВАЗ 2121 (объем 1,6 литра) или ВАЗ 2105 (объем 1,5 литра), у которых днище оснащено специальными выточками на тот случай, если произойдет обрыв ремня газораспределительного механизма.

Уменьшив камеру сгорания и, соответственно, повысив степень сжатия, можно увеличить мощность мотора. Камера сгорания в моторе «восьмерки» большей частью находится в цилиндровой головке. Для того чтобы ее уменьшить, надо сделать фрезеровку посадочной плоскости цилиндрового блока на глубину 2 миллиметра. Это увеличит степень сжатия с 9,8 до 11, при условии использования бензина с октановым числом 98.

Когда уменьшена камера сгорания, также уменьшается расстояние между дном поршня в положении мертвой точки и еще не закрывшимся клапаном.

Из-за инерционных сил, которые действуют на клапаны и на толкатели возвратно-поступательных масс газораспределительного механизма двигателя, перемещение клапана не соответствует фактическому профилю кулачка распредвала, и клапаны зависают. Зависания клапанов возможно избежать при помощи снижения массы деталей газораспределительного механизма, которые находятся в возвратно-поступательном движении.

С этой целью, цилиндрические части толкателей высверливаются и применяются клапаны с более легким весом, которые оснащены в тарелке выемкой. Затем надо сделать более жесткими пружины клапанов. Для этого надо поставить дополнительную шайбу, то есть вместо двух штатных шайб, ставится одна более жесткая шайба, или же поставить две пружины, у которых межвитковое пространство больше.

Частоту оборотов вращения коленвала можно повысить за счет меньшего весь деталей, из которых состоит кривошипно-шатунный механизм. Для этого надо проточить заднюю часть маховика, или же, заменить его на маховик, который будет отлит из более легкого сплава, такого как, например, алюминий. В этом случае стальным останется только венец.

Еще один способ для того, чтобы сократить механические потери и вес в системе поршней и цилиндров. Для этого надо немного подрезать площадь трения поршневой юбки. Но делать это надо с особой аккуратностью, потому что эта поверхность предназначена для отвода тепла от поршня к стенкам цилиндра, и если ее сократить более чем на 20 %, то поршень будет перегреваться и в конце прогорит.

Третий метод, который заставляет крутиться коленвал быстрее –это проточить его противовесы. Но и в этом случае не следует особо увлекаться, потому что вал должен соответствовать условиям балансировки. Выполнив все эти действия можно добиться снижения веса коленвала вместе с маховиком, приблизительно на 3 килограмма.

Как правильно форсировать двигатель по объему Ваз 2108, Ваз 2109, Ваз 21099, Лада Самара (Lada Samara)

Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 (и его производных – ВАЗ 2111, 2112, так как все они используют практически одинаковые блоки цилиндров, за исключением применения масляных форсунок в 16-ти клапанных моторах ВАЗ-2112):

• Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.
• Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя лада 2109 не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата.

Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ ( головка блока цилиндров) – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов бОльшего диаметра (на 8-ми клапанные моторы хорошо подходят клапаны от BMW , а на 16-ти клапанные – от различных VW и Opel ). Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров лада 21099. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора.

Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

В данной статье мы рассмотрим влияние соотношения длинны шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ 2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R / S – rod to stroke ratio , и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов ваз 2109. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R / S , равная 1,75.

В Интернете вы сами можете при желании найти достаточно много выкладок и расчетов по геометрии моторов Honda . Отчасти все они будут справедливы и для моторов ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы Honda серий В16А – В20В с объемом соответственно от 1,6 до 2,0 литров, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема). Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 см. куб., мощность 160 л.с.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 лс/литр):

Длина шатуна: 134 мм
Ход поршня: 77 мм

Соотношение R / S : 1,74:1 (что как видим практически близко к «золотой середине»)
Посмотрим какая обстановка с отечественными двигателями (берем только ВАЗ 8-го семейства, т.к. другие не столь актуальны)

21081 – объём 1099 куб. см
– ход 60,6 мм
– диаметр поршня 76 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,996

2108 – объём 1288 куб. см
– ход 71 мм
– диаметр поршня 76 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,7

21083 – объём 1499 куб. см.
– ход 71 мм
– диаметр поршня 82 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,7

21084 – объём 1580 куб см.
– ход 74,8 мм
– диаметр поршня 82 мм
– длина шатуна 121 мм
– R/S = 1,61

Нестандартные конфигурации двигателя 21083 (табл. 1) :

Шатун 132 мм могут устанавливаться в стандартный блок цилиндров ВАЗ 21083 только при использовании 2-х колечных поршней.

Эффект большого R/S:

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ (верхняя мёртвая точка), что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R / S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R / S :

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R / S.

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:

Большая нагрузка на шатун ваз 21099 (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или
нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.
Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца отн. оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении “кованных” поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршей.
Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80м/с., при шатуне 129 мм.
Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

По вполне понятным причинам, АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121мм (он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S (см. табл. 1), поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна, она колеблется от 70 до 200 долларов за комплект. Еще не стоит забывать, что «экстра ходы» поршня компенсируются уменьшением компрессионной высоты поршня (смещением поршневого пальца вверх) или увеличением высоты блока цилиндров. Т.к. компрессионную высоту можно уменьшать до определенного предела, то следующим шагом будет замена блока цилиндров лада 2108 на более высокий, что повлечет за собой немалые расходы финансовых средств. Все эти действия направлены для того, чтобы увеличить значение R/S.

Источники:

https://vazclub.com/vaz/2108-2109-21099/tyuning/dvigatelya/forsirovanie-dvigatelya-po-obemu.html
https://avtodvigateli.com/tyuning/tyuning-vaz-2109-karbyurator.html
https://tuning-lada-2109.ru/kak-pravilno-forsirovat-dvigatel-vaz-2109/
https://portalvaz.ru/polnaya-forsirovka-dvigatelya-vaz-2109-vaz-2108-vaz-21099/
https://vazclub.com/vaz/2108-2109-21099/tyuning/dvigatelya/forsirovanie-dvigatelya-po-obemu.html