Когда мы решаем построить новый двигатель для одного из наших Mopar, мы почти всегда хотим построить двигатель, который будет более мощным и долговечным, чем двигатель, который он заменит. А благодаря обилию запасных частей, доступных в наши дни, увеличить мощность стало проще, чем когда-либо. Независимо от того, работаете ли вы на бензиновом насосе или на гоночном топливе, без наддува или с усилителем мощности, существует множество способов сделать двигатель Mopar невероятно мощным. Один вопрос, который нам часто задают, заключается в том, является ли двигатель с наддувом более долговечным или развивает большую мощность, чем двигатель без наддува. Ответ на этот вопрос не столько в том, какой двигатель лучше, поскольку прочные и мощные двигатели могут быть построены как с нагнетателем, так и без него, а скорее в том, какая техника лучше для вас. В этом месяце мы опишем различия двигателей с одинаковым уровнем мощности, как без наддува, так и с наддувом, и вы сможете решить, какой из них подходит для вашего Mopar.

Все мы знаем, что в классах Top Fuel и Funny Car преобладают нагнетатели. Эта мощность, однако, имеет свою цену, поскольку эти двигатели выдерживают только один проход на четверть мили (фактически 1000 футов), прежде чем их нужно будет восстановить. Дело в том, что мопары, на которых мы ездим и участвуем в гонках, не нуждаются в той же мощности, что и автомобили Top Fuel, и построить двигатель средней мощности для нашего уличного или гоночного автомобиля можно несколькими способами. В целях сравнения мы опишем, что требуется для создания уличного двигателя Mopar мощностью примерно 600 лошадиных сил, как без наддува, так и с наддувом, а также преимущества и недостатки каждого метода.

Основы и терминология

Как безнаддувные двигатели, так и двигатели с наддувом полагаются на то, что называется давлением во впускном коллекторе (давление внутри впускного коллектора), чтобы подавать воздух и топливо в цилиндры двигателя. Давление в коллекторе измеряется в дюймах ртутного столба (inHg), что также является стандартом для измерения атмосферного давления. В двигателе без наддува давление в коллекторе ограничено давлением атмосферы, которое измеряется барометром (барометрическое давление), в то время как двигатель с наддувом может повышать давление в коллекторе за счет сжатия воздуха, поступающего в коллектор. Погодные условия и высота над уровнем моря влияют на атмосферное давление, но в качестве общепризнанного стандарта расчеты производительности основаны на атмосферном давлении 290,92 дюйма Меркурия на уровне моря.

Чтобы преобразовать дюймы ртутного столба в фунты на квадратный дюйм (psi), дюймы ртутного столба умножаются на коэффициент 0,49109778. Таким образом, стандартное значение атмосферного барометрического давления 29,92 примерно равно 14,69 фунта на квадратный дюйм, что помогает двигателям (и людям) дышать. Для простоты это атмосферное давление обычно считается нулевым фунтом на квадратный дюйм и указывается как таковое на большинстве автомобильных манометров. Любое давление выше этого стандарта будет считаться положительным давлением, а все, что ниже, будет считаться вакуумом (отрицательным давлением) на большинстве манометров.

Давление в коллекторе двигателя без наддува (без наддува) ограничено барометрическим давлением в атмосфере. Так вот при полностью открытой дроссельной заслонке давление во впускном коллекторе, нагнетающем воздух в цилиндры, такое же, как и давление воздуха в окружающей среде, ни больше, ни меньше. При менее чем широко открытой дроссельной заслонке давление в коллекторе двигателя падает. Это падение давления определяется как вакуум в коллекторе и вызвано тем, что поршни пытаются всосать в двигатель больше воздуха, чем позволяет открытие дроссельной заслонки. Таким образом, если определенная настройка частичной дроссельной заслонки вызывает давление во впускном коллекторе 190,92 дюйма ртутного столба, а барометрическое давление составляет 29,92 дюйма ртутного столба, говорят, что двигатель создает 10 дюймов вакуума. Эта теория вакуума применима как к двигателям без наддува, так и к двигателям с наддувом.

Отличие двигателя с наддувом состоит в том, что нагнетатель (независимо от типа) сжимает воздух и нагнетает этот воздух во впускной коллектор, создавая давление в коллекторе, превышающее атмосферное давление. В автомобильных приложениях этот дополнительный сжатый воздух называется наддувом, а давление выражается в фунтах на квадратный дюйм (psi) вместо дюймов ртутного столба. Преобразование этих дополнительных пяти дюймов ртутного столба в наддув (фунт на квадратный дюйм) соответствует 2,45 фунта на квадратный дюйм форсированного или сжатого воздуха.

Преимущества нагнетателя

Использование нагнетателя на вашем двигателе имеет ряд очевидных преимуществ, и самым большим преимуществом, безусловно, является потенциальная мощность. Производительность двигателя напрямую связана с количеством воздуха и топлива, которое двигатель подает в свои цилиндры, поэтому способность нагнетать сжатый воздух в двигатель резко увеличивает мощность, на которую способен двигатель, и чем больше нагнетатель, тем больше мощность. Даже небольшой нагнетатель может довольно легко разогнать средний бензиновый двигатель до 600 лошадиных сил, а чем больше наддув, тем больше мощность. Еще одним преимуществом добавления нагнетателя является то, что компоненты двигателя и трансмиссии нуждаются в простых обновлениях, а не в диких модификациях.

Поскольку нагнетатель нагнетает воздух в двигатель, для достижения больших уровней мощности не требуются агрессивные профили кулачков, отверстия в головке цилиндров или высокая степень сжатия. Фактически, двигатели с наддувом реагируют на распределительные валы с более широкими углами разделения кулачков, что также способствует плавному холостому ходу и большому крутящему моменту в среднем диапазоне. А поскольку двигатель с наддувом может развивать впечатляющую мощность на низких и средних оборотах, для быстрого ускорения обычно не требуется гидротрансформатор с высокой скоростью вращения или низкое передаточное число. На самом деле, мы установили нагнетатели на довольно стандартные двигатели, и при умеренном (4-6 фунтов на квадратный дюйм) уровне наддува заводские компоненты трансмиссии могут нормально работать. А поскольку нагнетатель не подвергает компоненты двигателя нагрузке при работе на низких оборотах при нулевом или низком уровне наддува, двигатели с наддувом, как правило, остаются надежными и долговечными в течение длительного периода времени при правильном обслуживании.

Недостатки нагнетателя

Хотя преимущества наддува могут быть значительными, за эти преимущества приходится платить с точки зрения затрат и сложности. Добавление нагнетателя к автомобилю, который изначально не был оборудован им с завода (и Mopar не был им оснащен), означает добавление оборудования под капот, которое не только занимает место, но и выделяет тепло. Кроме того, поскольку большинство автомобильных нагнетателей приводятся в движение коленчатым валом либо с помощью ремня, либо с помощью зубчатой ​​передачи, обычное оборудование двигателя, такое как генератор переменного тока, насос гидроусилителя руля, водяной насос и т. д., почти всегда необходимо менять или модифицировать с точки зрения положение и направление ремня. Сжатый воздух также выделяет тепло, поэтому комплекты нагнетателей часто поставляются с промежуточным охладителем, который также должен быть размещен в моторном отсеке, обычно перед радиатором, для охлаждения всасываемого заряда перед подачей воздуха в двигатель. Топливная система автомобиля, включая насос и форсунки (на автомобилях с впрыском топлива) или карбюратор (на автомобилях с карбюратором), также должна соответствовать поставленной задаче, поскольку каждый раз, когда подается больше воздуха, необходимо также подавать больше топлива, чтобы обеспечить надлежащее функционирование. горючая смесь. Также следует учитывать настройку момента зажигания, поскольку дополнительное давление в цилиндре, возникающее при наддуве, потребует уменьшения общего опережения зажигания для предотвращения детонации.

Конечно, по мере увеличения давления наддува для обеспечения долговечности двигателя становятся необходимыми дополнительные модификации, такие как кованые поршни, кованые шатуны и кованый коленчатый вал. В крайних случаях двигатель с наддувом может нуждаться в «уплотнительном кольце», что включает установку проволоки из нержавеющей стали на деку или поверхность головки вокруг камеры сгорания, которая используется с медной прокладкой головки для обеспечения уплотнения камеры сгорания в условиях сильного наддува. Приложения. И хотя двигатели с наддувом, как правило, не нуждаются в агрессивных оборотах преобразователя или передаточном числе, в какой-то момент потребуется модернизировать преобразователь, трансмиссию, карданные шарниры, шестерни и оси, чтобы справиться с дополнительным крутящим моментом, создаваемым двигателем.

Преимущества без наддува

Простота, вероятно, является самым большим преимуществом двигателя без наддува (без наддува), поскольку в моторном отсеке нет нагнетателя, воздуховода, промежуточного охладителя или системы привода. Однако создание мощности в диапазоне 600 лошадиных сил без принудительной индукции может быть сложной задачей и часто требует некоторых довольно серьезных модификаций двигателя как внутри в виде комплекта хода и / или кованых внутренних компонентов, так и снаружи в виде головок цилиндров вторичного рынка. , заголовки и индукция. Чтобы достичь высоких уровней мощности без наддува или других систем увеличения мощности, таких как турбонаддув или закись азота, необходим агрессивный распределительный вал, и двигатель должен иметь более высокие обороты, что жертвует низким и средним крутящим моментом.

Более низкая стоимость является еще одним явным преимуществом создания двигателя без наддува, поскольку нагнетатели и сопутствующее оборудование, такое как комплекты привода, промежуточные охладители, воздуховоды и вспомогательные приводы, могут быть дорогими. Решив не добавлять нагнетатель к двигателю, сэкономленные деньги можно потратить на сам двигатель в виде таких элементов, как головки цилиндров с высокой пропускной способностью, коллекторы, поршни с высокой степенью сжатия, роликовый кулачок и подъемники, а также другие элементы, необходимые для создания больших мощность без использования принудительной индукции. Для достижения высоких уровней мощности без нагнетателя обычно требуется кулачок с более узким разделением кулачков, большей продолжительностью и большей подъемной силой, чтобы двигатель мог развивать более высокие обороты и потреблять больше воздуха и топлива, поэтому также могут потребоваться модификации масляной системы.

Недостатки безнаддувных двигателей

Двигатели без наддува ограничены атмосферным давлением, когда речь идет о давлении во впускном коллекторе, поэтому мощность необходимо оптимизировать другими способами. Дополнительные расходы должны быть потрачены на портирование головки блока цилиндров, а более агрессивные профили кулачков требуют тяжелых пружин, которые вызовут более быстрый износ направляющих и седел, а также более частую замену пружин. Уровни сжатия также должны быть выше в атмосферном двигателе, что вызывает более агрессивный износ колец и шатунных подшипников. Более высокая степень сжатия, необходимая в двигателе без наддува, также приводит к более высокому давлению в цилиндрах в любое время, когда двигатель работает, а не только при работе с наддувом, как двигатель с наддувом, что требует сравнительно более частого обслуживания или освежения двигателя.

09 Хорошая система зажигания важна для любого двигателя, но особенно критична для двигателя с наддувом. Нагнетатели создают тепло и высокое давление в цилиндрах, что может привести к детонации, поэтому жизненно важно правильно установить момент зажигания.

Вторым недостатком мощного двигателя без наддува является необходимость наличия таких деталей, как гидротрансформатор или дифференциал с высоким передаточным числом, для оптимизации характеристик автомобиля. Поскольку двигатели без наддува обычно развивают свой максимальный крутящий момент и мощность при более высоком уровне оборотов и в более узком диапазоне оборотов, чем двигатель с наддувом, передача автомобиля и скорость сваливания преобразователя становятся гораздо более важными. Часто требуемое более высокое передаточное число приводит к высоким оборотам двигателя при движении по шоссе, вызывая более агрессивный износ двигателя. Конечно, овердрайв может решить эту проблему, но тогда стоимость овердрайва должна быть добавлена ​​к стоимости сборки.

Заключение

Цель этой статьи не в том, чтобы сделать вывод о том, лучше или хуже создание наддува, чем в создании мощного двигателя без наддува, а в том, чтобы дать вам информацию, чтобы вы могли решить, что подходит для вашего Мопар.