Что такое график всх двигателя

Что такое график всх двигателя

Работа по улучшению характеристик автомобиля (тюнинг, форсирование) не может идти без соответствующего инструментального контроля и отображения результатов в цифровом и наглядном виде. В большинстве случаев работа многих «экспериментаторов» сводится к внесению каких-то изменений и субъективной оценке результатов на уровне «лучшехуже». Для качественной работы это неприемлимо. Тем более, следует подводить под сомнения любые высказывания о каком-то процентном приросте, если такие высказывания ничем не зафиксированы и не измерены.
Работа без соответствующего технического оснащения обречена на бесконечные поиски золотой середины в потёмках.
Для контроля результатов совершенствования и доработки двигателя насущно необходим инструментарий, позволяющий качественно и точно измерять параметры двигателя в серийном исполнении и после доработки. Только работа с конкретными данными по крутящему моменту и мощности, работа с конкретными графиками ВСХ (внешней скоростной характеристики) позволяет двигаться дальше, отмечая полезные доработки и отвергая неэффективные.
Для контроля и получения данных по крутящему моменту и мощности существуют различные стенды.

В работе K-POWER используется Динамический Мотор Тестер (ДМТ). Он позволяет получать достаточно качественные и адекватные графики крутящего момента и мощности. Это необходимо как для диагностики двигателя до проведения работ (выходные параметры серийных двигателей заметно отличаются), так и для получения результата выполненных доработок в наглядном виде.

ДМТ позволяет значительно (в десятки раз) сократить время настройки двигателя. Настройка зажигания, карбюратора, разрезной шестерни может осуществляться почти без временных потерь на пробные заезды. Необходима лишь серия замеров в процессе внесения изменений в настройки двигателя. Это не только сокращает время работы с двигателем, но и позволяет более качественно выполнить настройку мотора.

Прибор способен работать как с карбюраторными, так и инжекторными двигателями. Чем больше машин проходит настройку на ДМТ, тем более лучших результатов мы достигаем, шлифуя процесс доводки и настройки однотипных двигателей, четко видя взаимосвязи в доработке и настройке деталей двигателя и его систем на результирующих графиках.

Программное обеспечение ДМТ позволяет проводить глубокий анализ результатов в разбивке по конкретным диапазонам оборотов, детально анализируя изменения. Так же программа позволяет проводить прямое сравнение характеристик различных двигателей. Помимо графиков крутящего момента и мощности прибор высчитывает кривые механических потерь. Так же прибор измеряет атмосферное давление и использует его при расчетах. Это лишь основные функции и возможности нашего прибора.

Посмотрим на следующей иллюстрации выходные графики ВСХ типового серийного двигателя 11113 объемом 750 кубов. Мощность по паспорту — 33 л.с.

Синяя кривая — крутящий момент двигателя, красная — мощность. Пик крутящего момента указан в верхней части диалогового окна — 5,6 кг на 5600 об. Пик мощности — 33 л.с. на 5000 об. На графике три шкалы: внизу — обороты коленчатого вала, слева — крутящий момент, справа — мощность. В верхней части диалогового окна можно увидеть подробную разбивку графиков по оборотам. Например, на 3000 оборотах двигатель развивает 5,1 кг момента и мощность 21 л.с.
Разбивка по оборотам позволяет проводить детальное сравнение двигателей между собой, оценивая прибавку или потери на разных частотах по оборотам.

В большинстве отчетов мы стараемся публиковать исходные и результирующие графики, давая подробный анализ изменений. Читайте комментарии к графикам в отчетах.

ВНИМАНИЕ
K-POWER не занимается продажей ДМТ, или сдачей его в аренду. Мы не имеем возможности оказать содействие в приобретении данного прибора. По нашим сведениям, выпуск данных приборов приостановлен. Мы не оказываем консультаций по техническому устройству ДМТ и алгоритмам его работы, это ноу-хау разработчика.

Статья написана: 27 сентября 2008 г.
Автор статьи, фото-видео материалов: © Квазар
Запрещены без письменного разрешения автора: перепечатка статьи целиком или частично, перепечатка и использование фото-видео материалов, равно как их изменение и редактирование в целях дальнейшей публикации на сторонних сайтах.

Что такое график всх двигателя

ВСХ двигателей Нивы в зависимости от установленных распредвалов

Распредвалы «DYNAMIC CAMS» для двигателей ВАЗ классика

Примечание:
1. Фазы приведены при установке точки перекрытия клапанов в ВМТ.
2. Допускаемое смещение точки перекрытия клапанов от ВМТ -3. 0 град. по углу поворота коленвала.
3. Распредвалы 37, 48, 71 и 72 требуют доработки головки блока
4. Распредвалы не предназначены для использования с гидрокомпенсаторами.
5. Выпускаются модификации распредвалов 48Г и 72Г, предназначенные для работы в паре с гидрокомпенсатором.

Распредвалы «DYNAMIC CAMS» для двигателей ВАЗ классика спорт

Примечание:
1. Фазы приведены при установке точки перекрытия клапанов в ВМТ.
2. Фактические подъемы клапанов могут отличаться он указанных в пределах 0,5 мм в зависимости от положения торца клапана относительно центра качания рычага. Эта установка требует дополнительных инструкций разработчика.

Для любителей более точной настройки автомобиля распредвалы №48(48Г), 71, 72(72Г) рекомендуется устанавливать с регулируемой разрезной звездочкой. Практически каждый вал можно поднастроить для города и для трассы, смещая точку перекрытия клапанов до ВМТ или после до 7 градусов. Если точка перекрытия до ВМТ — машина будет иметь низовую характеристику, т.е. прибавит крутящий момент на малых оборотах, потеряв его на больших. Это целесообразно в городе. И наоборот.
При установке вала №37 на двигатель объемом 1,5л он будет верховым. При установке на 1,7 — низовым. Такая тенденция наблюдается со всеми валами. При увеличении кубатуры целесообразнее ставить верховой вал, так как низы увеличиваются за счет увеличения рабочего объема, а мощность на высоких оборотах прибавляется в связи с улучшением наполнения за счет вала обеспечивающего большее время-сечения. Причем, чем выше кубатура. Тем более выражен этот эффект. Если установить низовой вал (скажем 80) на объем 1,8 — получим прекрасный трактор, который сдвинет что угодно, но быстро ехать не сможет: после 3000об/мин двигатель умрет, крутить его можно будет только для шума. Если на двигатель 1,5 поставить вал №71 — он будет легко крутиться за 8000об/мин, а реально ехать только после 4000об/мин, и трогаться нужно будет с высоких оборотов, поджигая сцепление. Не ошибитесь с выбором вала.
Распредвалы 71 и 72 требуют доработки головки блока, заключающейся в зенковании седел клапанов на 1,2-1,4мм (р/в 71-72) и последующей притирки. Это нужно сделать, во-первых, для правильного расположения оси качания рычага привода клапана относительно торца клапана, и, во-вторых, для увеличения допустимого хода пружин. Распредвалы 37 и 48 допускается устанавливать без доработки седел клапанов, хотя после зенкования седел на 0,8-1мм (р/в 37-48) результат будет лучше . Распредвалы не предназначены для использования с гидрокомпенсаторами.
Выпускаются модификации распредвалов 48Г и 72Г, предназначенные для работы в паре с гидрокомпенсатором.

Примерная стоимость

На мой взгляд, для сравнения ВСХ разных распредвалов, необходимо оценивать площадь под кривой ограниченной желаемыми оборотами двигателя.

Также существует ещё множество распредвалов, ВСХ на которые ещё не обнаружены.

ВСХ «ближнего родственника», ВАЗ 2103 (для сравнения).

Внешняя скоростная характеристика двигателя 21213

Построение графика внешней, скоростной характеристики двигателя

На графике внешней характеристики наносятся кривые мощности, крутящего момента двигателя и удельного расхода топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива.

Кривая мощности строится по эмпирическому уравнению

, (1.1)

где N_e и w_e – текущее значение мощности в (кВт) и угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя (1/с).

a, b, c – коэффициенты, значение которых зависят от типа и конструкции двигателя.

Значения коэффициентов a,b и c определяются по формулам:

где ω_M — угловая скорость коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, 1/с.

Для карбюраторных автомобилей допустимо принять:

b = 1; a = 2-1 =1; с = 1.

Кривая крутящего момента строиться с использованием уравнения

, (1.3)

где M_e – текущее значение крутящего момента, .

В официальных документах (технические характеристики, инструкции, справочники, каталожные листы и т.п.) под названием максимальная мощность и соответствующей ей частоте вращения, указываются номинальная мощность и номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя.

Если на автомобильном двигателе с ограничителем частоты вращения в технической характеристике указана мощность и частота вращения на ограничителе (N и ), то при построении внешней характеристики следует принимать:

— для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей:

N = (1,05-1,1) N ; _{= 0,8 ,} (1.4)

— для карбюраторных двигателей легковых автомобилей:

N = 1,1 N ; _{= 0,8 ,} (1.5)

— для дизелей, снабженных регуляторами:

N = N ; _{= ,} (1.6)

Кривая удельного расхода топлива двигателем строиться на основании зависимости:

q = q k , (1.7)

где q_eN – удельный расход топлива двигателем при N_emax , который может быть принят равным 300-340 г/кВт·ч для карбюраторных и220-240 г/кВтч – для дизельных двигателей (точные расходы для отечественных двигателей выпуска до 1994 года указаны на стр.561-563 );

k_ω – коэффициент влияния w_e на q_e , значение которого приведены в таблице 1.1

Следует учитывать, что если в литературе частота вращения коленчатого вала двигателя n задана в об/мин, то для перевода ее в 1/сек используется известная зависимость:

= n /30, (1.8)

Результаты расчета сводятся в таблицу 1.2*.

1/сек;

кВт

Нм

Таблица 1.2 Результаты расчета.

Параметры	Размерность	Значения параметров
0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
	1/с	652,8
	кВт	13,5	28,8	43,2	53,8	52,896
	нм	123,9	132,1	132,5	123,8	106,6	81,029
	г/(кВтч)

Графики N_e , M_e и q_e от w_е приведены на рисунке 1.

Рис.1.1 –Внешняя скоростная характеристика двигателя.

* — во всех разделах расчетно-графической работы необходимо приводить пример расчета для одного из исходных данных, для того, чтобы можно было проверить правильность расчетов

Дополнительное задание:

По ВСХ определить:

— запас крутящего момента;

— коэффициент приспособляемости по оборотам;

— коэффициент приспособляемости по моменту.

Двигатели, часть первая: Куда кривая выведет?

Жалких четыре месяца назад я собирался продолжить пост насчет влияния связки коробки передач и мотора на динамику автомобиля – и вот теперь этот момент наступил. Не отходя от кассы, напомню канву повествования: все автомобили такие разные, потому что у них огромное количество самых разных моторов. Каких? Даже если не касаться гибридных силовых установок и прочих альтернативных источников энергии, принципиально отличающихся по своим потребительским свойствам типов обнаружится много больше двух.

Деление на бензиновые и дизельные двигатели усложним существованием атмосферных и наддувных модификаций, выкинем ненужные (не будем показывать пальцем, но это атмосферные дизели) и для полноты расширим кругозор разными типами наддува – для бензиновых моторов это турбо- и механические нагнетатели, для дизелей – силовые агрегаты с одной турбиной и двумя.

А по чему можно судить о характере каждого из моторов? Разумеется, не по двум числами – пиковому моменту и пиковой мощности, а хотя бы по их графикам. То есть тому, что принято именовать ВСХ, внешней скоростной характеристикой двигателя. Именно она показывает зависимость мощности и крутящего момента двигателя от оборотов вращения коленвала. Своеобразная кардиограмма пульса «пламенного мотора», который вместо сердца.

Что можно узнать из ВСХ? Да, собственно, все самое интересное: «верховой» это мотор или «низовой», с каких оборотов «едет» и на каких «скисает», эластичный он или не очень – да что говорить, если по ВСХ мы во многих случаях можем определить тип двигателя? Ничего сложного в этом нет; пойдем по порядку.

Небольшой дисклеймер: все графики взяты с сайта superchips.co.uk более чем авторитетной компании Superchips и являются результатами замеров этой компании. Поэтому значения могут несколько отличаться от заявленных производителями. На всех графиках серая кривая — это штатные показатели, синяя — значения для чипованного мотора. Вторые пока что интересны лишь для расширения кругозора

Бензиновые двигатели

Вот иллюстрация из хрестоматии для детей пятого класса церковно-приходской школы: «характеръ отмосферного двiгателя, объ котором молiтвы возносит одепт ево». Это такой атмосферник, который любой считающий себя образованным человек помянет добрым словом: после трех тысяч наблюдается оптимистичный подхват, а на пяти у мотора откроется второе дыхание, которое и вбивает залитого адреналином водителя в отсечку где-то за семью тысячами оборотов. Ключевых примет две – практически линейный график мощности и плавно ниспадающая кривая момента: характер мотора ровный, внешний вид ВСХ – более чем нордический.

Беда, в сущности, одна – такая карамельная внешняя скоростная характеристика выдает не запредельный уровень форсировки двигателя. И если «маловато будет», взгляните на следующий мотор: такими ужимками мощности и момента двигатель огрызается лишь для того, чтобы отозваться идеальными, как Эльбрус, пиками после 6 и 7 тысяч оборотов – по достижении резонансных частот впуска с выпуском.

В то же время мотор Audi S5 «едет» в намного более широком диапазоне оборотов, чем мотор BMW M5, а значит второму понадобится коробка с бОльшим количеством ступеней для реализации всего своего потенциала. Что и имеет место быть. Обратите внимание — подобной «рваной» ВСХ обладают все форсированные (свыше 100 л.с. с литра рабочего объема) атмосферники.

За такую характеристику, понятно, и умереть не жалко – но ее имеет около одного автомобиля из десяти тысяч, если не ста. Суровая правда жизни – это совсем другие атмосферники, с упорством и эмоциональностью нагруженного тряпьем мула таскающие серую массу городского потока. Встречайте двухлитровый Zetec с первого «Фокуса»: до 2,5 тысяч оборотов еще не едет, после пяти – уже. Между ними – серые будни офисного служащего, на отсечке в районе шести с небольшим тысяч – надрывный вой о несбывшейся мечте.

Зато сэкономить можно не только на самом моторе, но и на коробке для него – пяти ступеней хватит для реализации небогатых амбиций, да и четырех, положа руку на сердце, тоже. Таков диагноз всех слабофорсированных непродвинутых атмосферников. Внешний вид кривой крутящего момента — пологий холмик над могилкой достижений мотористов.

Впрочем, надежда есть всегда и долгое время определялась наличием избыточного давления на впуске: казалось бы, всего какой-то килограмм-полтора избытка – а какая смена характера! Вместе с характерным «пинком под зад», «впечатыванием спины в спинку» и «врезавшимся в зад КАМАЗом» турбомоторы научили и менее ярким словам — турбояме, турболагу — и «езде на моменте». Так что график двухлитровой Impreza WRX для нас, что исторические хроники: знаменитый подхват ближе к трем тысячам, завершающийся завалом после шести.

Но сетовать на это никому и в голову не приходило: передачи на полном газу все равно заканчивались слишком быстро, а провал в турбояму при езде отличал неудачников от настоящих гонщиков. Еще настоящие гонщики часто собирались в одних и тех же местах снаружи скоростных поворотов – именно туда их уносили ньютон-метры нежданно-негаданно оказывавшиеся на колесах при очередном приступе турбоподхвата. Пяти передач мотору в принципе хватало, но более форсированный мотор «стайки» их имел уже шесть. Внешний вид ВСХ отличается минимум двукратным, если не троекратным ростом момента при наступлении турбо катарсиса зоны

Все это продолжалось ровно до момента появления так называемых LPT – low pressure turbos, турбин с низким давлением. Притча во языцах – 1,8-литровая 150-сильная «четверка» VAG, встречаемая на самых разных машинах, в наших Палестинах — на Audi A4 и VW Passat особенно. Эти елочные игрушки с низким давлением – совсем как настоящие, у них есть крутящий момент и нет турбоямы, только вот «не радуют»…

Внешний вид кривых мощности и момента — практически как у привычного атмосферника, а турбированные «уши» выдает лишь непривычно раннее и ровное плато крутящего момента, получившееся из-за невысокого ограничения по давлению. Поэтому эти моторы так хорошо чипуются – просто они изначально сильно придушены» ади того, чтобы педантичный бюргер не подавился сосиской при нажатии на правую педаль.

К счастью, турбостроение идет вперед: непосредственный впрыск, повлекший высокую степень сжатия, схемы двойного наддува и, наконец, турбины с изменяемой геометрией крыльчатки позволили объять необъятное – практически полностью убрать турбояму, придать ВСХ вид лужайки в горах, одновременно обеспечив ломовые значения мощности и момента. Эти моторы ровно и мощно едут всегда и везде безо всяких там «но», а благодаря огромному запасу еще и отлично чипуются. Внешним видом ВСХ они похожи на моторы LPT, но взгляните на абсолютные значения шкал!

В качестве иллюстративного ряда торжества интеллекта над грубой силой пошел бряцающий медалями engine of the year BMW N54, а в качестве доказательства аксиомы о невозможности победить лом чем-то иным кроме него самого – монструозный V10 с Audi RS6. Насчет выбора коробки передач даже и рассуждать не хочется – эти моторы вытянут даже на коробке с четырьмя (считая нейтраль и заднюю :-)) ступенями.

Но у лома в нашем случае есть две реинкарнации и вторая снабжена не турбо-, а механическим нагнетателем, компрессором. Современные компрессоры работают эффективнее (большие механические потери – главный минус приводных нагнетателей) и сохраняют в неприкосновенности свою главную «вишенку» — дурную тягу с низких оборотов. Вот далеко не самый современный компрессорный мотор с Jaguar/Land Rover объемом 4,2 литра – так по крутящему моменту на двух тысячах оборотов он превосходит упомянутую выше твинтурбо-«десятку» Audi!

Одно плохо – мотор получается сравнительно низкооборотным, после пика на трех тысячах оборотах наблюдает завал, а после пяти с половиной – график рисует белый флаг. Эта проблема у компрессорных моторов связана с «механичностью» их привода: обороты шнеков агрегата линейно зависят от оборотов коленвала, так что если мы хотим получить достаточное давление уже с холостых, нужно быть готовым и к тому, что на отсечке обороты у компрессора будут ну о-о-очень большими. А это уже серьезная технологическая проблема. И если на компрессорном моторе нужны хорошие «верха», то внизу не будет практически ничего. Как на одном всем известном по C-классу мерседесовском моторе.

А очередной, непонятно какой по счету камбэк приводных нагнетателей состоялся на «ваговском» 3.0TFSI, но это уже совсем другая история.

Дизельные двигатели

Как ни печально, на этом бензиновые моторы заканчиваются – если не увлекаться делением на десятки подвидов (чем мы обязательно займемся как-нибудь попозже), любой мотор можно расположить в этой нехитрой классификации. Теперь для того, чтобы «в лицо» любую ВСХ вообще, нужно потыкать палочкой в дизельные тушки.

Настоящий атмосферный дизель радостью от эксплуатации начисто затмевает любой другой доступный мотор, за исключением паровой тяги – с удельной мощностью в районе сорока лошадиных сил с литра водителю открываются доселе неизведанные возможности по аутотренингу и достижению нирваны. Решением проблемы низкой литровой мощности дизелей испокон веков является турбонаддув со всеми своими плюсами и минусами.

Возьмем турбодизель обычный, на вкус приличный — он отличается узким рабочим диапазоном, и великолепным горбом крутящего момента, с численным значением которого дизелеводы таскаются, как с писаной торбой.

Холодный душ устраивает внешний вид кривых – для того, чтобы держать двигатель в тонусе, приходится часто-часто орудовать селектором КПП. Взгляните на ВСХ достаточно слабофорсированного двигателя VAG – до трех тысяч мотор не едет, после четырех – уже. Пик Коммунизма — одно слово. И заглохнуть на современном турбодизеле ничуть не сложнее, чем на бензиновом моторе: крутящий момент на полутора тысячах оборотов у бензинового атмосферника и турбодизеля 1,9 одинаков! Дабы далеко не ходить, вот 150-сильный 2.0FSI.

Конечно, с таким багажом дизели никогда бы не получили той популярности, которой они ныне заслуженно располагают, так что встречайте современные моторы – их можно именовать «новыми, улучшенными на 75 или сколько там процентов турбодизелями». Даже признанные овощеводами всего мира Volvo не остались в стороне: характеристикой 2,4-литровой «пятерки» можно радовать детей вместо новогодней елки. 300 Нм на оборотах чуть выше холостых, достаточно ровная АЧХ ВСХ и линейно растущая к редлайну мощность. А самое хорошее в этом моторе то, что он… больше не производится.

Ибо настоящее «наше все» турбодизелей — это две «улитки», которые позволяют убить разом средних размеров табун зайцев: обеспечить ровную кривую (вот словосочетание-то) момента, высокую степень форсировки и абсолютные значения на зависть всем и каждому. Кадка с пальмой первенства высится над баварскими «пропеллерами»: линейка Top Diesel недаром именуется «двигателями года». Да, собственно, по ВСХ все видно.

А звездой сегодняшнего вечера будет еще один Top Diesel, правда самый младший, четырехцилиндровый. 2 литра, это самый форсированный из современных серийных дизелей (102 л.с и 200 Нм с одного литра объема) – безо всяких преувеличений будущее, которое доступно уже сейчас и здесь.

Во второй части попробую заняться некоторой классификацией моторов с попутным раскрытием темы удельной мощности и некоторых других.