Тюнинг голов цилиндров

Одним из способов получения большей производительности мотора является увеличение скорости и объема потока смеси, проходящей через камеру сгорания. Естественно, это вносит изменения в работу ГРМ, т.е. требуется замена распределительных валов. Работа с клапанами и камерой сгорания называется портингом (Cylinder head porting) и довольно распространена среди мото-энтузиастов и гонщиков.

Сам процесс портинга заключается в увеличении и полировке впускных и выпускных каналов, а также изменение камеры сгорания с учетом новых каналов хода смеси. «Мерилом» служит величина объемной эффективности (Volumetric efficiency) — это разница между реальным и теоретическим потоком смеси, проходящем через камеру сгорания. Большая часть стоковых моторов обладают эффективностью ниже оптимальной. А портинг позволяет улучшить этот показатель на ~20% и более. Если процедура проведена неуспешно, то можно потерять мощность и получить проблемы с перегревом и грубой работой мотора.

Не забывайте, что «больше — не значит лучше». Можно взять инструмент и убрать некие дефекты серийной сборки – сделать впускные и выпускные каналы более гладкими и ровными, убрать в камере сгорания непродуваемые зоны, модифицировать сами клапана… Работы много, но гарантии нет. Почему? Аэродинамика – вещь непростая. Математически описать процессы, проистекающие в двигателе, сложно. Взять ручку, бумагу и сделать вычисления и исходя из результатов что-то подрезать, отрезать, загнуть – сложно… Или “кинуть глазом” и сказать, где тут лишнее… Порой результат прямо противоположный ожидаемому или никакой. Ради справедливости надо сказать, что в аэродинамике есть резервы. Но извлечь их гарантированно можно, только выполнив ряд экспериментов, продувая пластилиновые макеты каналов на специальной установке, подбирая форму в соответствии с требованиями новых условий работы двигателя. Маловероятно, что это можно сделать “на коленке”. Если в первом случае можно говорить о том, что увеличили на 30% объем – получили момент больше на 30%. Во втором – увеличили давление нагнетания на 10% – получили момент больше на 10%. А вот в случае модификации газодинамики сказать с уверенностью, что момент увеличится на 10-15% или увеличится вообще… Сложно.

Есть много путей и способствующих факторов, например, степень сжатия, выбор распредвалов и т.п., однако все упирается в вопрос «где вы хотите получить пик мощности?». Некоторые предпочитают смещать его к высоким оборотам (вроде гонщиков NASCAR), другие же предпочитают нижний диапазон (драг рейсинг). Портирование голов поможет как в первом, так и во втором случае, но нельзя получить оба варианта сразу, так что надо делать выбор.

Для примера — картинка ниже.

Желтая зона — стоковый путь смеси. Он заваривается. Голубая зона — новый портированный канал. В данном случае улучшение производится за счет изменения угла, под которым идет поток смеси. Ограничениями являются высота и общая компоновка клапанной головки, а также  количество металла вокруг канала. Для «уличных» мотоциклов такие операции не проводят из-за сложности и для того, чтобы подходил стоковых выхлоп.  Простая полировка канала даст прирост около 1%.

Для примера посмотрим на реальные цифры после тюнинга TwinCam88:

FLH,FLHT,FLHR — тяжелые мотоциклы с кофрами, сумками, прицепами и упитанными наездниками

• мощность: крутящий момент 135+ Н/м, 90-95 л/с
• головы цилиндров Stage 2,
• кит на 95″, поршни под степень сжатия 9.5,
• распредвалы Andrews 26, 37 или Woods #6 or 7
• Power Commander USB111
• хороший выхлоп

Softail, Dyna, FXR — более легкие, чем туреры

• мощность: крутящий момент 142-156 Н/м, 95-110+ л/с
• головы цилиндров Stage 2,
• кит на 95″, поршни под степень сжатия 10.1
• распредвалы Andrews 32,54, 55 , 60 или Woods TW-7, TW8, TW9
• Power Commander USB111
• EFI или карбюратор S&S E/G, Mikuni 42/45
• хороший выхлоп

График изменения CFM* после портирования голов

* CFM – Cubic Feet Per Minute – параметр, характеризующий, сколько кубических футов жидкости/газа в минуту пройдет через неподвижную точку.

Многие производители aftermarket деталей для Харли выпускают готовые портированные головы. Если посмотреть на таблицу мощности для TwinCam, то отлично видно, что в большинстве случаев головы цилиндров либо заменены, либо портированы.

Пример кита из Cyclerama для все того же TwinCam88А:

(2) портированные и полированные головы
(1) манифолд для Mikuni HSR45
(1) распредвалы под цепь с подшипниками ,уникальной формы кулачков, лифт 0,575 «
(4) улучшенные гидрокомпенсаторы
(1) регулируемые толкатели клапанов
(1) набор прокладок
(1) набор клапанных пружин
(4) нержавеющие азотированные клапана
(4) уплотнители клапанов Viton
(4) бронзовые направляющие клпанов
(1) более прочные шпильки голов цилиндров
Цена комплекта — $2275.00 в США
Такой набор сместит пик мощности в диапазон оборотов 2300-4500, а 100% крутящего момента будут выдаваться в диапазоне 3100-3200 об/мин. Итоговые цифры — 94 л/с и 132 Н/м на колесе.

Старый добрый Эво тоже подвергается портированию. Интересно, что если планируется снимать от 90 л/с и далее, головки обычно оставляют с родной камерой. Мало того, даже размер клапанов не увеличивают, если не планируют снимать больше 100 л/с.

FLH,FLHT,FLHR

• мощность: крутящий момент 122+ Н/м, 85-95 л/с
• головы цилиндров Stage 2,
• поршни под степень сжатия 9.8,
• распредвалы Andrews 27 или Woods #6 or 7
• Power Commander USB111
• хороший выхлоп

Softail, Dyna, FXR

• мощность: крутящий момент 122-128 Н/м, 90-95 л/с
• головы цилиндров Stage 2,
• поршни под степень сжатия 10.5
• распредвалы Andrews 51, 7, 72 или Woods #7 or 8 , 9
• Power Commander USB111
• хороший выхлоп

Для России не стоит вопрос «где портировать головы?», поэтому придется воспользоваться услугами компаний, производящих готовые комплекты, например, S&S

Источники:

http://www.danvanceracing.com/id25.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Cylinder_head_porting
http://www.floheadworks.com/Articles/h-d_porting_secrets.htm

http://www.nightrider.com/biketech/hplist_twin_cam.htm

Оставить комментарий

Вы должны быть залогинены чтобы оставить комментарий.