что дает портинг гбц
Распил каналов головки блока цилиндров
Все автолюбители, независимо от величины водительского стажа, стремятся любыми способами улучшить динамические характеристики своего автомобиля путем увеличения его мощности. Для этого можно использовать различные варианты усовершенствования авто, одним из которых является распил каналов ГБЦ. Такая доработка мотора является наиболее эффективной, поскольку установка тюнингованных распределительных валов с увеличенными фазами впуска/выпуска и подъемом клапанов не является достаточной.
Порядок выполнения работ
Приступая к распилу ГБЦ необходимо учесть, что это тонкий и кропотливый процесс, который требует определенного мастерства исполнителя, аккуратности и использования специального инструментария, в виде шаровой фрезы соответствующего диаметра, наждачной бумаги, шарошок, дрели, штангенциркуля и шланга, диаметр которого меньше расточенного канала. Проведение портинга головки блока предусматривает выполнение следующих операций:
Важные моменты
Главной проблемой, которую необходимо устранить в ходе доработки, является неточная стыковка отверстий каналов коллекторов и ГБЦ. Необходимо избавиться от «ступенек», и проверить прокладки на коллекторы на предмет создания препятствий для свободного прохождения воздуха и газов. Перед началом работ рекомендуется коллекторы посадить на штифты.
При обработке впускных и выпускных каналов, с помощью шаровых фрез разной формы и размеров, добиваются увеличения проходного сечения каналов, а также удаляют имеющиеся неровности и выступающие фрагменты. Каналы должны получить форму с максимально плавными изгибами при сохранении определенного радиуса кривизны. Доработка клапанов должна дать увеличенную пропускную способность, и уменьшить их вес. Это достигается изменением профиля тарелки, рабочих и дополнительных фасок клапана.
В процессе оптимизации степени сжатия следует учитывать, что эта величина представляет собой соотношение всего объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия дает увеличение мощности двигателя. При этом необходимо исключить возможность возникновения детонации при получении максимального коэффициента наполнения цилиндров за счет повышения октанового числа топлива и изменения качества горючей смеси.
Результат портинга
Данный способ усовершенствования двигателя, включающий расточку и корректировку текущего состояния цилиндров, даст возможность увеличить коэффициент наполнения цилиндров, благодаря чему повышается отдача и мощность мотора. Увеличение мощностных характеристик двигателя может достигать пятнадцати процентов. Практически определить эффект, который дал портинг, можно после окончания доработки. При условии, что головка обработана правильно, на оборотах двигателя около 2000 автомобиль плавно набирает ход, не теряя приемистости к 4000 оборотов.
Такая технология является довольно сложной, трудоемкой, требующей высокой концентрации и осторожности при выполнении операций. Поэтому лучше обратиться к опытным и квалифицированным мастерам, или выполнить все мероприятия самостоятельно после предварительного получения необходимых знаний и навыков.
Тюнинг ГБЦ часть 1
Портинг или тюнинг головки блока цилиндров. Прежде чем решится на это, на настоящий портинг, необходимо определится с целями вашего проекта. Может получится так, что результат вас может и расстроить.
Часто в рекламе, объявлениях видишь – делаем портинг, увеличение каналов, установка большего размера клапанов и т.д. Да, конечно это все хорошо, но всегда всему свое время и главное – если где-то прибавится, то обычно где-то должно убавится и не только в кошельке.
Немного исторических фактов
В начале 80-х годов команда Brabham team выступающая в Формуле 2 начала использовать мотор Хонда V6. Этот мотор получился с пиковой мощностью, слабой серединкой и узким рабочим диапазонов. В тот год, они в чистую проиграли 4-х цилиндровым моторам BMW. После провального сезона, инженеры команды обратили внимание на мотор и заметили, что впускной канал на моторе слишком большой. Просто уменьшив его, они сразу получили прибавку 5% максимальной мощности (на высоких оборотах) и 20% улучшение на средних оборотах.
Porsche к примеру, вначале построили свой гоночный мотор для 3.6 литра 911 GT3-RSR с использованием 42 мм впускных и 36 мм выпускных клапанов, такое решение показывало наилучший компромисс для современных, небольших камер сгорания с 4-мя клапанами на цилиндр и не большим (относительно) подъемом распредвалов для гоночных моторов. В последствии, после дальнейших исследований, тестов в 2004 году они уменьшили размер впускного клапана на 1 мм (41 мм) и выпускного на 2 мм (34 мм) и в результате получили существенное улучшение характеристик двигателя.
На впускном канале – 265 CFM, это совсем на немного больше, чем на сток форд фокус (дюратек 2.0 литра) и на порядок меньше чем на сток субару СТИ 2.0. Конечно, на выпускном канале у WRC мотора, для раннего спула фло порядком увеличили (CFM — 218) в сравнении со стоком (CFM — 174). Ну здесь отдельная история, в стоке на СТИ выпуск далеко не оптимален (с мотором турбо форд или тем более mitsubishi EVО лучше не сравнивать)
Еще один пример, мотор Duratec 2.0 имеет на впуске 255 CFM – этого достаточно для снятия 240 сил, зачем трогать голову? Если вы желаете больше, скажем 280 сил, то и здесь стандартного размера клапана хватит, но и есть свои тонкости в работе с каналами, ни в коем случае нельзя увеличивать весь их размер (только испортите характеристику мотора), все усилие необходимо направить на работу с горлом канала, клапаном и седлом. Если 300 сил, то здесь необходимо увеличить размер впускного клапана на 1мм и выпускного на 2мм.
Любое увеличение проходного сечения канала, увеличит проходимость воздуха (показатели CFM) и конечно максимальную мощность, но в свою очередь уменьшит скорость потока, а значит и процесс утрамбовки ((INTAKE RAMMING) будет ухудшен, как следствие потеря мощности на малых и средних оборотах. Немного писал об этом здесь.
Скажем так, теоретически максимальное значение какое может быть, это 146 CFM на 1 квадратный дюйм (минимального проходного сечения, часто горла канала). В реальности, рекордсмены (по данным 2008 года) 133 CFM/in2 для ГБЦ с 1 впускным клапаном и 137 CFM/In2 с 2 впускными клапанами на цилиндр. Будьте реалистами, скажем так для DOHC 130-132 CFM/In2 это вполне достижимый результат. Сток дюратек имеет значения 123 CFM/In2 (очень круто)
Пару советов на что необходимо обратить внимание при портинге для оптимизации потока (не вскрытие канала и тем самым ухудшая характеристику на низких и средних оборотах)
Здесь указаны основные места где происходят потери, а ниже в таблице указаны значения в процентах
Одно из правил работы с каналами – Форма это очень важно, а полировка нет. ГБЦ с грубой финишной обработкой, но с правильно сделанными формами всегда выдаст больше (на порядок) мощности, чем до блеска полированный, но с неправильными формами канал. Вообще будьте осторожны с финишной обработкой, особенно впускного канала, не используйте инструмент для этого с зернистостью больше чем 80, а то будут ухудшено смесеобразование. В аэродинамике есть такое понятие Пограничный слой (Boundary layer) грубая поверхность в отличии от зеркальной в данном случае это только плюс.
Кому интересно и кто немного знает английский
Скорость потока у самой поверхности равняется нулю. Я не хочу вдаваться в подробности, у нас в России много людей, которые это знают на несколько порядком лучше (выпускники авиационных институтов и т.д.)
Похожий случай, мячик для гольфа имеет грубую поверхность и не просто так, а в таком исполнении он летит дальше (чем если бы был гладким)
Полировка выпускного канала делается таким же способом, как и впускного, только, в данном случае необходимо немного больше «зеркала». Выпускные газы содержат углерод (carbon) он в виде сажи, нагара оседает на стенках, поэтому используя абразив с зернистостью 240 или даже 320 приветствуется, это поможет решить данную проблему. (Но не более)
Мне кажется также стоит отметить один из важных моментов, который при портинге выпускного канала приводит к ухудшению. Очень часто я встречал, что люди стараются подогнать размер выпускного канала под размер выпускного раннера (коллектора). Это операция приводит к потери мощности, особенно на средних оборотах. Многим это может показаться глупостью, но должен быть резкий скачек (ступенька) между выпускным каналом и входом в выпускной раннер (выпускной коллектор). Это поможет уменьшить поступление выпускных газов обратно в цилиндры (к примеру, в момент оверлап). Противоток выпускных газов всегда проблема на малых оборотах и к большому сожалению при установке распредвалов с большей полной фазой (duration) ситуацию только еще больше ухудшает
Как много в мощности вы выиграете при несоответствии размеров выпускного канала и выпускного раннера, будет зависеть от того, на сколько большая будет эта разница, ступенька. Но это не значит, что вы должны специально душить мотор на выпускном канале, он должен быть оптимального размера, точнее объёма и минимального проходного сечения. Или наоборот использовать диаметр выпускных раннеров большего размера, чем необходимо. Просто, сделайте этот порог, ступеньку, не увеличивайте размер выпускного канала для того чтобы подогнать под размер выпускного коллектора.
Для примера, на гоночном моторе 1.6 литра такая ступенька может прибавить до 3% максимальной мощности и около 5% в среднем диапазоне.
Так ну что, идем дальше. Если посмотрим на выше указанную таблицу, так там точка номер 8 – является источником потерь в размере 31%, точка 7 (17%) и 6 (19%). Все это связано с формой седла клапана, это то место где начинается работа по улучшению характеристик любого HIGH-PERFORMENCE ENGINE.
Основные типы работ проводимые на стадии портинга ГБЦ
Особенности расточки каналов ГБЦ своими руками
Расточка каналов ГБЦ даёт превосходную возможность для повышения мощности автомобильного двигателя. Это потребует определённой доработки каналов впускного/выпускного типа, чтобы наполнение цилиндрических систем топливом претерпело значительные улучшения. Топливо проходит через каналы с очень большой скоростью, из-за чего любой дефект может замедлить поток.
Расточка головки блока цилиндров (ГБЦ) требует выполнения следующих этапов:
Для выполнения данной деятельности требуются особые навыки и спецоборудование. В результате проведения этой работы двигатель становится мощнее в среднем на пятнадцать процентов.
Инструкция по тюнингу ГБЦ
Наиболее эффективным методом повышения мощности мотора с поршнем считается тюнинг ГБЦ.
Первым делом, нужно разобраться в том, как при помощи доработки головки блока цилиндра можно воздействовать на параметр мощности двигателя. Характеристики крутящего момента и мощности, которые определяются работой двигателя, основываются на коэффициенте НЦРС. Поэтому при увеличении наполнения происходит улучшение мощностных характеристик системы двигателя.
Для проведения тюнинга ГБЦ своими руками понадобится следующий набор инструментов:
При смещении полки вращательного элемента в наиболее высокие оборотные каналы можно получить нормальное повышение мощности, которое будет пропорционально росту полных оборотов. Вращательный элемент функционирует на основе 2-х базовых факторов – объёма работы, а также коэффициента заполнения цилиндров. В случае если объём рабочей силы был уже повышен до предельного уровня, то придётся разбираться с особенностями наполнения. Здесь придётся воспользоваться спортивными распредвалами, которые имеют увеличенные клапанные подъёмы, а также расширенными этапами входа и выхода.
Следующим этапом тюнинга ГБЦ является стыковка основных коллекторов. Прежде всего, необходимо ликвидировать «лесенки», образующие в канальном отверстии различные завихрения, что становится в результате причиной неправильных стыковок и торможения основного потока. В процессе удаления дефектов нужно также доработать прокладки, активируемые коллектором. Перед тем как удалить участки нестыковок, рекомендуется осуществить стыковку коллектора и штифтов. Это нужно сделать, потому что коллекторное крепление на многих двигателях может вызвать определённое смещение ГБЦ и плоскостей. Два штифта нужно будет разместить с обоих краёв коллектора. Далее находим участок, где можно просверлить отверстие и вставить штифт. На него сажается коллектор, и работа принимает готовый вид.
Потом в дело идут фрезы шаровые. Ими обрабатываются каналы. Нужно достичь того, чтобы канальный изгиб приобрел наиболее плавную форму. У поверхности должна присутствовать некоторая шероховатость, потому как это положительным образом оказывает влияние на то, как быстро испаряется бензин с поверхности канальных стенок. Элементы втулок направляющего типа тоже должны подвергаться тюнингу, чтобы снизить частоту помех, которые они создают. Втулки обычно стачиваются, чтобы снизить ресурс на моторах форсированного типа. Для сёдел и клапанов снижается вес, а также увеличивается способность пропускного типа. Для нормальной работы отсека сгорания улучшается наполнение основного цилиндра и предотвращается возможность детонации.
Как проводится портинг ГБЦ
Перед тем как провести портинг ГБЦ, нужно проверить наличие у себя нескольких компонентов:
Далее следуем инструкции:
Результатом проведения всех вышеописанных манипуляций будет являться то, что ГБЦ будет иметь более совершенные характеристики:
Таким образом, благодаря осуществлению доработки головки блока цилиндров можно добиться максимального раскрытия потенциала автомобильного двигателя.
Портинг и ломатинг ГБЦ. Итоги.
Описание работ
Разборка ГБЦ началась со сложностей, у впускного клапана первого цилиндра была расклёпана канавка под сухарь:
Важной характеристикой исправной ГБЦ является выступание торца клапана над тарелкой. Впускные клапана у меня были ощутимо изношены, для решения данной проблемы я помимо замены клапана, также сменил и тарелки, так как со временем они расклёпываются, отчего клапан уходит вглубь:
Между делом заглушил краник слива тосола. Для этого взял пробку на 1\4, как в масляном стакане и посадил её на резьбовой герметик. Воду я в двигатель никогда не лил, а краном ни разу не пользовался из-за его закисания:
Осуществлённые доработки были описаны в предыдущих статьях. В результате доработок на самом деле было снято крайне мало материала, тем не менее во избежание снижения степени сжатия при фрезеровке ГБЦ дополнительно попросил снять одну десятую мм. По итогу получились плавные переходы, даже на ощупь получился довольно приятный, плавный переход из камеры сгорания в канал:
Важным моментом я также считаю разрушение мифов. У примеру для меня важным было показать, что бездумная расточка каналов бессмысленна. Чего я добился, получив увеличение крутящего момента во всём диапазоне оборотов без увеличения сечения каналов:
Дальнейшие планы
Обязательно исследую вопрос УОЗ. Как минимум сделаю замер фактического УОЗ по ускорению маховика. Возможно сделаю и регулировку при помощи самодельного МПСЗ, но это не точно.
Ещё интересно попробовать впрыск воды\спирта на высоких оборотах. Это в теории должно повысить степень сжатия и снизить температуру в камере сгорания на высоких нагрузках. Поскольку такая система включается только на максимальных нагрузках, комфорт повседневной езды никуда не денется.
Выводы
После доработки ГБЦ звук работы двигателя ощутимо изменился. Как уже не раз писал, на высоких оборотах в очередной раз пропал звук «тяжести» работы. Кстати, на досуге надо будет замерить уровеь шума, возможно он и ниже стал. Тяга на холодную ощутимо возросла, подсос теперь можно убирать гораздо раньше. За счёт равномерного зазора от клапана до стенки камеры сгорания во всех цилиндрах выровнялось наполнение цилиндров, отчего ХХ стал практически идеальным. Двигатель теперь практически не колбасит. В теории за счёт облегчения наполнения цилиндров должен слегка снизиться расход.
Портинг – грамотный тюнинг ГБЦ
Тюнинг – популярное направление среди миллионов автолюбителей. Те, кто не доволен серийными автомобилями, кто стремится увеличить их мощность, прибегает к различным видам тюнинга. В вопросе доработки двигателя далеко не последнее, а скорее, одно из первых мест занимает тюнинг головки блока цилиндров (далее ГБЦ), так как именно от нее зависят многие мощностные показатели. Грамотная доработка ГБЦ позволяет добиться солидного прироста мощности – до 20 лошадиных сил, а в некоторых случаях еще больше. И одним из способов увеличить мощность двигателя, является портинг ГБЦ. Что это такое мы с вами выясним прямо сейчас.
Что такое портинг?
Портинг ГБЦ очень часто называется портингом каналов, так как работа связана именно с доработкой впускных и выпускных каналов головки блока. Отработанные газы движутся по каналам с очень высокой скоростью и любое сопротивление, препятствующее этому движению, заметно влияет на динамику и мощностные показатели двигателя. Поэтому, те, кто стремится выжать максимум лошадей из мотора, обращает свое внимание даже на такие мелочи. Вместе с этим, портинг подразумевает колоссальный объем работ, а значит, и затрат, поэтому, давайте разберемся, на сколько это сложное дело.
Что включает в себя портинг ГБЦ?
Мы упоминали о том, что портинг – это доработка каналов ГБЦ, а если говорить еще более подробно – это увеличение диаметра каналов, внутренняя обработка, изменение их геометрии, чтобы обеспечить максимально свободное движение газов. Следовательно, если изменению подверглись каналы ГБЦ, то нужны и новые клапана. Те, кто проводят тюнинг ГБЦ, в качестве улучшенного варианта предпочитают облегченные, Т-образные клапана.
Так как все идет по цепочке, портинг включает в себя и доработку седел клапана, устраняются малейшие неточности, которые могут создавать сопротивление свободному движению газов. Наконец, завершающим этапом является доработка камеры сгорания.
Доработка ГБЦ, или портинг – очень кропотливое дело, требует больших знаний и предварительных расчетов. Известны ситуации, когда после доработки головки двигателя, мотор становился вялым, а вся динамика ощущалась только на высоких оборотах. Поэтому, поручать это занятие нужно проверенным, специально обученным мастерам, так как велик риск не просто не увеличить мощность, а напротив, существенно понизить ее в результате грубого нарушения первоначальных характеристик.