Допустимо ли нарастить крутящий момент двигателя внутреннего сгорания посредством простого способа — замена стандартных шатунов другими? Как показывает эксперимент, такое вполне возможно, если применить шатуны из двух частей, наделённые вторичным шарниром. Рассмотрим эту новую технологию доработки автомобильного мотора более подробно. Возможно, такой достаточно оригинальный подход действительно поможет поднять мощь транспортного средства.
Замена стандартных шатунов и рост мощности
Механическое движение поршней двигателя автомобиля вверх и вниз, как известно, получается в результате расширения газа при сгорании топливовоздушной смеси. Стандартные шатуны при этом передают линейную силу поршней, используемую в дальнейшем под вращение коленчатого вала.
Одна часть шатуна соединяется через поршневой палец с поршнем, изменяющим угол при вращении кривошипа. Другая часть накладывается через подшипники скольжения на шейку коленчатого вала. Обеспечивается вращение кривошипа на 360 градусов в момент толкания поршнями. Эта механика, однако, никак не мешает работать инновационным деталям «Thunder Rod». Так утверждают разработчики.
Речь идёт о разработке, где вторичный шарнир дополняет типичную конструкцию шатуна. При этом располагается элемент ниже поршневого пальца, снаружи юбки поршня. Разработчики утверждают, подобным расположением достигается активация поршней в момент поворота кривошипа до угла 90°. Тем самым, обеспечивается оптимальный «рычаг» относительно коленчатого вала с повышением уровня «динамического сжатия» практически на 25-30%.
Фактически имеет место ускорение движения поршней мотора:
- на шаге всасывания (открытия клапанов),
- в процессе сжатия,
- в момент отхода от верхней мёртвой точки.
Согласно утверждениям специалистов-разработчиков, заниженное крепление штифта обеспечивает поршню более эффективный рычаг воздействия на кривошип. Дополнительная скорость вкупе с рычагом способствуют созданию дополнительного крутящего момента. Особенно проявляется этот эффект в режиме низких оборотов двигателя.
Как устранить дефект раскачивания поршня?
Изобретатели новой системы констатируют – замена стандартных шатунов на инновационные, состоящие из двух частей, исключает дефект раскачивания поршня. Имеется в виду дефект — качание поршня из стороны в сторону боковыми шатунными векторами силы.
Так вот, связка поршень-кривошип показывает максимальное взаимодействие при повороте кривошипа на 90°. При этом отмечается максимально возможное смещение в области шатунной шейки. Результирующие боковые силы толкают поршень вбок к стенкам цилиндра.
Такой дефект способствует быстрому износу стенок, а также снижению компрессии в результате неэффективной работы поршневых колец по причине овальной формы гильзы. Использование технологии «Thunder Rod» приводит к активному взаимодействию шатунов с боковыми стенками поршня. Здесь предотвращается наклон поршня, плюс выравнивается давление по стенкам цилиндра.
На текущий момент разработаны инновационные шатуны под замену на 5,3- и 6,2-литровых двигателях «LS V8» фирмы «General Motors». Согласно результатам тестирования, двигатель 5,3 л удалось настроить на полное соответствие выходному крутящему моменту стандартного варианта мотора на 6,2 литра. Рост составил, примерно, на 30% для диапазона 1500-3500 об/мин.
Уровень статической компрессии мотора на 6,2 литра удалось нарастить до 198 фунтов на квадратный дюйм (старое значение – 155). Соответственно, автомобильный мотор, подвергшийся модификации по технологии «Thunder Rod», показал максимум синхронизации при 32°, тогда как стандартный блок около 26°.
Дополнение технологии замены стандартных шатунов
Согласно распространённому мнению среди автомехаников, моторы серии «LS» рассматриваются как наиболее подходящие для модернизации. Тем не менее, разработчики технологии «Thunder Rod» отмечают сложности в плане оптимизации под максимум применения доработки. Но инженеры-разработчики рассчитывают на специально разработанные конструкции:
- кривошипов,
- головок цилиндров,
- поршней.
Правда, далеко не весь инженерный бомонд разделяет идеи разработчиков. Тем более, когда нет результатов стороннего тестирования доработки, а результаты тестов фирмы довольно скудны. Двухсоставные шатуны по весу тяжелее стандартных изделий. Соответственно, не исключены дополнительные силы инерции.
Инерционные силы существенно растут по мере роста оборотов вала мотора. Отсюда вполне логичной видится вероятность отсутствия какого-либо выигрыша по мощности в режиме работы вала мотора на высоких оборотах.
Кроме этого замена стандартных шатунов порождает дополнительное боковое усилие на поршни, так как низкая точка поворота с укороченным основным плечом увеличивают угол между шатуном и отверстием цилиндра. Расстояние между основным поршневым пальцем и введённым шарниром определяет моментный рычаг подъёмной силы и наклона поршня.
В общем и целом заключение напрашивается очевидное: замена стандартных шатунов инновационной моделью требует дополнительных доказательств эффективности действия без рисков увеличения износа двигателя автомобиля. Тем не менее, сама идея достаточно интересна технологически. Для бензиновых двигателей легковых машин такого прежде не отмечалось. Сама конструкция напоминает шатун с крейцкопфом. Нечто подобное находит применение в системах судовых дизелей.
При помощи информации: TEG
