Отечественными автолюбителями часто производится установка 16 клапанного двигателя на классику. Делается это по нескольким причинам. Одна из них желание увеличить мощность автомобиля. Ведь все автомобили с 16 клапанами более мощные, и как минимум, более экономичные по сравнению с «классическими» аналогами.
Другая причина, это желание сделать машину более комфортной. Ведь на ВАЗовской классике в большей части случаев применялись цепные двигатели, которые довольно-таки шумные. Все эти причины и становятся поводом для замены силового агрегата. Тем более, что если правильно подобрать замену, никаких проблем не возникает.
Содержание
Что ставить?
Установка 16 клапанного двигателя на классику обычно начинается с выбора подходящего агрегата. Идеально подходит мотор с ВАЗ 2112. У него аналогичные крепления, после небольших доработок спокойно устанавливается коробка от классики. В итоге модернизация обходится сравнительно недорого. Это самый оптимальный вариант. Приобрести мотор лучше всего уже бывший в употреблении, это обойдется намного дешевле.
Если вы приобретаете движок не у знакомого, который может с гарантией поручиться за его качество. То следует провести полную капиталку двигателя.
Установка
Итак мотор вы купили, старый агрегат выкинули. Осталось установить новый двигатель на место. Учтите, что он довольно тяжелый, поэтому желательно иметь под руками таль или что-то подобное. В крайнем случае подойдет брусок и пара здоровых парней. Итак, приступаем к монтажу:
- Начинать нужно с подготовки двигателя. В первую очередь следует снять маховик. Его венец следует обточить изнутри. Это делается, чтобы бендикс стартера свободно заходил в сцепление с маховиком. Заодно нужно поменять подшипник первичного вала, вместо родного ставят от 2101. Последняя доработка касается поддона, его немного заминают справа над балкой. Иначе двигатель не встанет.
- Заодно устанавливают корзину сцепления, используется обычная, устанавливаемая на классику;
- Устанавливают двигатель на подушки от Нивы, на них кладут несколько толстых шайб. Иначе мотор окажется, расположен слишком низко;
- Коробка прекрасно подходит к этому двигателю. Недостаток один закрепить ее можно только на 3 болта. Левый верхний не сходится, некоторые придумывают специальные приспособления. Но это не обязательно КПП прекрасно держится и так;
- Устанавливают стартер и заканчивают сборку трансмиссии;
- Установка паука несложная задача, но для правильного его расположения придется повозиться. Путем примерок выгибают трубу так, чтобы она выходила, как нужно
- Протаскивают трос акселератора. Он крепится к приводу дроссельной заслонки. Проще всего взять его от инжекторной классики.
Самая простая часть закончена. Осталось установить навесное оборудование, подключить электрику и настроить автомобиль.
Переделка электрики
Современный двигатель это не только механическая часть, но и множество электроники. Поэтому просто поставить двигатель в классику, в которой имеется 3 провода, расположенных крестом, не выйдет. Придется доделывать проводку.
Для начала нужно разместить все навесное оборудование. Никаких переделок тут не потребуется, и генератор и помпа прекрасно будут здесь работать. Заменить придется только бензонасос. Взять его можно с инжекторной ВАЗ 2107.
Далее нужно установить блок управления двигателем. Он берется обычный от «двенашки». Устанавливаются все датчики. Теперь их следует подключить. Для этого желательно изучить внимательно всю ту же Ваз 2107. Идеальным вариантом станет прокладка проводов так, как они расположены там. Не забудьте подключить «чек». Если у вас на панели его нет придется поменять торпеду на «семерочную». Некоторые водители идут другим путем. При отсутствии специальной лампы, просто ставят дополнительный светодиод и к нему подключают провод от ЭБУ. После окончательной сборки следует запрограммировать блок управления. И провести окончательные настройки.
Для чего необходима установка 16-клапанного двигателя на "классику"? И стоит ли овчинка выделки? Однозначный ответ можно дать, только если проанализировать все преимущества и недостатки такой переделки. Для начала нужно рассмотреть, что собой представляют двигатели классической серии и более современные, например, устанавливаемые на ВАЗ-2112. При проведении работ могут возникнуть некоторые трудности, но их можно преодолеть, если подойти к делу со светлой головой.
Для большинства людей тюнинг – это крепление пластиковых обвесов и наклеек на кузов автомобиля. Появилось даже такое понятие, как «колхозный тюнинг». Данным словосочетанием описывают машины, которые с трудом передвигаются по дорогам, зато обвешаны с крыши до колес наклейками с эмблемами каких-либо брендов. Намного приятнее, когда простой автомобиль, который не выделяется из толпы, обладает техническими характеристиками, сравнимыми с транспортными средствами зарубежного производства, причем не низшего класса.
А зачем нужна установка 16-клапанного двигателя на "классику"?
Автомобили классической серии уже много лет не производятся, но запчасти на них все еще имеются в продаже. Обратите внимание на двигатель – всего восемь клапанов, в "упряжке" чуть более семидесяти "лошадей", а цепь ГРМ издает жуткие звуки, повышая уровень шума. Повысить мощность и приемистость автомобиля можно несколькими способами:
- Изменением топливной системы (переход с морально устаревшей карбюраторной на инжекторную).
- Заменой двигателя на более совершенную модель.
- В случае с инжекторными автомобилями может помочь изменение прошивки ЭБУ (расход топлива увеличивается пропорционально мощности).
Более детально стоит рассмотреть второй вариант. Если у вас автомобиль с карбюраторным мотором, то вы убиваете сразу двух зайцев – устанавливаете новый двигатель и меняете топливную систему полностью. Стоит упомянуть, что система зажигания тоже трансформируется – вместо бесконтактной потребуется смонтировать микропроцессорную. А отсюда повышение и надежности, и мощности, и долговечности силового агрегата.
Законна ли такая замена?
С недавних пор действует закон, по которому мотор автомобиля не нуждается в обязательной регистрации. По сути, двигатель на "классику" становится обычной запасной частью, как бампер или термостат. Но нужно придерживаться рекомендаций, которые поступают от специалистов. При покупке мотора заключайте договор купли-продажи. Если есть возможность, то пробейте по базе ГИБДД автомобиль, с которого снят силовой агрегат. Продавец должен представить вам документы, которые подтверждают его абсолютное право на владение машиной или мотором.
При условии чистоты сделки к вам не будет никаких претензий. К следующему шагу можно переходить после того, как проведена установка 16-клапанного двигателя на "классику". Это регистрация в ГИБДД. Отношение к процедуре у многих двоякое, так как одни стараются оформить переделку, чтобы все было официально, другие же пользуются тем, что ни один инспектор не имеет права проводить осмотр двигателя, да и открыть капот потребовать тоже не может. Даже на гостехосмотре на подобные переделки особого внимания не обращают.
Какие преимущества и недостатки ожидаются от установки нового мотора?
Самое главное – вы повысите мощность и приемистость своего автомобиля. Установка двигателя 2112 в "классику" дает еще одно преимущество – тихую работу. За счет того, что вместо цепи ГРМ используется резиновый ремень, снижается уровень шума. Также увеличивается скорость. Надежность работы многих агрегатов у современных моторов значительно выше. С точки зрения экологии вы уменьшите количество углекислого газа, выбрасываемого в окружающую среду. Реализовано это путем внедрения катализатора, работа которого контролируется двумя лямбда-зондами.
К недостаткам можно отнести необходимость переделки практически всех систем автомобиля:
- Тормозной.
- Электрооборудования.
- Топливной.
- Зажигания.
- Сцепления.
Если вам предлагают мотор без навесного оборудования, то лучше от него отказаться, так как купить все отдельно будет накладно. Новый двигатель 16-клапанный, цена которого находится в пределах 60-80 тыс. рублей, не по карману большинству. Поэтому лучше воспользоваться услугами вторичного рынка, на котором стоимость мотора колеблется от 20 до 30 тыс. рублей. Причем продают обычно не только двигатель, но и все навесное оборудование, включая ЭБУ и элементы топливной системы.
Зачем нужно переделывать системы автомобиля?
Стоит помнить, что установка двигателя 2112 в "классику" влечет за собой множество изменений. Причем не только в конструкции, но и в технических характеристиках. Увеличиваются скорость и мощность, крутящий момент. А стандартная тормозная система рассчитана на работу со старым мотором. И она может не справиться с теми нагрузками, которые появятся после изменения конструкции автомобиля. Крепление двигателя занимает мало времени – достаточно прикрутить его тремя болтами к коробке передач. А вот его правильное подключение, настройка, адаптация систем под новые характеристики – это целая наука.
Без определенных знаний конструкции автомобиля и его узлов не следует даже предпринимать попытки переделки. Тормоза на "классике" следует заменить, даже вентилируемые диски можно использовать для более эффективной работы. На задних колесах лучше тоже применять дисковые тормоза. О барабанных, эффективность которых не всегда хорошая, лучше вовсе забыть. Блок сцепления работает под большими нагрузками, нежели раньше, поэтому рекомендуется использовать усиленные модели. И не забывайте о крестовинах, установленных на кардане. Их желательно заменить более надежными, из качественного металла.
Подведение итогов
Вы получите множество преимуществ от модернизации своего автомобиля. Старайтесь выполнять все работы грамотно не только с технической, но и с юридической стороны. Помните о том, что беспрепятственно продать машину с мотором, не зарегистрированным в ГИБДД, становится невозможно. И установка 16-клапанного двигателя на "классику" является непростым занятием, так как потребуется не только проводить работы по изменению всех сопутствующих агрегатов, но и заниматься прокладкой жгутов электрической проводки.
Современные двигатели работают благодаря микропроцессорным системам и приборам контроля (датчикам), которых в автомобиле немало. Неправильное подключение всего одного элемента приведет к тому, что мотор не заведется либо будет работать с перебоями. По этой причине установка двигателя 2112 в "классику" осложняется, ведь стандартная электропроводка не имеет жгутов для нового оборудования.
В любом отрегулированном двигателе одним из параметров, который без всякого сомнения следует изменить и обычно в сторону повышения, является степень сжатия. Поскольку повышение степени сжатия увеличивает отдаваемую эффективную мощность двигателя, поэтому желательно иметь степень сжатия как можно более высокой в определенных пределах. Верхний предел всегда определяется в зависимости от точки, в которой возникает детонация.
Показать полностью…
Поскольку детонация может очень быстро разрушить двигатель, поэтому будет лучше, если мы будем точно знать, какая степень сжатия есть или будет, чтобы можно было выдерживать разумное соотношение.
Степень сжатия определяется c помощью следующей формулы (V + C)/C = CR, где V это рабочий объем цилиндра, а С это объем камеры сгорания.
Определить рабочий объем или емкость одного цилиндра можно просто. Для этого вам нужно просто разделить рабочий объем (литраж) двигателя на число цилиндров, например, если литраж четырехцилиндрового двигателя 1100 куб. см, то емкость или рабочий объем одного цилиндра будет равняться 1100/4 = 275 куб. см. Найти значение объема камеры сгорания несколько сложнее. Для определения объема мы должны физически его измерить и для этого нам нужно иметь пипетку или бюретку, градуированные в куб. см.
Объем камеры сгорания это полный объем, который остается над поршнем, когда он находится в ВМТ. Он включает в себя объем полости в головке плюс объем, равный толщине прокладки, плюс объем между верхней частью поршня и верхней частью блока цилиндров в ВМТ и плюс объем выемки в днище поршня при использовании поршней с вогнутыми днищами или минус объем выпуклости на днище поршня при использовании поршней с выпуклыми днищами.
После того как это будет сделано, вы можете добавить объем, равный толщине прокладки. Если прокладка имеет круглое отверстие, то этот объем проще всего можно определить с помощью следующей формулы:
Vcc = [(p D2 ´ L)/4] ÷ 1,000, где
D = диам. отверстия в прокладке в мм,
L = толщина прокладки в зажатом состоянии в мм.
Если отверстие в прокладке некруглое, как это имеет место во многих случаях, то мы можем измерить нужный объем, воспользовавшись бюреткой. Для этого обжатую прокладку приклейте к листу стекла с помощью герметика, предназначенного для прокладок головок цилиндров, затем поместите стекло на горизонтальную поверхность и заполните отверстие в прокладке жидкостью с помощью бюретки.
Старайтесь это делать так, чтобы жидкость не выливалась из отверстия или покрывала полностью всю поверхность прокладки, поскольку в этом случае замеры будут неправильными. Заливать жидкость следует до тех пор, пока ее уровень не дойдет до края прокладки.
Если все отверстия круглые, то можно легко рассчитать объем между верхней поверхностью поршня и верхней частью блока. Это можно сделать с помощью указанной выше формулы, но при этом D будет равняться диам. отверстия цилиндра в мм, а L расстоянию от верхнего днища поршня до верхней части блока опять в мм.
На каких-то стадиях бывает необходимо определить, сколько нужно снять металла с торцевой поверхности головки цилиндров, чтобы получить требуемую степень сжатия. Для этого сначала нужно рассчитать требующийся полный объем камеры сгорания. Из полученного значения вы вычитаете объем, равный толщине прокладки, объем в блоке над поршнем, когда он находится в ВМТ и, если используется поршень с вогнутым днищем, объем выемки. Оставшееся значение теперь представляет собой объем, который должна иметь полость в головке для получения нужной нам степени сжатия. Чтобы было более понятно, рассмотрим следующий пример.
Предположим, что нам нужно иметь степень сжатия 10/1, а литраж двигателя равен 1000 см3 и он имеет четыре цилиндра.
СR = (V = C)/C, где
V- рабочий объем одного цилиндра, а С- полный объем камеры сгорания.
Поскольку мы знаем, что V (рабочий объем цилиндра) = 1000 см3 /4 = 250 см3 и знаем требуемую степень сжатия, поэтому преобразуем уравнение, чтобы получить полный объем камеры сгорания С. В результате вы получите следующее уравнение:
Подставим в него указанные значения
С = 250/(10 – 1) = 27,7 см3.
Таким образом полный объем камеры сгорания равен 27,7 см3. Из этого значения вы вычитаете все составляющие объема камеры сгорания, которые не находятся в головке. Предположим, что поршень имеет вогнутое днище, объем полости в днище равен 6 см3 и что оставшийся объем над поршнем, когда он находится в ВМТ, до торцевой поверхности головки равен 1,5 см3. Кроме того объем, равный толщине прокладки, равен 3,5 см3. Сумма всех этих объемов, которые не входят в объем полости в головке равна 11 см3.
Для получения нужной нам степени сжатия 10/1 мы должны иметь объем полости в головке (27,7 – 11) = 16,7 см3. Чтобы определить, сколько металла нужно снять с торцевой поверхности головки, поместите ее на горизонтальную поверхность, или точнее поместите головку таким образом, чтобы торцевая ее поверхность была горизонтальной. После того как вы это сделаете, заполните камеру количеством жидкости, равным требующемуся окончательному объему. В этом примере этот объем равен 16,7 см3. Затем измерьте расстояние от торцевой поверхности головки до поверхности жидкости и оно будет определять то количество металла, которое нужно будет удалить. Имеется одна небольшая проблема при измерении расстояния от торца головки до уровня жидкости.
Как только наконечник глубиномера приближается к поверхности жидкости, она за счет капиллярного действия поднимается к наконечнику. Это капиллярное действия имеет место при использовании парафина в качестве жидкой среды для измерения объема, когда наконечник глубиномера находится на расстоянии от 0,008 до 0,012 дюйма от поверхности жидкости и поэтому нужно делать допуск на это явление.
Из-за небольших неточностей, имеющих место при шлифовании и фасонной обработке камеры сгорания, рекомендуем проверять объем каждой камеры точно также, как и других. Если все объемы не будут одинаковыми, то следует удалить металл с головок камер, имеющих меньший объем, чтобы их объемы стали такими же, как у камеры большим объемом. Главной причиной необходимости балансировки камер является то, что она обеспечивает более плавную работу двигателя, особенно на малых оборотах, и позволяет несколько уменьшить вибрации, возникающие за счет одинаковых пусковых импульсов.
Вторая причина заключается в том, что если мы используем максимально возможную степень сжатия и при проверке находим камеру с самым большим объемом, чтобы определить количество удаляемого металла, то степени сжатия у других камер могут быть выше этого предельного значения. В результате возникнет детонация, которая может быстро привести к разрушению двигателя.
При удалении металла из камер лучше всего снимать металл в верхней части камер или со стенок около свечи.
Точность балансировки камер составляет порядка 0,2 см3. Попытки получить меньшие значения не могут быть реализованы на практике, поскольку при таких крайних значениях возможности измерений с помощью используемых измерительных инструментов ограничены из-за их погрешностей. Помимо этого ошибка, равная 0,2 см3, даже для двигателей малого литража, составляет малый процент полного объема камеры в головке.
После того как мы определились со степенью сжатия перед нами стоит вопрос как правильно добиться нужной нам степени сжатия. Для начала нужно рассчитать на сколько необходимо увеличить камеру сгорания. Это не сложно. Формула для вычисления степени сжатия имеет следующий вид:
Ɛ=(VP+VB)/VB
Где Ɛ— степень сжатия
VP — рабочий объём
VB — объём камеры сгорания
Преобразовав уравнение можно получить формулу для вычисления камеры сгорания при известной степени сжатия.
VB=VP1/Ɛ
Где VP1 — объём одного цилиндра
По этой формуле вычисляем объём имеющейся камеры сгорания и вычитаем из него объём желаемой (вычисленный по той же формуле), полученная разница и есть интересующее на значение на которое и нужно увеличить камеру сгорания.
Существуют разнообразнве способы увеличения камеры сгорания но далеко не все из них верные. Камера сгорания современного автомобиля спроектирована таким образом, что при достижении поршнем ВМТ топливо воздушная смесь вытесняется к центру камеры сгорания. Это пожалуй самая действенная разработка препятствующая детонации.
Самостоятельная доработка камеры в ГБЦ под силу далеко не многим. Это обусловлено тем, что вопервых вы можите нарушить спроектированную форму камеры, так же при доработке могут «вскрыться» стенки т.к. не известна их толщина. Так же не рекомендуется «расжимать мотор» толстыми прокладками т.к. Это нарушит процессы вытеснения в камере сгорания. Наиболее простым и правельным способом считается установка новых поршней в которых задан необходимый объём камеры. Для турбо-двигателя сферическая форма считается наиболее эффективной. Лучше использовать для этих целей специально разработанные и изготовленные поршни. Возможен вариант самостоятельной доработки стоковых поршней. Но сдесь нужно учесть что толщина дна поршня не должна быть меньше 6% от диаметра.
Степень сжатия в турбо двигателе
Одной из самых важных и пожалуй самой сложной задачей при проектировании турбодвигателя является принятие решения о степени сжатия. Этот параметр влияет на большое количество факторов в общей характеристике автомобиля. Мощность, экономичность, приёмистость, детонационная стойкость (параметр от которого сильно зависит эксплуатационная надёжность двигателя в целом), все эти факторы в значительной степени определяются степенью сжатия. Также это влияет на расход топлива и состав отработавших газов. В теории, степень сжатия для турбо-мотора рассчитать не составляет большого труда.
Сначала разберём понятие «Сжатие» или «Геометрическая степень сжатия». Оно представляет собой отношение полного объёма цилиндра (рабочий объём плюс пространство сжатия, остающееся над поршнем при положении в верхней мёртвой точки (ВМТ)), к чистому пространству сжатия. Формула имеет следующий вид: Ɛ=(VP+VB)/VB
Где Ɛ— степень сжатия
VP — рабочий объём
VB — объём камеры сгорания
Не нужно забывать о существенных расхождениях между геометрической и фактической степенью сжатия даже на атмосферных моторах. В турбодвигателях к этим же процессам добавляется и предварительно сжатая компрессором смесь. На сколько фактически от этого увеличиться степень сжатия, видно из следующей формулы:
Ɛeff=Egeom*k√(PL/PO)
Где Ɛeff — эффективное сжатие
Ɛgeom — геометрическая степень сжатия
Ɛ=(VP+VB)/VB, PL — Давление наддува (абсолютное значение),
PO — давление окружающей среды,
k — адиабатическая экспонента (числовое значение 1,4)
Эта упрощённая формула будет справедлива при условии, что температура в конце процесса сжатия для двигателей с наддувом и без наддува достигает одинакового значения. Иными словами, чем выше давление наддува, тем меньше возможное геометрическое сжатие. Итак, согласно нашей формуле для атмосферного двигателя со степенью сжатия 10:1 при давлении наддува 0.3 бара степень сжатия следует уменьшить до 8.3:1, при давлении 0.8 бара до 6.6:1. Но, слава богу, это теория. Все современные двигатели с турбонаддувом работают не с такими через мерно низкими значениями. Правильная степень сжатия для работы определяется сложными термодинамическими вычислениями и всесторонними испытаниями. Всё это из области высоких технологий и сложных расчётов, но много тюнинговых моторов собрано на основе некоторого опыта, как собственного, так и взятого за пример, от известных автомобильных производителей. Эти правила будут справедливы в большинстве случаев.
