Каждый владелец транспортного средства, даже если это мопед, скутер или мотоцикл, хочет, чтобы количество лошадиных сил в двигателе было больше. Увеличение мощности можно выполнять разными способами. Выбор технологии зависит от типа двигателя, желаемых результатов и финансовых затрат.
1 Зачем устанавливать турбонаддув
Системы турбонаддува, несмотря на кажущуюся дороговизну и сложность установки, на деле позволяют при аналогичных затратах получить более высокие показатели мощности мотора. Стоимость в пересчете на одну лошадиную силу, получаемую на выходе, в 2-3 раза меньше, чем, к примеру, при оборудовании двигателя атмосферным тюнингом.
Турбирование (турбонаддув) дает возможность выполнить модернизацию практически любого двигателя внутреннего сгорания. Мотоцикл, скутер или мопед с подобной системой имеет существенно увеличенные характеристики мощности: в некоторых случаях можно добиться роста в 1,5-2 раза по сравнению с заводскими характеристиками.
Турбонаддув чаще всего используется в моторах на дизельном и бензиновом топливе. В карбюраторных двигателях подобные системы встречаются гораздо реже. Это вызвано как большими сложностями в установке системы, так и возможной нестабильной эксплуатацией. Хороших показателей можно добиться только на заводских турбированных моторах. На обычных карбюраторных двигателях установка турбины может привести к снижению ресурса.
2 Особенности конструкции систем турбонаддува
Мопед или мотоцикл с системой турбонаддува имеет увеличенную подачу топлива и воздуха в цилиндры. Мощность двигателя мотоцикла или мопеда увеличивается за счет того, что воздушно-топливная смесь в цилиндрах при сгорании выделяет больше энергии, и таким образом повышается давление газа.
Традиционно система турбирования, которой оснащается мотоцикл или скутер, включает следующие компоненты:
- турбина;
- коллекторы (впускной и выпускной);
- интеркулер (используется для охлаждения воздуха);
- перепускной клапан;
- клапан для сброса давления;
- буст-контроллер (система управления наддувом);
- система подачи и слива масла;
- датчики;
- вспомогательные элементы и устройства.
Турбина является основным компонентом системы. От ее выбора во многом зависит результат модернизации двигателя мопеда. Тип турбины определяется конструкцией подшипникового узла. Втулочные турбины характеризуются тем, что вал крыльчатки закреплен во втулке, которая смазывается маслом под давлением. Турбина типа "шарик" имеет вал, который вращается в узле с шарикоподшипником и смазывается масляными брызгами. Шариковая турбина обеспечивает меньшее трение и более быструю раскрутку турбины. Кроме того, такая турбина требует для работы меньше масла. Втулочная турбина по сравнению с шариковой имеет меньшую стоимость и габаритные размеры картриджа. Геометрия крыльчаток определяется потребностями в мощности мотора скутера или мотоцикла и объемной эффективности. Для вычисления необходимых параметров требуется построение турбокарты, на основе которой можно выбрать подходящую модель турбины для конкретного мотоцикла или другого транспортного средства.
Подключение турбины к мотору скутера выполняется при помощи коллекторов. Коллектор впуска обеспечивает подачу воздушно-топливной смеси от турбины к двигателю. Конструкция впускного коллектора включает соединительные трубы, ресивер и другие элементы. Параметры ресивера (объем) определяются на основе показателей мгновенного расхода воздуха. Коллектор выпуска обеспечивает отвод выхлопных газов. Форма узла, соединяющего патрубки коллекторов, влияет на эффективность работы турбины, установленной на двигателе мотоцикла.
Интеркулер предназначен для охлаждения воздуха после нагнетателя. Это необходимо для того, чтобы не ослаблялся эффект надува в двигателе скутера. В турбонаддуве устанавливаются водяные или воздушные интеркулеры. Воздушный охладитель имеет более простую конструкцию и отличается высокой скоростью теплообмена окружающей среды и сжатого воздуха. К недостаткам воздушного охладителя можно отнести большие размеры, что приводит к возникновению задержек при создании давления в турбированной системе. Водный интеркулер имеет более сложную конструкцию, однако дает лучшие результаты после небольшой остановки мотоцикла – воздух в моторе во время простоя охлаждает воду, а после начала движения остывшая вода охлаждает воздух.
Скутер или мотоцикл, оборудованный турбированной системой, имеет перепускные клапаны, которые позволяют сбросить избыточное давление. Wastegate установлен внутри самой турбины и контролирует ее избыточный наддув. Blowoff предназначен для предотвращения аварийных ситуаций при повышении наддува и может настраиваться под конкретные характеристики давления.
Мотоцикл или скутер с турбированием оснащается буст-контроллером для управления наддувом. Это программируемое устройство обеспечивает регулировку параметров увеличения давления на разных передачах. Мотоцикл с буст-контроллером характеризуется "ровной" работой мотора.
Турбированный мотоцикл или скутер имеет специальную систему подачи и слива масла. Параметры трубки для подачи масла выбираются в соответствии с требуемым расходом масла и имеющимся давлением в узле подключения. Слив масла в турбированном скутере происходит под действием силы тяжести. Неправильная установка трубки слива приводит к увеличению расхода масла и неправильной работе двигателя. Мотоцикл, скутер, мопед и другие мототехнические средства имеют специфическую конструкцию, поэтому слив должен быть установлен выше уровня масла. Для этого применяют либо откачивающий насос, либо дополнительный бак.
3 На что стоит обратить внимание
В теории любой мотоцикл, скутер или мопед может быть оборудован турбонаддувом, но при небольших объемах мотора и больших предельных оборотах эффективность использования турбины резко снижается.
Кованая поршневая группа со степенью сжатия 11 и утолщенной прокладкой позволит учесть изменения в степени сжатия топливно-воздушной смеси. Скутер с турбонаддувом нуждается в использовании титановых шатунов – их небольшой вес позволит уменьшить нагрузку на коленвал и добавить двигателю динамики. Мотоцикл или скутер с турбированным тюнингом требует особого внимания к качеству креплений – следует использовать усиленные болты и шпильки. Каждый мотоцикл имеет слабое звено – это детали газораспределительного механизма. Для установки системы на мотоцикл рекомендуется использовать усиленную цепь и звездочки ГРМ. Скутер с более мощным мотором требует усиление сцепления – для этого можно применить кевларовые диски и центробежную крышку сцепления. Усиленный мотор может потребовать доработки коробки передач или замены ее на новую. Место расположения турбины, конструкция коллектора, место подведения системы смазки прямо зависят от модели мотоцикла.
Мопед или скутер с турбированием для стабильной работы должен пройти этап подбора комплектующих на стенде. Стендовые испытания позволяют определить оптимальные характеристики деталей системы на основе графиков мощностного стенда и графиков турбины.
В целом, процесс турбирования, который позволяет тюнинговать мопед или скутер, требует творческого подхода и высокого уровня профессионализма от специалистов, которые рассчитывают характеристики системы и устанавливают ее.
Не много расскажу о том, чем я и мои друзья занимаемся 🙂
Так получилось, что лет с 11-12 я начал интересоваться различными повозками с моторчиком) особенно, те которые громко гремели и сильно воняли :))) А именно картингом. При нашей школе была секция по картингу, и я туда с переменной регулярностью ходил 🙂 Трассы так таковой не было, гоняли за школой и по беговой дорожке))), а больше крутили гайки полумертвых моторов от двухскоростных мопедов, минсков и восходов))) В какой то момент, один из моих друзей рассказал что у него есть мопед карпаты… и тут меня понесло))) Я очень заинтересовался двухколесной темой и в 14-15 лет у меня появился мопед Дельта 🙂 С этим проклятым двухскоростным немощным моторчиком V-50м. Мопед был почти новым, только с кривой вилкой))) Обкатка прошла быстро, и тут я понял, что это зеленое гумно не едет ни хрена 🙂 Ну и достал всякие книжки и брошюры по запилу картинговых двигателей… позже подключился интернет… И начал пилить… много всего пилил, ломал и опять пилил… да и мопед этот частенько ломался))) Вобщем школа юного механика была очень насыщенная 🙂 Главной моей целью тогда было обогнать ЗиД-пилот 50) который в стоке был на много совершеннее архаичной дельты, имел аж на 1.5-2 л.с. больше мощности, на 1 передачу больше, да и особо то не ломался))) В итоге, по прошествию какого то времени, кучи запиленных цилиндров и поршней я достиг своей цели, и кое-как обгонял пилота, при попутном ветре 🙂
Затем был ИЖ-Планета спорт… на которой почти не поездив начался тоже тюнинг… с передлкой ходовки и всего мотора… Видимо, наблюдая за всем этим, родители пожалели меня и купили мне ямаху фазера 400)) на нем больше ездил чем тюнил))) правда по прошествию 2х сезонов, пришлось очень усиленно познавать азы ремонта японских мотоциклов… т.к. это ямаха с ее вечными проблемами зажатых клапанов и прочими приколами… Победив все приколы, пришло понятие, что больше не мечтаю об р1)))) А хочу "адский" джиксер без приколов))))
Ну и продав 400ку, был приобретен 750й джиксер 93г, с целью сделать из него стрита… С этого пожалуй и начался большой тюнинг))))) По итогу от этого джиксера на сегодняшний день из родных деталей осталась основная часть рамы, бак и картер двигателя… и теперь он 1192 кубика 🙂 и закорч продолжается 🙂
Паралельно, покупались еще джиксеры))) и складировались))) В это время после института поработал в Москве в Байкмото на диностенде Dynojet 250i. Набравшись опыта в ремонте мотоциклов и окончательно устав от столичной суеты было решение вернуться назад в Ковров и заниматься закорчем тут.
В 2011 году начал работать уже у себя в мастерской. Потихоньку стали появляться различной сложности проекты… К тому времени, я очень активно стал интересоваться турбо темой) И один мой хороший приятель захотел надуть его Хаябусу… правда сначала хотел сделать злую атму, но потом мы поняли, что это все баловство и бюджеты не сильно отличаются между турбо и атмо… Решили дуть 🙂 Заказали готовый турбо кит в канадской конторе RCC Turbos, турбо кит на базе гибрида гаррета-пресижн TE04 с интеркулером и прочими причиндаломи, рассчитанный на 400 сил с колеса. Ну и кучу различного железа в мотор, чтобы он мог переварить эту мощность. Решили готовить мотоцикл к гонкам Анлим 500, которые тогда только начинали набирать популярность. Конечно же хотелось всех порвать 🙂 Тем более, в то время лидеры анлима ездили на всего лишь 700-800 сильных авто :))
Как обычно, посредники, которые взялись доставлять все детали частично подвели, и не все приехало вовремя. Да и турбо кит от лидеров в этой отрасли не много опечалил. Он оказался нифига не болт он) Пришлось приложить не много рук, фантазии и сварки, чтобы он встал в итоге на свое место. По мотору пришла примерно половина деталей… например новые поршни под низкую СЖ пришли, а усиленные шатуны нет… Поэтому поставив все что было, решили в этот раз ограничиться мощностью до 300л.с. Собрав весь этот компот повезли мотик на стенд, поднастроить. Особо большого опыта в турбо мотиках тогда ни у кого не было, поэтому все осваивали сами методом проб и ошибок. Так например, пытались вдуть 1.5 бара при пружине в гейте на 0.6 бар, естественно были определенные проблемы 🙂
В итоге к Анлиму весна 11 года мы собрали бусу, на стоковой длине базы, с турбо китом и 240 л.с. и 200 НМ момента на колесе. Особо потестить перед гонками не успели, как обычно все делалось до самого последнего момента 🙂
По итогам заездов Слава (пилот и владелец бусы) занял третье место в общем зачете по времени (25.898c прохождение мили). Считаю очень не плохой результат для человека который не разу не ездил на турбо мотоцикле, и поехал фактически без прикатки, ну и мотоцикл выдавал всего 240 сил на сток базе, которая не давала нормально стартовать… Орги анлима были очень удивлены таким результатам, они в то время были на уровне лучших ГТРов. Некоторые даже не хотели нас в общий зачет награждать 🙂
Все, кому я говорил, что решил установить турбонаддув на легкий мотоцикл, крутили пальцем у виска и приговаривали «ну-ну, посмотрим, как твой двигатель расплавится и стечет на асфальт!»
Пару дней назад почта привезла мне все необходимое и мы с ребятами приступили к установке.
Мой мотоцикл, Yamaha WR250X – относится к классу мотардов. Это легкие мотоциклы с высокой подвеской и городской резиной, которые позволяют лихо кататься как по асфальту, так и по горкам, лестницам и бездорожью. Мотополиция и некоторые мотоциклисты мотардистов не любят, и надо сказать есть за что (ХАХА!).
Сама турбинка очень маленькая, с крошечной крыльчаткой и будет задувать в 250-кубовый двигатель всего пол-атмосферы. Однако это даст 75% прирост мощности, достигая в пике 54 л.с.
Красная линия на графике — работа двигателя с прямотоком и всеми доступными модификациями, а синяя – турбина.
Первый этап инструкции звучит примерно как «Снимите с мотоцикла все, что можете снять». Сама инструкция, кстати, состоит из 25 этапов, включая монтаж/демонтаж, пайку, настройку, напилинг и хирургию двигателя. Помощь квалифицированной мастерской тут необходима, так как в гаражных условиях некоторые действия выполнить просто невозможно.
После снятия всего пластика инструкция велит установить фильтр для вакуумной системы. Само по себе это занятие на две минуты, однако для того, чтобы подобраться к нужным болтам и правильно проложить вакуумную магистраль, пришлось потратить около часа на вытаскивание из рамы мотоцикла пластикового короба, на котором держится вся электроника и воздушная система.
Кстати, после установки турбины от вакуумной системы и системы забора воздуха в двигатель не остается вообще ничего, все трубки, клапаны и фильтры полностью демонтируются. Для того, чтобы подлезть к нужным отверстиям, нужно также снять бак и кучу пластика.
Пластиковую коробку для воздушного фильтра пришлось вытаскивать около 40 минут, это практически нереально. Не удивлюсь, если в аду надо бесконечно будет устанавливать и снимать такие коробки. Подсказка: ее лучше располовинить прямо внутри рамы и вытащить по частям.
Попутно меняются все технические жидкости, включая конечно масло. Во время работы подшипникам турбины нужны смазывание и охлаждение. В нашем случае масляный контур турбины будет врезан в масляный контур двигателя, передавая ему тепло от турбины.
Для этого в крышке маслянного фильтра высверливается отверстие и нарезается резьба под фитинг. Слив масла будет происходить в штатное заливочное отверстие двигателя. Сверление этой крышки — одна из самых тонких и опасных операций во всей этой истории. Стенки очень тонкие и малейшее неправильное движение испортит крышку и отложит установку до покупки новой. Ну а после сверления крышки назад пути не будет 🙂 Зажимаем ее аккуратно в тисках
Потом пробойником делаем отметку по центру и на малых оборотах начинаем высверливать отверстие, постепенно увеличивая диаметр сверла. Кстати, специально для этой операции пришлось заказывать дюймовые сверла и метчик.
Приступаем к резьбе. Здесь уже никакой автоматизации, все очень аккуратно, медленно и вручную. Чтобы не повело метчик и не задрало металл, обильно подливаем масла в процессе нарезки.
Готовое изделие чистим, промываем и полируем, резьбы промазываем тефлоновым герметиком и устанавливаем на мотоцикл.
Уже после этого можно прикручивать турбину на двигатель и устанавливать остальные подсистемы. Турбина будет держаться на выпускном колене, которое прикручивается к двигателю. Выхлопные газы поступают по этому колену в турбину, раскручивая ее крыльчатку до 100 тысяч оборотов в минуту. На том же валу установлена вторая крыльчатка, которая накачивает чистый воздух в систему и создает давление. Отработанные газы после турбины через фланец уходят в прямоточный глушитель. Конечно, сразу фланец влезать в приемную трубу глушителя не захотел, и пришлось немного над ним поработать.
Практически установленная турбина, видно крыльчатку ротора и механизм блов-офа. Когда давление в трубе наддува превышает расчетное, открывается клапан, пускающий выхлопные газы в обход турбины и давление падает.
К системе впуска подключается сразу несколько средств контроля. На руль ставится вот такой датчик, показывающий текущее давление.
Работой двигателя управляет пауэркоммандер со специальной картой. По словам производителя турбины, он провел около 5 дней на стенде, всячески гоняя двигатель и вычисляя идеальную топливную карту для турбированного двигателя. На заднем плане виден резервуар-компенсатор. Засунуть его в установленный обратно воздушный короб — очень нетривиальное занятие. Сразу вспоминаешь анекдоты про гинеколога, который через выхлопную трубу поменял свечи.
Рядом с пауэркоммандером устанавливается вакуумный датчик, который подпаивается к питанию датчика газа. Сигнальный провод от него уходит на аналоговый вход пауэркоммандера.
Затем все это электронное добро изолируется и прячется в короб воздушного фильтра, тоесть туда, где он когда-то был.
Производитель пишет, что сборка занимает около 3-4 часов, однако в первый раз это займет куда больше времени. Сразу после установки турбины и подключения всех систем решили протестировать мотоцикл и выкатили его на улицу. Сама идея установки турбины на мотоцикл — достаточно сомнительная, поэтому испытания решили обезопасить огнетушителем. Перед запуском по два раза проверили каждый пункт инструкции. Дело в том, что в процессе установки есть 4 этапа, ошибки в которых приведут к уничтожению двигателя. Это касается в первую очередь правильного подключения датчиков давления и вакуумных трубок, поэтому все нужно было еще раз перепроверить.
Наконец, запуск. Турбина работает охренительно. Сам мотоцикл стал сильно тише, особенно учитывая что до этого на нем стоял прямоток и полный выпуск. После нескольких тестов ставим обратно бак, пластик и сиденье и турбированный мотард готов.
Небольшой FAQ от владельца турбированного мотоцикла.
Во сколько обошлось?
Без стоимости мотоцикла и вместе с доставкой – около 80000 рублей.
Ну как, валит?
Мой мотард конечно и до этого неплохо валил, но езда с турбиной – это несравнимо круче. Где-то с 4000 оборотов начинается подхват турбины и тут остается только покрепче держаться за руль, мотоцикл тянет вперед очень сильно.
Каков ресурс и когда расплавится двигатель?
Производитель говорит, что некоторые проезжали до 10000 миль с установленной турбиной и это очень круто. Так как объем двигателя очень небольшой, а металла на нем много, у него выходит хороший запас прочности. Однако масло теперь придется менять раза в два чаще.
