Simpla dorință de a obține mai multă putere de la mașina dumneavoastră nu necesită să fiți inginer sau pilot de curse; acei cai putere în plus sunt ceea ce face ca șofatul să fie interesant!
Turner a fost martor la prea mulți clienți care au încercat să forțeze montarea unui compresor incompatibil pe un motor, ceea ce a dus la niveluri de performanță care nu corespund așteptărilor clienților și la alte complicații. Această practică duce la probleme.
Inducție forțată
De la inventarea motoarelor cu combustie internă, inginerii, pasionații de viteză și proiectanții de mașini de curse au căutat modalități de a obține mai multă putere din motoarele de dimensiuni standard. O soluție ar putea fi construirea unor motoare mai mari, ceea ce crește atât greutatea, cât și necesarul de bani; o altă opțiune ar putea fi creșterea admisiei de aer cu supraalimentatoare sau turbocompresoare atașate direct la un motor.
Ambele dispozitive folosesc turbine pentru a crește fluxul de aer într-un motor și pentru a-l forța. O curea sau o scripete antrenează aceste turbine și creează ceea ce se numește presiune de supraalimentare în interiorul unui colector de admisie; o supraalimentare mai mare crește fluxul de aer, ceea ce duce la o producție mai mare de cai putere.
Pentru o înțelegere a supraalimentării, este util să știți cum respiră motorul mașinii dumneavoastră. Pe măsură ce pistonul se deplasează în jos în alezajul său, el creează o zonă de presiune mai mică în camera sa de sus, ceea ce determină un flux gazos între zonele cu presiune mai mică și mai mare – aceasta înseamnă că, pe măsură ce pistonul se deplasează în jos în cilindrul său, el aspiră aer și combustibil la o rată crescută.
Presiunea aerului în colectorul de admisie al unui motor este de obicei măsurată în livre pe inch pătrat (psi). Un motor cu aspirație naturală care funcționează la nivelul mării primește în mod obișnuit aproximativ 14,7 psi de oxigen în cilindrii săi, în timp ce unul echipat cu supraalimentatoare sau turbocompresoare poate produce o presiune a aerului între 7-8 psi; în orice caz, este mai mare decât cea prevăzută inițial în specificațiile de proiectare.
O admisie suplimentară de aer produce mai multă putere, dar generează și căldură suplimentară care necesită combustibil suplimentar pentru a răci și a calma pereții cilindrilor arși. Astfel de solicitări ar putea depăși cu ușurință capacitatea existentă a unui motor și ar putea cauza funcționarea slabă sau ruperea pistoanelor.
Software-ul de gestionare a motorului utilizează diverse strategii pentru a menține raportul de compresie și presiunea de supraalimentare la un nivel scăzut și momentul de aprindere optim pentru o putere maximă. Injectoarele de combustibil pot fi, de asemenea, modificate pentru a furniza combustibil suplimentar atunci când este necesar și pentru a înlocui vechile carburatoare cu unități electronice pentru o fiabilitate suplimentară.
Raportul de compresie
Reglajul motorului oferă multe oportunități de optimizare a puterii de ieșire, creșterea raportului de compresie fiind o strategie eficientă în acest sens. Făcând acest lucru, crește cantitatea de aer care intră în timpul fiecărei curse de admisie și, prin urmare, sporește energia disponibilă – dar trebuie luați în considerare mulți factori înainte de a alege un raport de compresie ideal pentru un anumit motor.
Raportul de compresie măsoară raportul dintre volumul cilindrului și cel al camerei de combustie atunci când pistonul se află la cursa maximă și minimă. Un raport de compresie mai mare echivalează cu o cantitate mai mare de aer comprimat în camera de combustie pentru o producție mai mare de energie, precum și cu necesitatea unei cilindree mai mari pentru a preveni deteriorarea pistonului în timpul deplasării sale.
La bază, rapoartele de compresie sunt de două feluri: statice și dinamice. Rapoartele statice sunt calculate pe baza volumelor cilindrului și ale camerei de combustie la ambele capete ale cursei lor, în timp ce rapoartele de compresie dinamice iau în considerare toate gazele care intră sau ies în timpul fazelor de compresie – acestea tind să fie mai mici decât cele statice.
Angajarea mai multor garnituri de cap pentru a obține raportul de compresie ideal nu este niciodată recomandată, deoarece acest lucru sporește contactul metal-metal și probabilitatea apariției de scurgeri, putând chiar deteriora un motor dacă este instalat necorespunzător.
Raportul de compresie optim pentru orice motor depinde de mai mulți factori, inclusiv tipul de combustibil, cifra octanică și modul în care va fi utilizat în timpul activităților de curse sau de conducere. De exemplu, motoarele de motociclete care utilizează metanol sau GPL pot avea rapoarte de compresie mai mari datorită faptului că acești combustibili posedă o cifră octanică mai mare – oferind performanțe mai mari decât motoarele pe benzină.
Raportul de compresie ideal va depinde, de asemenea, de tipul de arbore cu came utilizat și de durata și reglajele de sincronizare ale acestuia, inclusiv de curățarea orificiului de admisie, care afectează cantitatea de aer reținută în timpul fazei de compresie.
Nivelul de supraalimentare
Puterea produsă de un motor este direct proporțională cu cantitatea de aer care umple fiecare cilindru, dar extinderea camerei de combustie a unui motor nu poate crește prin simpla deschidere a clapetei de accelerație. Supralimentarea rezolvă această problemă prin creșterea volumului de admisie, forțând în același timp intrarea mai mult aer în motor – acest lucru permite aprinderea prin scânteie și arderea mai mult combustibil, producând putere suplimentară pentru un randament mai mare.
Supraalimentatoarele diferă de turbocompresoare prin faptul că folosesc o parte din puterea arborelui cotit al motorului în loc de presiunea gazelor de eșapament pentru a acționa compresorul lor, cunoscut sub numele de boost. Această putere ajută la acționarea compresorului cu ajutorul unui sistem de curele și scripeți, cunoscut sub numele de supraalimentare; utilizarea sa îl distinge ca fiind caracteristica sa caracteristică; cu toate acestea, rețineți că supraalimentarea poate răpi o parte din puterea unui motor – datorită acestui efect de supraalimentare se pierd cu până la 20% mai puțini cai putere în comparație cu un motor nealimentat.
Pentru a menține o putere constantă a unui motor supraalimentat pe măsură ce crește altitudinea, trebuie instalate un intercooler și un colector de admisie corespunzător. Un intercooler eficient trebuie să aibă o capacitate de răcire suficientă la niveluri ridicate de supraalimentare, având în același timp o protecție suficientă a garniturii împotriva detonării amestecurilor aer comprimat/combustibil.
Deoarece nivelurile mai ridicate de supraalimentare exercită o presiune suplimentară asupra motorului, utilizarea unui combustibil cu cifră octanică mai mare decât cea recomandată de producătorul acestuia poate ajuta la evitarea aprinderii premature a bujiilor care produc bătăi de pre-detonare. Pentru a face acest lucru, momentul inițial de aprindere trebuie setat între 6-10 grade înainte de punctul mort superior (BTDC), calibrând în același timp curba de avans a distribuitorului astfel încât să se asigure un avans total suficient la turații ridicate.
Pentru rezultate optime, modernizați sistemul de alimentare al vehiculului dvs. cu unul care dispune de un regulator de presiune a combustibilului de tip retur. Multe sisteme OEM nu măresc presiunea combustibilului în timpul supraalimentării, ceea ce duce la probleme. Pentru a minimiza potențialele probleme cauzate de această situație, asigurați-vă că regulatorul de presiune externă are o stare bună, cu injectoare curate care funcționează conform destinației.
Injecție de combustibil
Sistemele de injecție a combustibilului utilizează benzină sub presiune pentru a alimenta motorul mașinii dvs. prin intermediul unor duze mici și precise din camera de combustie. Acestea sunt controlate de modulul de control electronic (ECU) al mașinii dvs. pentru a furniza cantități precise exact la momentul potrivit, optimizând raportul aer/combustibil și sincronizarea aprinderii – creând mai multă putere cu un consum redus de combustibil decât o fac carburatoarele tradiționale.
Un sistem eficient de injecție a combustibilului include pompa de combustibil, injectoarele, corpul de accelerație și filtrul. Pompa furnizează un flux de benzină de înaltă presiune care urmează să fie injectat direct în colectorul de admisie prin intermediul injectoarelor controlate de ECU, cu ajutorul unor comenzi de presiune de deschidere a arcului principal pentru duzele de injecție, precum și a unor conexiuni electronice care primesc semnale de la computer pentru a le deschide sau a le închide în diferite momente în timpul procesului de ardere a motorului. După aprinderea prin aprinderea bujiei, amestecul se aprinde cu gazele de eșapament fierbinți care acționează turbina din compresor.
Există mai multe tipuri de sisteme de injecție de combustibil, inclusiv multiport și directe. Injecția multiport se bazează pe utilizarea unor injectoare separate pentru fiecare cilindru, cu o duză de injecție plasată în apropierea orificiilor de admisie ale acestora, pentru a asigura o livrare precisă a combustibilului, minimizând în același timp pierderile datorate căldurii sau presiunii.
Injectoarele multiport pot facilita mai multe evenimente de injecție pentru a spori eficiența și atomizarea motorului, ajutând la maximizarea performanțelor motorului și a atomizării. Un astfel de eveniment de injecție, cunoscut sub numele de preinjecție, furnizează cantități mai mici de combustibil direct într-un cilindru înainte de injecția principală pentru o ardere îmbunătățită și poate chiar reduce emisiile de oxid de azot.
Injecția de combustibil cu port secvențial sau injecția de combustibil temporizată utilizează mai multe injectoare care pulverizează simultan sau secvențial, lăsând până la 150 de milisecunde între pulverizări pentru a se asigura că tot amestecul a fost ars complet și creează un sistem de injecție de combustibil precis care poate răspunde mai rapid și mai precis atunci când apar schimbări bruște de intrare din partea șoferilor.
Injecția directă sau injecția de combustibil GDI oferă o putere suplimentară față de injecția multiport, deoarece ceața fină a acesteia se formează mai eficient pentru a maximiza eficiența motorului. Cu toate acestea, din păcate, natura sa mai complicată necesită componente mai sofisticate; prin urmare, este de obicei potrivită doar pentru motoare mai mari.