Установка турбины на уаз патриот
Два горба хороши лишь для корабля пустыни. Но внедорожник не верблюд, двугорбая кривая крутящего момента для его двигателя — не оптимальный вариант. Поэтому я и вздрогнул, когда мой добрый знакомый Володя Шарандин пригласил погонять на Патриоте по ледовой трассе.
Проходили, знаем! Погонять, когда после первого всплеска к трем тысячам оборотов падает тяга? Сомнительное удовольствие. Даже следующий всплеск в районе четырех тысяч не спасает. Да и скоростные упражнения на ульяновском вездеходе казались мне сродни офф-роуду на легковой пузотерке.
Но Володя умеет убеждать и, откровенно говоря, никогда не предлагал бестолковых идей. Мало того, он не был на родине пятнадцать лет и за это время стал классным автомобильным инженером, дополнив российское образование американским и европейским. Нынче его конек — цивилизованный тюнинг в собственном центре. В общем, заинтриговал: УАЗ в его исполнении должен быть неординарным.
Дал тягу
Сейчас компьютер — едва ли не основной инструмент специалистов по тюнингу. Здесь и текущие показания, и окончательный результат.
Сейчас компьютер — едва ли не основной инструмент специалистов по тюнингу. Здесь и текущие показания, и окончательный результат.
Хлопнула дверь, и я за рулем Патриота. Всё знакомо, только двигатель звучит непривычно. Не громче, но тональность изменилась, причем в лучшую сторону. Эта песня мне нравится больше прежней. А как на ходу?
— Здесь момент за двести семьдесят и мощность за сто восемьдесят. Не стесняйся, крутани до отсечки!
Шарандин подначивает, а меня долго просить не надо. Газ в пол! На таком Патриоте я не ездил — разгоняется очень шустро! Даже страшновато стало: к бойкому характеру надо привыкнуть, ведь ходовая и тормоза стандартные, а прыть другая. Внатяг? И на низах этот Патриот убедительнее серийного. Везет ровно, без затыков. Особенно после 1800 об/мин.
Не трогая потрохов мотора, с него сняли 182 л.с. и 273 Н·м, одновременно получили горизонтальную полку крутящего момента. Серийный двигатель выдавал 134 л.с. и 217 Н·м в двух выраженных горбах на 2500 и 4000 об/мин.
Не трогая потрохов мотора, с него сняли 182 л.с. и 273 Н·м, одновременно получили горизонтальную полку крутящего момента. Серийный двигатель выдавал 134 л.с. и 217 Н·м в двух выраженных горбах на 2500 и 4000 об/мин.
Сначала небольшой мотокроссовый кусок. Здесь не разгонишься: сплошные холмы с крутыми спусками и подъемами. Серийный Патриот взял все горки — где на первой передаче, где на второй. А на машине с доработанным двигателем можно ехать иначе: после пары подъемов перестаю переключаться — тяги хватает, всю полосу препятствий я прохожу на второй передаче.
Теперь — 182‑сильная машина. Воистину, мощности и момента много не бывает! Шасси такое же, а ехать приятнее и, что самое главное, безопаснее. Почти вся трасса — на третьей передаче, переключался лишь в паре мест. Теперь понимаю, почему Шарандин пригласил именно погонять: этот Патриот уже управляется газом — и от процесса получаешь удовольствие. Вместо того чтобы маслать рулем, можно активно пользоваться тягой — мотор, можно сказать, вытаскивает Патриота из сноса.
Первый этап тюнинговой программы — сканирование днища, подкапотного пространства, выпускной системы. Так выглядит 3D-модель стандартного коллектора.
Первый этап тюнинговой программы — сканирование днища, подкапотного пространства, выпускной системы. Так выглядит 3D-модель стандартного коллектора.
После расчета начинается проектирование новой выпускной системы. На чертеже показаны патрубки равной длины для коллектора схемы 4-2-1.
После расчета начинается проектирование новой выпускной системы. На чертеже показаны патрубки равной длины для коллектора схемы 4-2-1.
В нашей полке прибыло
— Посмотри, удалось сгладить горбы, а не только поднять крутящий момент!
Шарандин выкладывает распечатку внешних скоростных характеристик мотора, снятых на роликовом стенде MAHA. Действительно, почти ровная полка в 260–270 Н·м в диапазоне 1800–4800 об/мин. Да и мощность намного выше: 182 л.с. при 5200 об/мин. Серийный двигатель выдает 134 л.с., а максимальные 217 ньютон-метров — те самые горбы на 2500 и 4000 об/мин. Самое любопытное, что такие результаты достигнуты без вскрытия мотора и, соответственно, без установки новых валов, поршней, шатунов. Изменен только впуск и выпуск.
Прямоток? Кого этим удивишь! Всё куда интереснее, чем примитивная борьба с противодавлением, - здесь впуск и выпуск согласованные.
Технология выравнивания полки такая. Сначала — 3D-сканирование моторного отсека и днища автомобиля. Это позволяет оценить пространство, в котором предстоит размещать новые детали. Потом идет расчет и проектирование железа.
Задача — форсировать мотор, улучшив наполнение цилиндров. Для этого работают с воздушными потоками на впуске и выпуске и согласовывают волновые процессы в двигателе.
А еще — нестандартный впуск. Фильтр пониженного сопротивления ставят в холодной зоне, где плотность воздуха выше. За ним — диффузор и впускная труба. Их диаметры, скругления, габариты — результат расчетов и экспериментов. Ведь воздушный поток не любит резкого изменения направления, резких сужений и расширений.
Воздухофильтром пониженного сопротивления сейчас никого не удивить, но он работает совместно с доработанной системой впуска.
Воздухофильтром пониженного сопротивления сейчас никого не удивить, но он работает совместно с доработанной системой впуска.
После установки узлов на автомобиль начинается процедура тонкой доводки на роликовом стенде MAHA. С колес снимают характеристики, и электроника вычерчивает кривые мощности и момента. В первоначальном варианте выпускного коллектора используют телескопические патрубки — меняя их длину, разработчик корректирует характеристики. Володя, хотя он в прошлом и автогонщик, предпочитает делать ставку не на высокие обороты, а на момент — такие моторы в повседневной эксплуатации куда удобнее. Патриот — случай и вовсе особый: улучшения не должны повлиять на его вездеходные качества. Просадить тягу на низких оборотах — значит угробить тюнинговый проект.
Окончательной доводкой занимаются на немецком мощностном стенде MAHA. Для настройки нередко используют коллектор с телескопическими трубами.
Окончательной доводкой занимаются на немецком мощностном стенде MAHA. Для настройки нередко используют коллектор с телескопическими трубами.
Умеренная форсировка не сказывается на ресурсе мотора. В этом плане работа с навеской куда менее рискованное дело, чем разборка двигателя с заменой дорогостоящих деталей. И, что весьма приятно, цена не заоблачная. Доработанная система впуска-выпуска стоит около 50 тысяч рублей — с учетом установки и настройки.
Не секрет, что наш автопром сильно застоялся в свое время. Внедрение таких новшеств как: подушки безопасности, усилитель руля, АКПП сильно затянулось.
И если развитые страны начали все это устанавливать в автомобили массового сегмента еще в 80-е года прошлого века, то наши машины начали получать такие опции только-только.
Но пробелы есть и сегодня.
Например - бензиновые турбо моторы.
А если их нет, но очень хочется. То конечно же выход найдется!
Здесь мы не будем говорить о минусах, о них подробно расписано в FAQ , поговорим о плюсах и о том как это можно сделать на примере бензинового мотора ЗМЗ-409 .
Эти двигатели устанавливаются на всю линейку продукции УАЗ. И если легкому "Хантеру" 128 лошадиных сил ещё хватает, то тяжелому "Патриоту" этого явно мало.
Как один из вариантов повысить характеристики мотора - установить турбину!
Сделать это можно как самостоятельно, так и при помощи дружественного сервиса. Особых ноу-хау здесь уже нет: все, что необходимо для установки известно, надо лишь подобрать турбокомпрессор удовлетворяющий запланированным параметрам.
А параметры такие: чтобы не менять всю начинку мотора надо чтобы давление создаваемое турбиной было в пределах 0,5-0,8 бар. Остановимся на средней величине в 0,7 бар.
Опустим длинные расчеты, их примеры есть в полной версии статьи , приведем только выкладки:
Расход воздуха, при 5000 об/мин составит 24,73 lb/min (фунтов в минуту)
При остальных оборотах:
4000 19,78 lb/min
3000 14,84 lb/min
2000 9,89 lb/min
1000 4,95 lb/min
Полное абсолютное давление турбины 1,79 бар
Имея полную картину можно подобрать себе турбину.
Например берем очень популярную Garrett GT2860R и смотрим подойдет ли она нам.
Для этого отложим на графике на уровне 1,79 бар величины расхода воздуха.
В зону эффективности попали обороты с 2000 по 5500.
Следовательно такая модель нам достаточно хорошо подходит.
Осталось дело за малым: сварить новый выходной коллектор, прикрутить турбину, врезать новые магистрали масла и антифриза, добавить в систему интеркулер, поставить более производительные форсунки и бензонасос, перепрошить ЭБУ, заменить воздушный фильтр и обвесить все это предохранительными клапанами.
И в итоге получить мотор с мощностью до 250 л.с., который "запулит" УАЗ с места до 100 км/ч. быстрее чем за 10 секунд.
УАЗ Патриот с двигателем ЗМЗ-409, в отличии от своего собрата с дизельным ЗМЗ-514 не турбирован. Отсюда довольно скромные показатели мощности и крутящего момента.
Можно ли на УАЗ Патриот установить турбину? Да, можно, но с оговорками, которые озвучены в FAQ
Чтобы подобрать нужную турбину для УАЗ надо вначале определить необходимые для этого параметры.
Исходим из того, что у нас есть бензиновый ЗМЗ-409 и мы не хотим его кардинально переделывать: не будем подводить охлаждение к поршням, не будем менять коленвал, увеличивать объем камеры сгорания и т.д. То есть делаем турбирование с минимальными вмешательствами в двигатель.
Для начала надо понять насколько сильно, в вышеназванных условиях мы можем "наддуть" мотор.
Существует общепринятая классификация величины давления наддува: до 0,5 бар – малое давление, до 0,8 бар – среднее давление, свыше 0,8 бар – высокое давление наддува (буста). При высоких значениях буста все-таки придется подвергать двигатель модернизации, значит надо ориентироваться на средние величины, допустим 0,7 бар
Но это в относительных величинах. Абсолютное PR будет равно 1,7 (см. описание параметров турбокарт)
Здесь не учтены потери в интеркулере и в воздуховодах, которые составляют около 10%, если их включить, то необходимое PR = (1+0,7)/0,95=1.79
Теперь посчитаем расход воздуха.
Расход воздуха = (Объем двигателя * Обороты * 0,5 * Ev) / 1000000
Объем двигателя = 2693 см3
Обороты = 5000 об/мин
Ev - объемная эффективность = 0,85 для 16-ти клапанного мотора
0,5 - означает, что у четырехтактного двигателя воздух в цилиндр поступает только во время одного оборота из двух
1000000 - служит для перевода см3 в м3
Расход воздуха = (2693 * 5000 * 0,5 * 0,85) / 1000000 = 5,723 м3/мин
Температура воздуха.
Один из важных параметров, это температура воздуха. От температуры напрямую зависит объем, чем он холоднее, тем больший объем воздуха попадет в цилиндры. Но в турбокомпрессоре за счет сжатия воздуха происходит его нагрев. Рассмотрим как же повысится температура воздуха на выходе из турбины при входящей температуре 20°С и сжатии 1,79. Для этого воспользуемся формулой:
Tout = Tin * ( Tin * ( -1 + (Pout/Pin)^0,263) / Efficiency;
Efficiency - это эффективность турбокомпрессора. Её можно узнать из турбокарты. Считаем, что она равна 72%
Pin и Pout - давление на входе и выходе компрессора;
Tin и Tout - температура на входе и выходе компрессора. Температура в формуле в градусах Ранкина, поэтому надо перевести градусы Цельсия в градусы Ранкина.
Tout = 528 * ( 528 * ( -1 * 1,766)^0,263 ) / 0.72 = 646,3°R = 86°C
На выходе из турбины воздух достаточно горячий, при такой температуре эффективность наддува будет низкой, именно поэтому в системе применяют интеркулер. Стандартно у интеркулера КПД около 70%, следовательно воздух на входе в двигатель после охлаждения в интеркулере будет:
КПД = (Tin - Tout) / (Tin - Ta), где Tin, Tout, Ta - температуры на входе, выходе интеркуллера и температура окружающей среды.
Tout = Tin - КПД * (Tin - Ta) = 86 - 0,7 * (86 - 20) = 40°C
Плотность воздуха зависит от температуры, а она повысилась при сжатии. (Плюс, дополнительно разогревается от выхлопных газов)
На входе у нас 20 С, на выходе интеркулера 40 С. Тогда отношение плотности воздуха (Density ratio)
DR = 1,79 * (20 + 238) / (40 + 238) = 1,66
Действительный расход воздуха через мотор при наддуве 1,79 бара равен: 5,723*1,66 = 9,51 м3/мин.
Чтобы преобразовать м3/мин к более правильному термину кг/мин, надо м3/мин умножить на плотность воздуха на высоте географического места.
В средней полосе России относительная плотность = 0,98, значит
Расход воздуха через мотор при наддуве 1,79 бара равен: 9,51 м3/мин. * 1,2041 * 0,98 = 11,22 кг/мин
Смотрим для начала один из первых примеров реализации турбомотора, сделанного фирмой ТД Моторс. Они, после нескольких попыток, задействовали продукцию компании Garrett. Поскольку Garrett расход воздуха указывает в фунтах в минуту, то переведем величины, зная, что 1 кг/мин = 2.2046 lb/min
Расход воздуха при 5000 об/мин = 11,22 кг/мин * 2.2046 = 24,73 lb/min
Рассчитаем расход воздуха для разных оборотов двигателя:
Мы разработали, испытали и теперь смело устанавливаем Турбо комплект на все модификации УАЗ.
За счёт турбины мы создали очень высокий крутящий момент.
Мы запускаем серийную установку Турбо комплекта
В течение полугода инженеры и механики нашей компании тщательно изучили особенности процессов турбирования двигателя ЗМЗ-409, разработали несколько турбо комплектов с различными производителями, испытали их при различных климатических, динамических и внедорожных условиях и нагрузках. Сегодня мы запускаем в серийную установку подготовленный и проверенный продукт, который порадует своих владельцев новой динамикой разгона и скоростными качествами.
ЧТО МЫ ПРЕДЛАГАЕМ В РАМКАХ ДАННОГО ПРОЕКТА:
Пакет "НОРМА" — Прошивка блока управления двигателя, Срок установки — 1-2 дня, от 12 000 руб.
Предлагаем вашему вниманию авторские прошивки на все а/м УАЗ с инжекторными бензиновыми двигателями. Все прошивки скрупулезно настроены, а также тщательно откатаны по всей стране и в различных климатических зонах. Прошивки не требовательны к качеству топлива, не имеют проблем с работой в холодное время, а также с низкой эффективностью нейтрализатора. Прошивки, в зависимости от назначения отвечают всем требованиям по комфорту, экономии, мощности, моменту, а также стабильности всех параметров.
Прошивки “Power Edition” — это модифицированное заводское программное обеспечение. В прошивке, в отличии от заводского софта, появляется новый режим — обогащение смеси в режимах максимальной мощности. Отсюда и название прошивки. Заводские прошивки не имеют такого режима, смесь на этих прошивках всегда одинаковая, регулируемая по лямбда-зонду. Соответственно, двигатель не развивает полной мощности в угоду нормам токсичности. Прошивка РЕ легко решает данную проблему, а токсичность выхлопа, при наличии исправного нейтрализатора, практически не увеличивается, по крайней мере становится не хуже Евро 2. Прошивки РЕ для ЭБУ Bosch МЕ17.9.7 только однорежимные, а для ЭБУ Bosch МЕ17.9.71(CAN) также есть двух и трех режимные прошивки.
Позволяет получить мощность порядка 155 л.с.
пакет "ДИНАМИКА" — Норма + установка турбины, Срок установки — 3-5 дней, от 100 000 руб.
Данный вариант позволяет значительно увеличить мощность двигателя. В процессе работы устанавливается турбокомпрессор GT28. Модифицируется система смазки, система охлаждения, система впуска и выпуска. Производится детальная настройка электронных систем двигателя.
Позволяет получить мощность порядка 180-200 л.с. Крутящий момент 320-340 Нм. Разогнать УАЗ Патриот до 100 км/ч менее чем за 10 сек.
Важный момент — сохраняется работоспособность всех штатных систем автомобиля.
Пакет "АГРЕССИВ" на текущий момент находится на стадии разработки.
Установка турбины + доработка системы газораспределения
Позволяет получить ровную планку момента во всех режимах работы двигателя.
Позволяет получить мощность порядка 210-230 л.с. крутящий момент 340-360 Нм.
Гарантия — даём гарантию 6 месяцев или 15 000 км — будьте уверены в качестве услуг которые мы предоставляем.
Читайте также: