Меню

Как можно расточить каналы гбц

Лада 2101 1.9 Турбо › Бортжурнал › Доработка ГБЦ 16 вэ, распил каналов.

Вот руки дошли и до ГБЦ, инфы как правильно растачивать и чем я лично не нашел.
Попытаюсь рассказать по шагово что и как делать мож кому и пригодиться.
Маленько теории, диаметр впускного седла 26 мм диаметр выпускного седла 22.
Я растачивал впуск 27 мм выпуск 23 мм, кто то скажет и что толку от увеличения диаметра всего в 1мм?
Давайте рассчитаем площадь круга по формуле S=π r2 и получаем

1. выпуск 22=380.13 23=415.47
2. впуск 26=530.92 27=572.55

Думаю разница очевидна в пропускаемости седла, так же расточим впускные и выпускные каналы т.к седла увеличили и надо их тоже увеличить.

В стоке
1. Диаметр впускных каналов 36 мм растачиваем на 38 мм.
2. Диаметр выпускных каналов 32.5 мм. растачиваем на 35 мм.

И так что потребуется это шаровые фрезы и развертки седел без них никак.
Если шаровые фрезы у меня были разных диаметров а вот разверток не было, заказывать долго и ну прям очень дорого решил доработать райбера.
Купил два райбера на 23 и 27 и пошел к шлифовщику коленвалов. шлифуем край райбера по наружнему диаметру направляющей втулки клапана я еще отдавал саму гбц чтоб зазора не было и чтоб не закусыывало.
Так же затачиваем край райбера под конус.
Вот что получилось.

Дальше выбиваем все направляики и подписываем если будем ставить их обратно.
Смазываем шлифованный край развертки маслом и крутим и крутим и крутим пока не увидим чтот развертка полностью прошла седло и начала уже цеплять алюминий в канале.

После разворачивания седел, шаровой фрезой со стороны камеры сгорания растачиваем канал фрезу загоняем до отверстия направляющей втулки.

Что хочу сказать насчет Т-образных клапанов, я их полировал пастогоем до блеска и убирал все риски на клапане. нет это не для понтов это для того чтобы клапан не оторвало при работе двигателя. кто то скажет не фига не оторвет проверено лично я перестраховался) а оторвать может по принципу стеклореза. резаком провели по стеклу вроде царапина а стекло то по этой царапине и ломается, такие же риски оставляет токарный станок от резца.
Вот они красавцы, честно скажу задолбался.

Источник

Лада 2108 4WD Turbo by CellMat › Бортжурнал › Доработка ГБЦ. Ликбез. Часть 1.

Одним из действенных способов поднятия мощности поршневого мотора является доработка головки блока цилиндров. Так что же скрывается за этим понятием — доработкой ГБЦ?

Для начала выясним, каким образом манипуляции с ГБЦ могут повлиять на мощностные характеристики двигателя. Как известно, крутящий момент, а значит и мощность, развиваемые двигателем при определённых оборотах, напрямую зависят от коэффициента наполнения цилиндров рабочей смесью. Увеличивая наполнение, улучшаем мощностные показатели двигателя. Более того, смещая полку крутящего момента в более высокие обороты, получаем пропорциональное росту оборотов увеличение мощности. А крутящий момент, как известно, зависит от двух основных факторов — рабочего объёма и коэффициента наполнения цилиндров. И если рабочий объём у нас уже увеличен до определённого предела, то остаётся работать именно с наполнением. Для этих целей и используются распредвалы с увеличенными подъёмами клапанов и расширенными фазами впуска/выпуска. Однако этого недостаточно. Головка блока цилиндров стандартного двигателя далека от идеала в силу технологических и экономических причин при их массовом производстве, поэтому требует доработки для более полной реализации потенциала мотора. Так куда же «пропадает» мощность двигателя и что необходимо исправить, дабы высвободить её.

1. Стыковка коллекторов и ГБЦ.
Первое, что бросается в глаза — это неточная стыковка отверстий каналов коллекторов и ГБЦ. Любые «ступеньки» в канале рождают паразитные завихрения, заметно тормозящие поток, поэтому от них необходимо избавиться. Убираем нестыковки, одновременно доработав прокладки под коллектора (дабы пресловутых ступенек не создавали и они). Настоятельно рекомендую перед удалением нестыковок каналов сделать следущее — посадить коллектора на штифты. Причиной тому служит крепёж коллекторов на некоторых двигателях, допускающий некоторое смещение плоскостей коллекторов и ГБЦ друг относительно друга. Чем это грозит, предельно ясно — немного сместив коллектора при крепеже после удаления нестыковок, мы самостоятельно убиваем плоды своей же работы. Штифтов достаточно по два на коллектор — по краям. Ищем место на ГБЦ и коллекторе, где можно безопасно всверлиться. В ГБЦ прочно сажаем металлический штифт, на который легко, но без особых люфтов должен надеваться коллектор — вуаля, точное позиционирование коллекторов относительно ГБЦ нам гарантировано. Не забудьте только сделать несколько дополнительных отверстий в прокладке. Отмечу так же, что если диаметр канала впускного коллектора меньше диаметра канала ГБЦ на 1-1,5 мм при нормальной соосности каналов, то это не создаст измеримого сопротивления прохождению потока, поэтому филигранной подводкой диаметров каналов в этом случае можно пренебречь. На выпуске аналогично, только наоборот — выпускной канал в ГБЦ может быть несколько меньше канала в выпускном коллекторе. Более того, т.к. называемые «обратные ступеньки» на выпуске используют для борьбы с некоторыми негативными явлениями настроенной выпускной системы, но сейчас разговор не об этом.

2. Доработка каналов.
Заглянув во впускные/выпускные каналы ГБЦ, понимаем, что и там всё совсем плохо: ломаная местами форма узких каналов, приливы литья под направляющие втулки клапанов, сами втулки, выступающие в канал.
При помощи шаровых фрез различных размеров и форм производится обработка каналов — увеличение проходного сечения, удаление неровностей и выступающих частей, изменение формы канала. Изгиб канала должен быть как можно более плавным с соблюдением определённых радиусов кривизны. Поверхность впускных каналов должна быть немного шероховатой, что положительно влияет на испаряемость бензина со стенок канала (это в большей степени влияет на работу карбюраторных двигателей). Выпускной же канал можно полировать до зеркала, хотя разница в работе двигателя вряд ли будет заметна, в отличии от затраченных усилий. Сечение канала в идеале непостоянно и не является правильным кругом. Так, «правильный» впускной канал должен быть немного эллипсным в сечении и незначительно расширяться перед седлом клапана в виде «бочки», тогда как остальная часть канала, в том числе и во впускном коллекторе, должна плавно сужаться по направлению потока. Однако большинство этих ньюансов зачастую не попадает в объём работ по доработка ГБЦ в тюнинг-ателье, т.к. значительно увеличивают стоимость доработок.
При увеличении диаметра каналов нужно знать меру, т.к. можно ненароком впильться в канал рубашки охлаждения или маслоканал. ГБЦ классических моторов позволяет значительно и относительно безопасно увеличивать диаметр каналов, тогда как при увеличении каналов ГБЦ восьмиклапанных двигателей переднеприводных ВАЗов неизбежны проблемы. В частности при расточке одного из впускных каналов практически неизбежно вскрытие маслоканала (если он не вскрыт при расточке, значит канал расточен совсем незначительно или маслоканал прикрыт лишь тоненьким слоем алюминия и может быть прорван давлением масла на работающем двигателе. Это не является «косяком» доработщика канала, т.к. это конструктивная особенность ГБЦ. Маслоканал предварительно втулится стальной втулкой (не самый удобный вариант), либо втулится стальной или алюминиевой втулкой после вскрытия и/или заваривается под аргоном. В 16-клапанных головках 2112 немудрено впилиться в рубашку охлаждения, если слишком увлечься и не знать «тонких» мест канала. В общем, соблюдайте правило «не зная броду — не лезь в воду» и лучше доверяйте подобные операции более опытным и профессиональным людям, либо предварительно потренируйтесь на «убитых» ГБЦ.
Прежде чем приступать к расточке каналов, определите с чего начать — ГБЦ или коллектора. Если планируется значительное увеличение диаметра каналов, то начинать лучше там, где их стенки тоньше и уже по форме и положению этих каналов растачивать сопредельные детали с более толстыми стенками. Это делается для того, чтобы снизить риск вскрытия канала при последующем совмещении ГБЦ и коллектора. На «классике», где каналы ГБЦ обладают достаточным запасом толщины, имеет смысл начинать расточку с коллектора.
Выступающие в каналы части направляющих втулок клапанов также подвергаются доработке для уменьшения создаваемых ими помех. Зачастую их укорачивают и/или заостряют — это ресурсный и вполне эффективный способ. В некоторых случаях втулки стачивают заподлицо со стенкой канала, как бы «под корень». Это наиболее выгодный с точки зрения пропускной способности канала способ, но он снижает ресурс направляющих, и без того не очень высокий на форсированных моторах.

3. Клапаны и сёдла.
Как и всё остальное, их заводское воплощение зачастую не выдерживает критики. Направлений доработок два: уменьшение веса и увеличение пропускной способности.
Для облегчения клапан перетачивается или перешлифовывается. Лишний металл снимается с обоих сторон тарелки клапана — с лицевой стороны за счёт небольшой выемки в тарелке, а с тыльной стороны за счёт уменьшения радиуса перехода стержня клапана в тарелку, а также утоньшения самой тарелки. Сам стержень клапана тоже утоньшается. Вариант без замены втулок — утоньшение ножки клапана на участке от тарелки до направляющей втулки. Большего облегчения можно добиться при уменьшении диаметра всей ножки, однако это потребует замены направляющих втулок на нестандартные с меньшим диаметром отверстия под клапан. Так, например, уменьшение диаметра ножки клапана с 8 мм (восьмиклапанные моторы ВАЗ) до 7 мм снижает массу самого стержня (только стержня) на 23,5%, к тому же на 12.5% уменьшает профиль клапана, увеличивая пропускную способность канала. Клапаны 16-клапанных моторов ВАЗ изначально имеют диаметр стержня 7мм. Для сравнения, клапаны некоторых гоночных моторов на базе ВАЗ 2112 имеют ножку толщиной всего 5мм, однако эти клапаны с трудом выдерживают даже незначительные боковые нагрузки.
В деле облегчения особняком находятся клапаны из титано-алюминиевого сплава. Поразительная лёгкость (на 40% легче аналогичных стальных, т.е. почти в два раза) сочетается с некоторыми неприятными особенностями. Первая из них — достаточно высокая стоимость клапанов, значительно превосходящая стоимость обыкновенных стальных клапанов известных производителей. Вторая, и куда более коварная — хрупкость титана, которая ставит определённые требования к жесткости клапанных пружин и материалу сёдел клапанов. Пружины зачастую остаются штатными, либо дополнительно прослабляются, благо что лёгкость клапана позволяет компенсировать недостаток усилия пружины. Сёдла настоятельно рекомендуется заменять на бронзовые, из специальной жаропрочной бронзы — более мягкая в сравнении с чугуном бронза уменьшает «отскок» клапана при закрытии и гасит ударные нагрузки. Третья — титан ни с одним из конструкционных материалов не составляет требуемой пары трения, что приводит к необходимости применения специальных покрытий клапана на основе керамики, например карбида титана. Это тоже вносит свою лепту в стоимость клапана.
Для увеличения пропускной способности клапана изменяется профиль тарелки, рабочих и дополнительных фасок клапана. Рабочие фаски делают уже, угол впускных меняют на 30 градусов, а выпускных на 45 градусов (в большинстве случаев фаски везде 45 град.), нарезают дополнительные фаски в местах перехода рабочей фаски в тарелку клапана. Подобные доработки на стандартных восьмиклапанных двигателях ВАЗ дают прирост порядка 5-6%.
Дальнейшим этапом на пути увеличения пропускной способности клапанов является их замена на увеличенные. При этом можно пойти двумя путями:
1) установка увеличенных клапанов без замены сёдел. Размеры штатных сёдел позволяют некоторое увеличение своего внутреннего диаметра и диаметра рабочей фаски, что увеличивает его пропускную способность. На некоторых ГБЦ в большей, на некоторых — в меньшей степени. Разумеется, что это требует также увеличенных в диаметре клапанов. Из отечественных двигателей относительно широко практикуется на 16-клапанных ГБЦ 2112;
2) установка увеличенных клапанов с заменой сёдел. Родные сёдла вырезаются, изготавливаются новые, увеличенного размера. Нарезаются все необходимые фаски и ставятся клапаны, ещё большего, чем в первом способе, размера. Сёдла изготавливаются в основном из жаропрочного чугуна. На двигателях сверхвысокой форсировки нередко применяют сёдла из специальной бронзы, т.к. она лучше чугуна отводит тепло от клапана, но их ресурс значительно уступает чугунным. Следует помнить, что запресовка сёдел, это очень ответственная работа, так как не редки случаи «выпадания» во время работы двигателя сёдел, запресованных без соблюдения необходимой технологии. Этот способ наиболее распространён, хотя и дороже первого, т.к. более эффективен в плане полученного результата и фактически безальтернативен для 8-клапанных ГБЦ двигателей ВАЗ.
Клапаны обычно подбираются от иностранных двигателей, хотя в спорте могут изготавливаться и с нуля. Прибавка мощности для восьмиклапанных двигателей ВАЗ при этом может составлять 8-10% в зависимости от степени подготовки ГБЦ.
Для сравнения приведу некоторые данные по устанавливаемым клапанам на двигатели ВАЗ:
— ВАЗ 2101-2107, 21213 — клапаны от 39*34 до 42*35. Используются клапаны от 2-х литровых 8-клапанных двигателей Ford Sierra (а так же от старых моделей двигателй Mercedes и некоторых других);
— ВАЗ 2108-11 — клапаны от 39*34 до 41*34. В основном используются клапаны от моторов BMW и другие.
— ВАЗ 2112 — клапаны от 31*27 до 33*29. Применяются клапаны от 16-клапанных моторов VW, Audi, Opel (последние с 6мм ножкой, что требует замены направляющих клапанов на другие).
Приведённые примеры размерности клапанов являются наиболее распространёнными для отечественных двигателей, но не единственно возможными. Поэтому Вы можете столкнуться с задачей подбора или определения необходимых размеров тарелок клапанов. Наиболее оптимальным для атмосферных двигателей является соотношение пропускной способности каналов в районе седел, напрямую связанной с площадью тарелок, примерно как 4/3, т.е. площадь выпускного клапана должна составлять примерно 75% от площади впускного.
Можно сравнить этот показатель у наиболее распространённых вариантов:
39*34 — 76%
40*34 — 72.3%
41*35 — 72.9%
31*27 — 75.9%
33*29 — 77.2%

Читайте также:  Гбц на mercedes 190

Как я уже говорил, это характерно для атмосферных двигателей. Двигатели с наддувом или впрыском закиси азота нуждаются в увеличении выпускных клапанов, т.к. производят очень много отработавших газов в сравнение с объёмом поступившей смеси. Клапаны специально под такие моторы могут соотноситься как 90% и даже более.

Сёдла, соответственно так же дорабатываются, как по размеру, так и по форме. Диаметр внутреннего отверстия седла диктуется размером клапана и формой его фасок. На самих сёдлах фаску делают так же трёхгранной (вместо одиночной на многих серийных моторах), а более форсированных вариантах — радиусной. Ширина рабочей фаски при этом так же уменьшается.

4. Форма камеры сгорания.
Направления работ три:
1) снижение риска возникновения детонации (обычно при одновременном повышении СЖ);
2) улучшение наполнения цилиндра;
3) создания условий для более благоприятного распределения смеси по камере сгорания, её лучшему перемешиванию и возгоранию.
Начнём с первого. Детонация — это самопроизвольное воспламенение топливо-воздушной смеси, носящее взрывной характер (скорость распространения фронта пламени от 800 до 2400 м/с, тогда как при обычном воспламенении от свечи зажигания скорость составляет всего до 80 м/с) и сопровождаемое резким повышением температуры и давления в камере сгорания. Это является сильной нагрузкой на поршни и поршневые кольца, камеры сгорания, детали КШМ. Детонация определяется по характерным металлическим звукам, являющимся распространяющимися по двигателю ударными волнами детонационных взрывов. Последствия её постоянного проявления весьма печальны — прогоревшие поршни, поломанные перегородки между кольцами и сами кольца, повреждённые стенки КС, изношенные вкладыши и микротрещины шатунов. Более того, детонация снижает мощность двигателя, т.к. нарушает оптимальный режим сгорания смеси и роста давления в цилиндре. Детонация может проявляться как до зажигания от свечи, так и после него. В первом случае это происходит из-за высокой степени сжатия или коэффициента наполнения цилиндра, высокой температуры топливно-воздушной смеси или наличии в камере сгорания перегретых элементов (калильное зажигание тоже из-за перегретых элементов происходит, но это не детонация). Все эти факторы вместе или по отдельности могут создать условиях, когда давление и температура смеси в конце такта сжатия будет настолько высокой, что она сдетонирует ещё до появления искры зажигания. Тут по большой части проблема не в доработке ГБЦ, а в неверном выборе степени сжатия или октанового числа топлива, поэтому нам в рамках данной статьи этот аспект не очень интересен. А вот во втором случае (после зажигания) детонация может появляться и по другим причинам. Очагами детонации при этом обычно являются наиболее удалённые от свечи зажигания участки камеры сгорания, особенно участки с локальным перегревом. Объяснение довольно просто — при возгорании смеси от свечи зажигания начинает распространяться фронт горения с относительно невысокой скоростью (до 80 м/с), одновременно с этим нарастает давление в камере сгорания. В таких условиях излишне удалённая от свечи часть топливо-воздушной смеси может самовоспламениться от компрессии прежде, чем фронт горения дойдёт до этого участка. А если участок камеры сгорания перегрет, то это ещё больше способствует компрессионному самовоспламенению.
Отсюда понятны и пути решения проблемы. Во-первых, необходимо исключить или свести до минимума работы с КС, увеличивающие радиус распространения фронта горения. Именно по этой причине 16-клапанные ГБЦ со свечой в центре КС могут работать со значительно более высокой степенью сжатия при равном наполнении цилиндра и октане топлива, чем 8-клапанные ГБЦ с клиновидной КС, где свеча находится у края цилиндра (2101, 2108). Во-вторых, нужно минимизировать количество потенциальных участков КС с локальным перегревом. Поскольку такими участками являются острые кромки и углы камер сгорания, необходимо максимально сгладить их поверхность, удалить погрешности литья, отшлифовать и отполировать поверхность камер (тем более, что полировка до зеркального блеска стенок КС и донышка поршня даёт до 5% дополнительной мощности практически из воздуха, всего лишь за счёт снижения тепловых потерь). Сразу обращу внимание на один момент — многие любители под флагами «Спилим все острые углы в камере!» на 8-клапанных ГБЦ 2101 и 2108 стачивают под ноль ступеньку в КС напротив свечи зажигания, превращая тупой и короткий «клин» камеры сгорания в длинный и острый. Делать этого категорически нельзя по двум причинам:
1) появляется узкая область камеры сгорания, максимально удалённая от свечи зажигания — т.е. идеальный рассадник детонации.
2) пропадает вытеснитель (образованный плоскостью ГБЦ от края цилиндра до этой «ступеньки»), который неглупые инженеры АвтоВАЗа специально там делали для выталкивания смеси, находящейся в противоположном от свечи крае цилиндра, на эту самую свечу с высокой скоростью, что гомогенизирует смесь, улучшает сгорание и снижает риск детонации.
Второе и третье направления работ — куда как загадочней и туманней, т.к. они подчиняются законам газодинамики, более сложным, нежели мы можем наблюдать при движении газовой смеси в канале ГБЦ. Какие-либо общие рекомендации здесь дать очень непросто, т.к. каждый тип камеры сгорания уникален в смысле механизма этих процессов, а значит и применяемые решения могут различаться кардинально. Касательно наполнения цилиндра, можно дать некоторые общепринятые решения, которые в принципе применимы везде. Во-первых обратите внимание на форму камеры сгорания вокруг клапанов, особенно впускных. На ГБЦ ВАЗовских двигателей с клиновидной формой камер сгорания (8-клапанные моторы всех модификаций) отчётливо видно, что большой сегмент клапанной щели «экранирован» отвесными стенками камеры сгорания, т.е. значительная часть потока рабочей смеси при попадании в КС вынуждена преодолевать не только узкую клапанную щель, но и щель, образуемую кромкой тарелки клапаны с окружающими его стенками камеры. Это отнюдь не прибавляет мощности двигателю. Особенно хорошо это заметно при установке увеличенных клапанов. Для борьбы с этим объём камеры сгорания расширяется вокруг клапана. При проведение этой операции нелишним будет определение критических направления потока. Так, в упомянутых выше ВАЗовских восьмиклапанниках значительная масса поступающей смеси проходит через сегмент клапанной щели в районе свечи зажигания, поэтому данному участку необходимо уделять более пристальное внимание. Сопряжение вертикальных стенок КС с её дном вокруг клапана нужно делать радиусным, как можно более плавным, чтобы минимизировать паразитные завихрения. Всевозможных колодцев и ступенек вокруг сёдел клапанов не должно быть. Седло клапана может находиться в некотором коническом углублении. Угол конусности этой воронки влияет на пропускную способность клапанной щели при определённых значениях подъёма клапана. Разумеется, относительно плоскости дна КС угол наклона стенки воронки должен быть очень острым, не более 30 градусов. Ещё лучше, если стенка этой воронки будет радиусной выпуклой. Аналогично можно обработать и сами сёдла — вместо трёх плоских делается одна радиусная фаска. Однако требования к соблюдениям зазоров клапанов при этом становятся куда жёстче. ГБЦ 2112, как и большинство ГБЦ с 4-мя клапанами на цилиндр, изначально имеет более развитую форму камеры сгорания — полусферическую — это практически отменяет возможность какой-либо её серьёзной доработки. В этом случае убираются только огрехи серийного производства.
С наполнением в общих чертах разобрались, осталось понять что и как влияет на процесс гомогенизации смеси и условия её возгорания. Пожалуй, это самое сложное в доработке ГБЦ. Дело в том, что эффективность всех остальных доработок довольно просто проверить на специальных продувочных стендах. Любые изменения формы и размеров каналов, клапанов и камер сгорания непременно отразятся на пропускной способности системы «канал-клапан-камера сгорания» и будут зафиксированы прибором. Однако то, о чём идёт речь, таким образом измерить невозможно. Об эффективности подобных доработок можно судить по снятой ВСХ двигателя, но это крайне неудобно и неточно (доработал — собрал двигатель — настроил — замерил — разобрал — переделал — собрал — настроил — замерил — получил другой результат, который на самом деле может быть следствием немного отличной сборки и/или настройки). Об этом можно судить косвенно, например, на впускных клапанах некоторых ГБЦ (речь не об отечественных двигателях) отчётливо видны следы завихрения впускного потока, отмеченные характерной спиралью. Такое завихрение обеспечивает хорошее перемешивание смеси, а значит и её более эффективное сгорание. В рамках этой статьи я не буду говорить о конкретных решениях по нескольким причинам:
— на эту тему до сих пор пишутся диссертации и защищаются докторские, а мое образование не позволяет рассуждать об этом достаточно компетентно;
— подобные решения являются достижениями и опытом некоторых спортивных команд, тюнинг-ателье и отдельных мотористов, которыми они дорожат и не стремятся распространять как и любой обладатель ценной интеллектуальной собственности.

Читайте также:  Долго кручу стартером чтобы завести на газу

Источник

Доработка ГБЦ

Автолюбители, независимо от стажа владения машиной, постоянно ищут способы повышения мощности двигателя. Есть несколько вариантов усовершенствования вашего автомобиля, одним из которых является доработка головки блока цилиндров (ГБЦ).

Мы знаем, что крутящий момент, а соответственно и мощность, находятся в прямой зависимости от такого показателя, как коэффициент наполнения цилиндров рабочей смесью. Чем больше наполнение, тем больше мощность двигателя, которая растет при смещении максимального значения крутящего момента на более высокие обороты. Для этого устанавливают распредвалы с расширенными фазами впуска/выпуска и увеличенными подъемами клапанов, но на практике этого оказывается недостаточно. Если критически подойти к рассмотрению головки блока цилиндров, то мы увидим множество недочетов — казалось бы, мелких, но именно они не дают реализовать полный потенциал мотора. Это обусловлено технологией изготовления при массовом производстве ГБЦ, и поэтому все придется исправлять самим или на станции техобслуживания. Как? Об этом речь:

Стыковка каналов ГБЦ и коллекторов

Наиболее заметным «ляпом» наших производителей можно назвать неточную стыковку отверстий каналов ГБЦ и коллекторов. Еще с уроков физики мы помним, что любой бугорок на пути воздушного потока вызывает возникновение завихрений, а, следовательно, снижение его скорости. Здесь же у нас целые «ступеньки», от которых необходимо обязательно избавиться. Одновременно необходимо проверить прокладки под коллекторы, чтобы они также не создавали препятствий.

Желательно перед началом работ посадить коллекторы на штифты. Это необходимо по той причине, что крепеж коллекторов на автомобилях ВАЗ допускает небольшое смещение плоскостей ГБЦ и коллекторов относительно друг друга, что может привести всю работу к нулевому результату. Находим места на ГБЦ и коллекторах (2 штифта на каждый по краям) для удобного засверливания. В ГБЦ металлические штифты сажаем плотно, коллекторы же должны на них надеваться легко, но без люфтов. Проделайте необходимые отверстия в прокладке. Теперь точное позиционирование коллекторов и ГБЦ обеспечено.

Следует учесть то, что если диаметр канала ГБЦ немного больше (1-1,5 мм) диаметра канала впускного коллектора, но их соосность совпадает, то этим можно пренебречь, так как сколько-нибудь значимого сопротивления это не создаст. На выпуске создается аналогичная ситуация, только канал ГБЦ теперь может быть немного меньше канала выпускного коллектора.

Впускные/выпускные каналы ГБЦ

Если внимательно осмотреть впускные/выпускные каналы заводской головки блока цилиндров, то сразу бросаются в глаза приливы литья в районе направляющих втулок клапанов, выступающие в канал втулки и местами ломаная форма узких каналов. Используя шаровые фрезы разных форм и размеров необходимо добиться увеличения проходного сечения каналов, удалить все неровности и выступающие части. Форму канала надо изменить таким образом, чтобы его изгиб был наиболее плавным, но сохранил определенные радиусы кривизны. Внутренняя поверхность впускных каналов оставляется немного шероховатой для лучшей испаряемости бензина с их стенок. Выпускные каналы можно полировать, хотя заметного эффекта это не даст.

Поперечное сечение канала не должно быть правильной окружности. Впускной канал имеет форму эллипса с небольшим бочкообразным расширением перед седлом клапана. Остальная часть канала ГБЦ и впускного коллектора плавно сужается по направлению потока.

Проводя увеличение диаметра каналов надо учитывать близлежащие внутренние коммуникации. При неаккуратной работе можно повредить маслоканал или канал рубашки охлаждения. При работе с ГБЦ восьмиклапанных двигателей, которые применяются на переднеприводных ВАЗах, надо быть предельно осторожным. Хотя это не убережет вас при расточке одного впускного канала, в котором маслоканал проходит настолько близко, что его вскрытие неизбежно. К сожалению, даже если канал останется невскрытым, он может быть просто прикрыт тонким слоем алюминия и позже прорвётся под давлением масла работающего двигателя.

Перед началом расточки желательно в маслоканал вогнать стальную втулку, но, к сожалению, это не самый удобный вариант. Лучше устанавливать стальные или алюминиевые втулки после вскрытия канала, либо заваривать канал аргоном.

Вначале определитесь: с коллектора или ГБЦ начинать расточку. При значительном увеличении диаметра каналов работы начинают в деталях с более тонкими стенками, а по их форме и положению затем растачиваются каналы сопрягаемых блоков. В классических двигателях ВАЗ принято начинать расточку с коллектора, потому что каналы ГБЦ имеют достаточный запас толщины для последующего совмещения.

Обратите внимание на части направляющих втулок клапанов, которые выступают в каналы. Они создают заметные помехи потоку, поэтому их стараются укоротить или заострить. Иногда втулки стачивают заподлицо со стенкой канала и, хотя это в лучшей степени оптимизирует его пропускную способность, но такая доработка снижает ресурс направляющих, у которых он и так невелик на форсированных двигателях.

Клапаны

Здесь доработки направлены на увеличение пропускной способности и уменьшение веса клапанов. Увеличить пропускную способность можно изменив профиль тарелки, а так же рабочие и дополнительные фаски клапана.

При переточке клапанов снимается лишний металл с обеих сторон тарелки клапана. На лицевой стороне делается небольшая выемка, а на тыльной уменьшается радиус перехода стержня в тарелку. Так же утоньшается тарелка и стержень клапана. Если вы не планируете менять втулки, то снимите лишний металл с ножки клапана от тарелки до направляющей втулки.

Читайте также:  Картинки с запчастями легковых автомобилей

Уменьшение диаметра всей ножки потребует замены направляющих втулок с меньшим диаметром отверстия. На 8-клапанных моторах ВАЗ при уменьшении диаметра ножки клапана с 8 до 7 мм можно добиться снижения веса стержня на 23,5%. У 16-клапанных двигателей диаметр стержня изначально составляет 7 мм.

Можно поставить титаноалюминиевые клапаны, которые на 40% легче стальных, но они очень хрупкие и дорого стоят. Седла при этом приходится менять на бронзовые, которые более мягкие по сравнению с чугунными, что приводит к уменьшению отскока клапана при закрытии и дополнительно гасит ударные нагрузки.

На 8-клапанных двигателях ВАЗ рабочие фаски делают уже, угол выпускных меняют на 45º, а угол впускных на 30º. В местах перехода тарелки клапана в рабочую фаску нарезают дополнительные фаски, что дает прирост около 5-6%.

Дальнейшая доработка предусматривает замену клапанов на увеличенные модели. Их можно устанавливать без замены седел, так как штатные позволяют несколько увеличить свой внутренний диаметр и диаметр рабочей фаски. Это практикуется на 16-клапанных ГБЦ 2112, на которые устанавливаются облегчённые увеличенные клапаны 32/27 «АЕ» (Federal Mogul) ВАЗ 2112 / Приора 16V.

Также возможна установка увеличенных клапанов, предусматривающая замену седел. При этом вырезаются родные седла и устанавливаются чугунные или бронзовые большего размера. В них нарезаются необходимые фаски и устанавливаются клапаны еще большего размера, чем рассмотренные ранее. Этот способ дороже первого, но наиболее эффективен, а для 8-клапанных ГБЦ автомобилей ВАЗ является единственным решением. Прибавка мощности с такой доработкой достигает 8-10%. В этом случае можно установить облегченные увеличенные клапаны 39/34 «СТК Мотор Спорт» ВАЗ 2108 / 2110 8V.

Чтобы вы могли лучше ориентироваться, мы приведем данные по клапанам, которые можно устанавливать на двигатели ВАЗ:

Конечно, это не единственное решение, и вы можете подбирать размеры тарелок клапанов самостоятельно, но при этом необходимо учитывать, что для атмосферных двигателей оптимальным соотношением площади выпускного клапана по отношению к впускному — ¾ или примерно 75%. Это наглядно видно из следующих данных:

Если ваш автомобиль оснащен наддувом или впрыском закиси азота, ему необходимо увеличение выпускных клапанов, так как двигатель производит больше отработанных газов. Под такие моторы соотношение клапанов может быть от 90% и более.

Пружины клапанов

Штатные пружины рассчитываются под конкретный двигатель с применением серийного распредвала. Учитывается достаточный запас прочности, рассчитанный на относительно невысокие обороты. В классических двигателях клапаны зависают на оборотах более 7000, на ВАЗ 21083 допускаются большие обороты, а на ВАЗ 2112 неадекватная работа клапанов вероятна на оборотах 7500-8000 об/мин.

Замена распредвала на более верховой может привести к зависанию клапанов. Наиболее простым способом является увеличение преднатяга штатной пружины, что выполняется подкладыванием под нее шайбы. Усилие на пружине увеличивается, но заметно уменьшается свободный ход.

При установке спортивных распредвалов предъявляются более жесткие требования к усилиям на пружинах. В этом случае требуется большой подъем кулачка и соответствующий ход пружины, поэтому их меняют на более жесткие, которые имеют больший ход сжатия. Хорошим примером могут служить усиленные пружины клапанов PROSPORT ВАЗ 2108 / 2110 8V.

Более жесткие пружины заметно увеличивают нагрузки на клапаны, распредвал и тарелки, поэтому такую доработку желательно проводить последней из всех способов повышения порога зависания клапанов.

Еще одним способом является облегчение тарелок клапанных пружин. Их меньшая масса снижает нагрузки на распредвал и детали ГРМ, что особенно важно на повышенных оборотах. Можно перетачивать штатные тарелки, но лучше поставить новые из алюминиевого сплава или титана. Алюминиевые дешевле, но подвержены деформациям в критических режимах работы. Более прочными являются титановые изделия, хотя некоторых автолюбителей сдерживает их цена. Хорошо себя зарекомендовали тарелки пружины клапана SPORT (титан, алюминиевый сплав) ВАЗ 2108/2110 8V.

Толкатели клапанов

В двигателях ВАЗ 2108 и 2112 кинетическая связь клапанов ГБЦ с распредвалами осуществляется при помощи толкателей. На ГБЦ 2108 они механические с регулировочными шайбами, а на ГБЦ 2112 — гидрокомпенсаторы. Для 16-клапанных двигателей подходят цельные толкатели клапана d-30 мм SPORT ВАЗ 2112/Приора/Калина 16V. Штатные толкатели имеют некоторые ограничения, поэтому неприемлемы при работе со спортивными распредвалами. В этом случае применяются цельные механические толкатели, имеющие увеличенный диаметр и не требующие регулировочных шайб. Для их установки необходима расточка колодцев серийных толкателей до нужного размера.

Клапаны регулируются подбором подпятников нужного размера, что довольно трудоемко. Работа мастера по регулировке 8 клапанов вам обойдется в пределах 3000 руб.

Рычаги привода клапанов

На двигателях ВАЗ классического типа приводом клапанов от распредвала являются рычаги (рокеры). Они удобны и просты в регулировке тепловых зазоров клапанов и допускают применение компактных распредвалов, но имеют излишнюю массивность и допускают некоторое отклонение кинематики движения клапана. Также на ГБЦ «классики» рокер может слететь с посадочного места при сверхвысоких оборотах. В качестве борьбы с этими недостатками рычаги облегчаются, устанавливаются легкосплавные модели и ставятся на более жесткие пружины.

Направляющие втулки клапанов

В зависимости от типа двигателя и предполагаемых режимов работы подбирается конструкция и материал направляющих втулок клапанов. Причины, которые могут потребовать доработки или замены штатного оборудования:

Бронза является хорошим теплопроводником, хорошо отводит тепло от клапана и эффективно его рассеивает в ГБЦ, поэтому на высокофорсированных двигателях применение бронзовых направляющих втулок крайне необходимо.

Хорошим примером изделий являются направляющие втулки клапанов бронзовые ВАЗ 2108/2110 8V. Они имеют немного меньший ресурс по сравнению с металлокерамическими изделиями, но все зависит от режимов работы двигателя и их завода-изготовителя.

Форма камеры сгорания

При помощи этой доработки можно значительно снизить риск возникновения детонации, улучшить наполнение цилиндра и создать условия, при которых топливная смесь будет лучше распределяться, перемешиваться и возгораться.

Детонация возникает в местах, наиболее удаленных от свечи. Это объясняется тем, что при возгорании смеси давление в камере сгорания (КС) резко возрастает и приводит к чрезвычайной компрессии еще не воспламенившейся смеси. Это провоцирует ее самовоспламенение, которое носит взрывной характер и приводит к резкому повышению температуры и давления в цилиндре. Возникает детонация, характеризующаяся металлическими звуками и распространяющаяся по двигателю серией ударных волн детонационных взрывов. Частые возникновения детонации приводят к разрушительным последствиям, поэтому надо принимать меры к их устранению. Для этого максимально сглаживают острые кромки и углы камер сгорания, удаляют погрешности литья и полируют поверхность камер сгорания, что дополнительно прибавляет 5% мощности за счет снижения тепловых потерь.

Для улучшения наполнения цилиндра и создания оптимальных условий для топливной смеси необходимо, прежде всего, обратить внимание на форму КС вокруг клапанов. На ВАЗовских 8-клапанных ГБЦ КС имеет клиновидную форму и клапанная щель «экранирована» ее отвесными стенками. Это приводит к тому, что поток рабочей смеси вынужден преодолевать дополнительные препятствия, что хорошо заметно при установке увеличенных клапанов. Поэтому объем КС должен быть расширен вокруг клапана. Так же необходимо доработать сегмент клапанной щели возле свечи зажигания и сделать сопряжение дна и вертикальных стенок КС более плавным. Вокруг седел клапанов не должно быть каких-либо ступенек или колодцев, а конусное углубление седла клапана должно быть не более 30º относительно дна КС.

ГБЦ ВАЗ 2112 изначально имеет полусферическую КС, что минимизирует все необходимые доработки и заключается в ликвидации огрехов серийного производства.

Степень сжатия

Степенью сжатия (СЖ) является отношение полного объема цилиндра ко всему объему КС. Чем больше сжата топливная смесь перед воспламенением, тем большую работу она совершит впоследствии. Повышая СЖ, мы увеличиваем мощность двигателя, но есть и ограничивающие факторы, такие как рост нагрузки на поршневую и риск возникновения детонации. Стандартные литые поршни двигателей ВАЗ допускают СЖ до 11:1.

Для двигателей с небольшими фазами ГРМ прибавка мощности относительно степени увеличения СЖ хорошо отслеживается по следующей таблице:

Наиболее заметен положительный эффект от роста СЖ в двигателях с широкими фазами открытия клапанов. Это происходит оттого, что коэффициент наполнения атмосферных двигателей ВАЗ не превышает 100%, то есть динамическая СЖ не превышает статическую СЖ. Динамическая СЖ — объем топливно-воздушной смеси, попавшей в цилиндр, относительно объема камеры сгорания. При использовании широкофазных распредвалов на низких и средних оборотах динамическая СЖ ниже статической. Повышение СЖ приводит к пропорциональному росту динамической, что положительно влияет на мощность и экономические показатели двигателя. При этом необходимо исключить предпосылки возникновения детонации при максимальном коэффициенте наполнения цилиндра, что достигается повышением октанового числа топлива и изменением состава топливно-воздушной смеси.

С ростом оборотов двигателя длительность цикла сгорания уменьшается, что может привести к неполному сгоранию топлива, а, следовательно, потере мощности. Поэтому повышая СЖ, мы ускоряем процесс сгорания, что позволяет получить максимальную мощность от двигателя. Вследствие этого большинство высокооборотистых форсированных бензиновых двигателей требуют повышения СЖ.

После проведения доработок ГБЦ, которые мы рассмотрели в данной статье, вы сможете полностью раскрыть потенциал двигателя вашего автомобиля!

Источник