Недалекое будущее автомобильных двигателей (моторов)

То, что произойдет в мире двигателестроения в ближайшие 10 лет, предсказать достаточно сложно, но определить генеральные линии развития все-таки можно. Самое главное направление удара — это гибридизация, причем пока акцент, надо сказать, ставится на бензино-электрический тандем, хотя дизельно-электрическое сотрудничество, на наш взгляд, более оправданно, особенно если главной целью является экономия топлива, а не маркетинговые хитрости. «Игры» с водородом, скорее всего, прекратятся, так как выгода от автомобилей, оснащенных двигателями на сверхлегком топливе, достаточно туманна. Необходимо сначала получить водород, а из водорода уже с помощью дорогущих топливных элементов — электричество. Скорее всего, достаточно скоро будет представлен двигатель, оснащенный гидравлическим или электромагнитным приводом клапанов. Это новшество позволит отказаться сразу от двух систем: регулировки фаз газораспределения и величины подъема клапанов. Да и КПД от этого нововведения тоже подрастет, так как не нужно будет приводить во вращательное движение массивные элементы системы газораспределения. Хотелось бы, наконец, увидеть и серийный двигатель, оснащенный системой регулировки степени сжатия, теоретически он должен стать очень экономичным. Дальнейшее развитие получат и маленькие «злые» моторчики, оснащенные турбонаддувом, так как соотношение лошадиных сил и крутящего момента к единице массы у них достаточно велико. К выхлопной трубе, кстати говоря, может переехать и генератор, так как энергия выхлопных газов имеет большую величину, а практически не используется. Говоря о двигателях, не стоит забывать дизельные моторы, они, скорее всего, и получат численное превосходство в будущем, потому что уже сегодня в Европе продается больше дизельных автомобилей, чем бензиновых, но о них мы поговорим попозже.

Тюнинг двигателей

Что такое тюнинг и для чего он нужен, не знает только тот, кто находится в информационном вакууме и не знаком с конструкцией автомобиля. Но даже те, кто знают о доводке автомобиля не понаслышке, не всегда понимают, откуда у стандартной, весьма нерасторопной «десятки» или «восьмерки» берутся пресловутые момент и мощность, позволяющие тягаться со многими иномарками. Все дело кроется в настройке двигателя. Причем настройке особой.

По сути, чтобы улучшить характеристики двигателя необходимо увеличить его максимальные мощность и крутящий момент, а также диапазон рабочих оборотов. Для этого есть два пересекающихся, но различных по результативности способа.

Первый и самый простой - не углубляясь в сам двигатель, установить более производительные внешние детали. Как правило, это воздушный фильтр, ресивер, дроссельная заслонка, распредвалы и система выпуска, таким способом поднять максимальную мощность можно в среднем на 20-30%. При этом от вас не потребуется больших финансовых вложений, вы затратите минимум времени и сил.

Второй способ - это так называемая механическая доработка двигателя. Здесь можно выделить два подхода: увеличение рабочего объема двигателя и доработка головки блока цилиндров.

Сегодня мы рассмотрим модернизацию головки блока. Отметим, что указанные два способа тюнинга двигателя действительно пересекаются и дополняют друг друга: форсированный двигатель просто потребует от вас более производительных внешних узлов.

Итак, головка блока цилиндров, или ГБЦ. Что это за узел, за что он отвечает и как обеспечить лучшую производительность двигателя его доводкой?

Основной метод увеличения мощности и момента - подача в камеру сгорания как можно большей воздушной массы. Это и является главной целью тюнинга и доводки ГБЦ. Ведь головка блока, ни много ни мало, отвечает за впуск воздушной или воздушно-топливной массы в двигатель, формирование рабочих процессов и выпуск отработавших газов. И на всех тактах сопротивления движению поршня должны быть минимальными. У нас есть стандартная ГБЦ двигателя ВАЗ-2108. Мотор, прямо скажем, не самый резвый, поэтому будем его улучшать. Во-первых, обеспечим подачу большего количества воздуха в камеру сгорания, во-вторых, доработаем саму камеру сгорания в районе впускного и выпускного клапанов, и в-третьих, ошлифуем плоскость головки и затем соберем ее. Для подачи большего количества воздуха необходимо увеличить проходное сечение канала впуска, самое узкое место которого находится в области впускного клапана. Подбираем впускной клапан с тарелкой большего диаметра, после чего дорабатываем сам клапан на токарном станке. С помощью специального кругового резца уменьшаем диаметр ножки клапана и убираем лишний металл в месте сопряжения ножки с тарелкой. После обработки шлифуем фаску. Этапы обработки и результат можно увидеть на фотографиях. Так как мы подобрали клапан с тарелкой большей, чем у штатного, то и его седло должно иметь больший диаметр. Штатное седло запрессовано, поэтому просто так снять его и поставить новое не удастся. Для замены седла устанавливаем головку блока в специальный станок и приводим по направляющей втулке поверхность седла к горизонтали с помощью специального уровня. Далее устанавливаем резец соответствующего диаметра и с автоматической подачей вырезаем штатное седло.

Далее работаем с камерой сгорания. Нам необходимо убрать лишний металл вокруг впускного и выпускного клапанов и сделать «зализы» около них плавными и гладкими. Тем самым мы добьемся более ровного и плавного потока воздуха и выхлопных газов в районе входа и выхода из камеры сгорания. Так как при доработке объем камеры увеличился, то необходимо убрать лишний металл с привалочной плоскости ГБЦ (так мы сохраним изначальный объем камеры и избавимся от риска детонации).

Теперь, когда все этапы выполнены, можно провести чистовую шлифовку поверхности головки. Для этого устанавливаем ее в универсальном станке, выравниваем горизонтально и специальным резцом, установленным на шлифовальном барабане, делаем сначала черновой, а затем чистовой проходы.

Вот, пожалуй, и все. Необходимо сказать пару слов о сборке. Чтобы установить новые направляющие втулок клапанов, кладем головку в специальную печь, а втулки заливаем жидким азотом. Под воздействием высокой температуры металл головки расширится, втулки легко встанут на свои места и после остывания жестко, с большим