Одним из путей форсировки двигателя является увеличение его рабочего объема. В этой статье мы опишем большинство нюансов, связанных с этой операцией, применительно к двигателям автомобилей ВАЗ.
Когда экономически выгодно проводить увеличение объема двигателя? Лучше всего это делать, когда износ цилиндров минимален или, наоборот, требует ремонта с переходом на ремонтный диаметр. При минимальном износе цилиндров можно, подобрав поршни, не переходить на ремонтный размер цилиндров. Так же существует возможность использования тех поршней, которые были установлены на двигателе до его переделки, при условии минимального износа и зазоре с цилиндром не более 0,05 мм, их необходимо только доработать, как описано ниже.
Если износ цилиндро-поршневой группы значителен и двигатель требует ремонта с расточкой в следующий ремонтный размер, экономически целесообразно совместить ремонт с увеличением рабочего объема.
При удовлетворительном состоянии цилиндро-поршневой группы увеличение объема проводить не выгодно. Для ремонта с расточкой в следующий ремонтный размер еще рано, а точно подобрать поршни уже не получится из-за износа цилиндров. Единственный выход, если позволяет износ цилиндров - это хонинговка цилиндров под поршни большего класса. Минус данной операции - невозможно осуществить платохонингование.
Начнем с переднеприводных моделей ВАЗа. Двигатель 2108 (1300 куб.см) в этой статье затрагиваться не будет, так как увеличение его рабочего объема хотя и возможно, но не получило широкого распространения ввиду экономический нецелесообразности. Скажем лишь, что рабочий объем этого двигателя можно увеличить за счет установки коленчатых валов с увеличенным ходом поршня (74,8 и 78,0 мм) и увеличения диаметра цилиндра до 79 мм. Максимально возможный рабочий объем данного двигателя 1530 куб. см (геометрия 79Х78 мм).
Двигатель 21083 является продолжением ряда двигателей 2108. Увеличив диаметр цилиндра при неизменном межцилиндровом расстоянии, конструкторам ВАЗа пришлось отказаться от рубашки охлаждения между стенками соседних цилиндров. В итоге это сказалось на ресурсе, так как более напряженный тепловой режим работы цилиндро-поршневой группы требовал более строгого соблюдения всех норм и допусков для её деталей. Плюс к этому блок цилиндров стал более теплонагруженным. Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что дальнейшее увеличение диаметра цилиндра в стандартном блоке 21083 нежелательно из-за проблем, связанных с тепловым режимом двигателя и тонкими стенками цилиндров. И вариант расточки до 84 мм следует рассматривать только в крайнем случае. Здесь следует отметить, что в продаже можно встретить ремонтную поршневую группу Mahle диаметром 83,0 мм, которая позволяет увеличить количество возможных ремонтов двигателя до трех.
Увеличение рабочего объема двигателей семейства 21083 до 1600 куб. см.
Наиболее распространенным вариантом увеличения рабочего объема до 1600 куб. см является увеличение хода поршня до 74,8 мм (стандартный - 71 мм) путем замены коленчатого вала. Эта операция почти во всем схожа с ремонтом двигателя: снятие, разборка, измерение и дефектовка деталей, при необходимости - расточка цилиндров в следующий ремонтный размер, полная динамическая балансировка нового коленчатого вала с маховиком и корзиной сцепления и так далее. Но на двух операциях следует остановиться подробнее. При увеличении хода поршня, не могут быть использованы стандартные поршни, так как в ВМТ они выйдут из блока на 1,4 мм (именно на 1,4 мм, а не на 1,9, как следует из расчетов, так как в стандартном двигателе 21083 существует недоход поршня на 0,5 мм). Эта проблема решается несколькими путями.
Первый способ - использование специальных горячештампованных (так называемых кованых) поршней, которые изготовлены специально для данного коленчатого вала. Существует несколько фирм, занимающихся изготовлением таких поршней. Легче всего найти такие поршни диаметром 82,0, 82,4, 84,0 мм различных классов. Кованые поршни бывают как обычной формы, так и Т-образные. Последние значительно легче по массе. Обычно такие поршни не имеют инваровых вставок, поэтому рекомендуемый зазор для них составляет 0,05 - 0,08 мм (как в двигателях классических ВАЗов). Цена на эти поршни колеблется в пределах от $70 до $220 за комплект. Средняя цена за комплект таких поршней (82,0-82,4 мм, со смещенным пальцем, ход 74,8 мм) составляет $90-120. К недостаткам данного способа следует отнести лишь относительно высокую стоимость. К предложениям купить кованые поршни за $20-$35 советуем относиться крайне осторожно, так как часто встречаются случаи разрушения таких поршней в процессе работы двигателя.
Второй способ подразумевает использование стандартных поршней, прошедших доработку. Путем механической обработки с днища поршня снимаются требуемые 1,4 мм. Вместе с данной операцией имеет смысл углубить на те же 1,4 - 1,7 мм циковки под клапаны. К минусам данного способа следует отнести следующие факторы:
1. Ослабление днища поршня, которое может привести к его разрушению при работе двигателя с детонацией.
2. Если состояние цилиндро-поршневой группы двигателя 21083 позволяет использовать те поршни, которые были установлены на двигателе до его переделки, то возникает необходимость выпрессовывать поршневой палец. В ходе данной операции существует вероятность повреждения поршня с невозможностью его дальнейшего использования. Данный фактор отсутствует в двигателе 2110 и 2111, так как в них применен плавающий поршневой палец.
3. Увеличение степени сжатия (более 10,5) из-за уменьшения объема камеры сгорания в поршне. Возможна корректировка степени сжатия путем снятия более чем 1,4 мм с днища поршня, но при этом ослабление днища поршня может привести к его разрушению (см. п. 1).
Одним из вариантов данного способа является использование поршней 21213. Данная мера позволяет без значительного ущерба для прочности поршня снимать с его днища до 2,5 мм, так как поршень 21213 имеет значительно более толстое днище, чем поршень 21083. Это позволяет скорректировать степень сжатия, если это необходимо. Как и в случае с поршнями 21083, необходимо сделать циковки под клапаны глубиной не менее 4 мм. В двигателе 21083 потребуется замена шатунов на 2110, так как в поршнях 21213 используется плавающий поршневой палец.
Третий способ - применение укороченных шатунов. На первый взгляд - самый выгодный, так как позволяет использовать стандартные поршни. Степень сжатия 10,5 и может быть понижена до 9,9 для использования бензина с октановым числом 92 путем, опять же, снятия металла с днища поршня (около 0,5 - 0,8 мм). Но не все поршни разойдутся с противовесами коленчатого вала в НМТ, а точная механическая обработка юбки поршня или противовесов коленчатого вала- процесс сложный. Поэтому этот вариант является наименее желательным.
Теперь перейдем от теории к практике. В зависимости от комплектации, размер затрат на увеличение объема до 1600 куб. см лежит в пределах $ 200 - 300. Это без стоимости работ. Ниже приведены два варианта комплектации со средними ценами по Москве:
Вариант 1
Коленчатый вал 74,8 мм $ 120
Кованые поршни $ 90
Поршневые кольца и пальцы $ 25
Вкладыши, сальники, необходимые прокладки $ 20
Балансировка коленчатого вала $ 10
Перепрессовка поршневых пальцев $ 5
Итого: $270
Вариант 2
Коленчатый вал 74,8 мм $ 120
Доработанные поршни 21213 $ 30
Шатуны 2110 $ 15
Поршневые кольца и пальцы $ 25
Вкладыши, сальники, необходимые прокладки $ 20
Балансировка коленчатого вала $ 10
Итого: $220
В эти варианты не включена стоимость расточки цилиндров с платохонингованием в ремонтный размер ($ 20-40), так как это требуется не всегда. Стоимость работ по увеличению объема двигателя, для Москвы, колеблется в пределах $ 200-400.
Увеличение рабочего объема двигателей 21083 более 1600 куб. см.
При определенных обстоятельствах или при целенаправленном получении максимального рабочего объема, возможна расточка стандартого блока 21083 до диаметра цилиндров 84,0 мм. Если все работы проделаны на должном техническом уровне, возможно увеличение рабочего объема двигателя 21083 до 1773 куб. см (84,0х80 мм). При этом у двигателя останется еще, как минимум, два ремонтных размера - 84,40 мм и 84,60 мм. Следует заметить, что при построении двигателей такого объема, очень важно контролировать геометрическую степень сжатия, так как основной проблемой в данных двигателях является детонация, которая возникает при завышенной степени сжатия и неправильной регулировке угла опережения зажигания.
Помимо коленчатого вала с ходом поршня 74,8 мм, существуют еще коленчатые валы с ходом поршня 78,0 мм и 80,0 мм. При использовании этих коленчатых валов можно получить следующие варианты геометрии цилиндро-поршневой группы:
82Х78 мм (рабочий объем до 1680 куб. см)
82Х80 мм (рабочий объем до 1720 куб. см)
84Х78 мм (рабочий объем до 1750 куб. см)
84Х80 мм (рабочий объем до 1798 куб. см)
С данными коленчатыми валами используются только кованые поршни рассчитанные на ход поршня 78 и 80 мм соответственно.
Средняя стоимость коленчатого вала с ходом поршня 78 мм колеблется в пределах $ 180-250.
источник: http://stierlitz.narod.ru