Как сделать турбонаддув своими руками?

Турбонаддув своими руками

Наверное, ни один автолюбитель не откажется увеличить мощность двигателя своей машины. Сделать это можно разными способами. Некоторые из них трудоёмкие, некоторые — не очень. Сегодня речь пойдёт об увеличении мощности мотора относительно лёгким способом: установкой турбонаддува своими руками.

• 1 Что такое турбокомпрессор и из чего он состоит
• 2 Достоинства и недостатки компрессора в автомобиле
• 3 Подготовка к установке турбонаддува своими руками

• 4 Как установить турбонагнетатель
  • 4.1 Инструменты и расходные материалы
  • 4.2 Последовательность операций при установке турбонаддува
  • 4.3 Видео: монтаж турбонаддува на ВАЗ 2109
• 5 Важные моменты работы с турбированным двигателем

Что такое турбокомпрессор и из чего он состоит

Механический турбокомпрессор для легкового автомобиля

Если коротко, турбокомпрессор — это устройство для нагнетания сжатого воздуха в цилиндры двигателя.

Схема стандартного механического компрессора для легковых автомобилей

А теперь разберёмся с этим устройством подробнее.

Схема движения воздуха и выхлопных газов в механическом компрессоре

Мотор работает, потому что в нём постоянно горит топливно-воздушная смесь, подаваемая в цилиндры. Оптимальное соотношение топлива и воздуха в этой смеси зависит от типа двигателя. Размеры цилиндров тоже важны: именно они ограничивают объём подаваемой смеси. Турбокомпрессор устраняет это ограничение. Во время такта впуска он подаёт в цилиндры больше воздуха, дополнительно обогащая смесь. Сгорая, она выделяет гораздо больше энергии, увеличивая мощность двигателя на 20–40%. Турбокомпрессоры бывают двух типов:

Механический турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов: они подаются на крыльчатку турбины, заставляя её вращаться. На том же валу располагаются лопасти компрессора, которые и создают необходимый поток воздуха, нагнетаемого в цилиндры.

Электрические турбокомпрессоры появились относительно недавно. Они не используют в работе выхлопные газы. Давление эти устройства нагнетают с помощью отдельных компактных электрических компрессоров.

Достоинства и недостатки компрессора в автомобиле

На первый взгляд может показаться, что никаких проблем из-за установки турбонаддува возникнуть не должно. Но это не так. Это устройство имеет несколько минусов, а в особо тяжёлых случаях может представлять реальную опасность для водителя. Достоинства турбины очевидны:

• мощность двигателя увеличивается на 20–45% (степень увеличения мощности зависит как от объёма и типа двигателя, так и от модели компрессора);
• механический компрессор повторно использует выхлопные газы, а следовательно, приносит пользу окружающей среде;

А теперь переходим к минусам.

• так как топливно-воздушная смесь становится более обогащённой, температура её горения увеличивается. Двигатель нагревается сильнее, в результате чего быстрее прогорают поршни и клапаны, быстрее изнашивается система охлаждения;
• двигатель с перегревшимся компрессором может взорваться. В буквальном смысле слова;
• даже если ничего из перечисленного выше не случилось, использование турбокомпрессора значительно сокращает срок службы любого двигателя;

Подготовка к установке турбонаддува своими руками

• сначала необходимо определиться с моделью турбокомпрессора. Его следует выбирать исходя из типа двигателя, его объёма, а также из мощности, которую автовладелец планирует получить после установки;
• проверяются (и в случае необходимости — заменяются) масляный и воздушный фильтры;
• далее необходимо проконтролировать уровень и качество масла в двигателе и состояние маслопроводов. Ни в коем случае нельзя допускать попадания грязи в масляную магистраль при работающем компрессоре;
• проверяется состояние катализатора. Если планируется использовать механический компрессор, забитый катализатор может создать в топливной системе избыток отработанных газов, что приведёт к перегреву турбокомпрессора;
• также следует проверить состояние воздушных патрубков. Если в них много грязи, их обязательно следует промыть в керосине;

Как установить турбонагнетатель

Сначала перечислим всё, что потребуется для работы.

Инструменты и расходные материалы

Последовательность операций при установке турбонаддува

• открывается капот автомобиля, снимается карбюратор и воздушный фильтр;
  

Воздушный фильтр автомобиля откручивается и снимается
с помощью рожковых ключей откручиваются все воздушные патрубки и промываются в керосине (если эта операция невозможна, снятые патрубки можно протереть тряпкой, смоченной в бензине, но керосин всё же предпочтительнее);

Воздушные патрубки машины снимаются и очищаются керосином
с помощью проволоки прочищаются все каналы, по которым в двигатель поступает воздух;

Трубки воздушных каналов двигателя очищаются проволокой
турбокомпрессор подключается к системе подачи воздуха и надёжно фиксируется;

Турбокомпрессор устанавливается на систему подачи воздуха
патрубки для нагнетания воздуха и для выхода отработанных газов также фиксируются специальными хомутами;

Патрубки входной и выхлопной систем фиксируются хомутами
вал турбокомпрессора несколько раз проворачивается вручную, одновременно с этим в устройство заливается немного турбинного масла. Ротор турбины при этом не должен останавливаться;

Масло в турбокомпрессор заливается с помощью воронки

воздушный фильтр, карбюратор и патрубки устанавливаются на штатные места, после чего двигатель автомобиля запускается на невысоких оборотах. Машине необходимо дать поработать как минимум 15 секунд, после чего провести повторный осмотр двигателя;

если никаких проблем не выявлено, установку турбокомпрессора можно считать успешной;

Видео: монтаж турбонаддува на ВАЗ 2109

Важные моменты работы с турбированным двигателем

• чтобы турбированный двигатель служил долго, его перед каждой поездкой следует тщательно прогревать на низких оборотах как минимум в течение 2 минут;
• масло, заливаемое в турбокомпрессор, должно быть качественным. Да, оно стоит дорого, однако экономия в этом случае ни к чему хорошему не приведёт;
• необходимо регулярно контролировать состояние как воздушных, так и масляных фильтров автомобиля, так как даже незначительное загрязнение этих элементов может нанести двигателю непоправимый ущерб;
• следует помнить, что турбированный двигатель нуждается в обкатке. Его нельзя подвергать серьёзным нагрузкам до тех пор, пока он не пройдёт как минимум 2 тыс. километров. Всё это время давление в компрессоре не должно превышать отметку в 0.6 бар;
• мотор с компрессором не стоит глушить сразу. Лучше дать ему возможность поработать на холостых оборотах как минимум одну минуту. Это остудит турбину;

Несмотря на ряд минусов, после установки турбокомпрессора водителя ждут перемены к лучшему. У мотора не только увеличится мощность, но и серьёзно снизится «прожорливость», так как в турбированной машине около 30% несгоревшего бензина не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Так что при соблюдении вышеперечисленных мер предосторожности водитель не только сможет ездить быстрее, но ещё и неплохо сэкономит.

Обсуждения

Турбонаддув двигателя своими руками на ваз 2108-2109. Грамотный турбонагнетатель.

3 сообщения

Что лучше – высокофорсированный атмосферный двигатель или мотор с не слишком высоким (умеренным) наддувом? На этот риторический вопрос можно ответить только непосредственным сравнением способов форсирования. Что мы и решили попробовать. В этой статье вы прочтете, как сделать турбонаддув двигателя своими руками

Итак, ставим турбокомпрессор на ВАЗ-21083. С чего начнем? С приобретения агрегата? Или с установки его на двигатель (если он уже «в руках»)? Ничего подобного, — начнем с расчетов. С самых простейших.

Какова степень сжатия исходного мотора? Правильно, около 10. А что будет, если мы сюда еще и турбину «прикрутим»? Тоже верно, — развалится бедный ВАЗовский моторчик. Причем сразу и быстро.

Почему развалится, тоже понятно – давление в цилиндре в конце сжатия (его только условно можно назвать компрессией) станет нереально высоким. В самом деле, это давление можно выразить простой формулой
Р с = Р 1 n,

где Р 1 – давление в цилиндре в начале сжатия (в конце впуска); — степень сжатия, n – показатель политропы сжатия (n 1,3).
У атмосферного двигателя Р 1 приблизительно равно давлению Р о окружающей среды (при полностью открытом дросселе). У мотора с наддувом это давление больше на величину степени повышения давления в компрессоре к:
Р 1 = к Р о .

В итоге давление в конце сжатия резко возрастает: Р с = П к Р о. И если механическую часть у наддувного мотора оставить неизменной, то это давление просто вырастет в П к раз:
Р с тк = П к Р с атм

Представим, что у исходного двигателя компрессия 12 кг/см 2, а турбокомпрессор отрегулирован (с помощью байпасного клапана турбины) на давление наддува 1,5 кг/см 2 (абсолютное). Тогда, очевидно, П к = 1,5, а давление в конце сжатия возрастет аж до 18 кг/см 2!
Если бы этот мотор был без наддува, то для достижения такого давления, степень сжатия пришлось бы увеличить до 13 – 14, если не больше! Теперь ясно, что случится с мотором, если заставить его заработать, — перемычек между канавками колец на поршнях не будет после нескольких нажатий на газ. Детонация сделает здесь свое «черное дело», даже если поставить «самые» кованые поршни. А следующая на очереди будет головка блока…

Чтобы такого не случилось, будем уменьшать степень сжатия. Для невысокого наддува (до 1,8 кг/см 2 абс.) степень сжатия необходимо снизить на 1,5 – 2 единицы. А чем снижать? Способов два — увеличивать объем камеры в ГБЦ или делать выборку в поршне.

Первый способ неудачен, т.к. ослабляет конструкцию, которая и так слабовата для форсирования. Поэтому смело выбираем 2-й способ. Но и это не так просто – нужны специальные поршни.
К поршням в турбомоторе, вообще, отношение должно быть особым. По нашему мнению, нет смысла пытаться использовать какие-либо, даже самые замечательные, атмосферные варианты. В любом случае у них 2 очень серьезных недостатка – слишком слабые для больших давлений в цилиндре перемычки между кольцами и слишком слабое (тонкое) днище.

По практике, «турбированный» поршень должен иметь огневой пояс высотой не менее 8 мм, перемычку между компрессионными кольцами 4,2 – 4,5 мм и перемычку между средним компрессионным и маслосъемным кольцом 3,2 – 3,7 мм, а днище не менее 9 мм.
Где такие поршни найти? А нигде…
По нашему мнению, их только делать, т.е. изготавливать. Что мы и видим в KIT-комплектах для многих иномарочных моторов. И ВАЗик здесь не исключение – не работают атмосферные поршни и нечего даже их пробовать использовать, себе выйдет дороже.

Итак, значит, делаем. Тогда и выборка не проблема, изготовить можно любую. Главное же – не ошибиться в расчетах объемов, чтобы потом не переделывать дорогостоящие детали. Для этого необходимо использовать известную формулу для степени сжатия
 = V n / V кс + 1.

Когда степень сжатия выбрана, можно найти объем камеры сгорания
V кс = V n / ( — 1).
Этот объем, очевидно, складывается из 3-х составляющих. Первая – объем камеры в ГБЦ (V r), нетрудно найти проливкой. Вторая – это объем выборки в поршне. Третья учитывает толщину прокладки «б» и равна
V пр = П/4 Dок 2 б,
Где Dок – диаметр окантовки прокладки ГБЦ.
Теперь несложно найти искомый объем выборки

V п = V кс – V г – П/4 Dок 2 б = V n / ( — 1) — V r – П/4 Dок 2 б.

Когда с поршнями дело прояснилось, следует уделить внимание поршневым пальцам — стандартные ВАЗовские, мягко говоря, не слишком удачный вариант, особенно при высокой степени форсирования. Поэтому лучше подобрать пальцы от какой-нибудь иномарки. Только не следует забывать, что, скорее всего, это будут «нулевые» пальцы с размером 22 – 0,004, а не «минусовые» ( 21,985 – 0,005), как у ВАЗа.
Следующий важный элемент – головка блока цилиндров. И самое большое внимание – выпускным клапанам. Наше мнение – их надо менять на более жаропрочные. Конечно, можно попытаться оставить стандартные, но это будет ненадежный элемент конструкции, который не всегда нормально держит даже стандартный мотор. Выбор клапанов довольно велик, достаточно открыть каталог какого-нибудь известного производителя.
Таким же стандартным оставляем распредвал, хотя бы на начальный период эксплуатации. Для двигателя с наддувом не нужны бешеные фазы и подъемы, иначе топливовоздушную смесь будет просто выдувать из цилиндров на выпуск в момент перекрытия клапанов.
Готово? Дальше необходимо все собрать и поставить «голый» мотор в машину. «Голый», потому что коллекторный узел надо делать под турбокомпрессор, который будет использован. Кстати, довольно просто приобрести популярный недорогой агрегат от Audi – VW 1,8 Т, но следует помнить, что на высоких оборотах его пропускной способности не хватит, и двигатель не сможет развить всего, на что он способен.
Другой «бюджетный» вариант – турбокомпрессор от дизельной ГАЗели. Почти по всем параметрам он лучше, кроме одного – температура выхлопных газов у дизеля меньше, поэтому на бензиновом двигателе этот агрегат долго вряд ли прослужит.

Изготовление выпускного коллектора, вообще говоря, задача не слишком сложная, но времени на подгонку и сварку требует немало. Впускной же ресивер вполне подойдет штатный. Далее перед радиатором снизу необходимо установить интеркулер (можно использовать этот узел от подходящей иностранной техники) и соединить все воздуховодами.

Особое внимание – на маслопроводы турбокомпрессора. Основные правила здесь – маслопроводы не должны быть слишком малого сечения. Так, подводящая трубка должна иметь сечение с размером отверстия не менее 5-6 мм, в противном случае масло на морозе по ней течь не захочет.
Слив также не надо уменьшать, чтобы не создать сопротивления, из-за которого масло начнет выдавливать через уплотнения впуска или выпуска турбины. Поэтому сливной трубопровод должен быть как можно короче и заканчиваться патрубком, приваренным к поддону картера выше уровня масла в нем.

Забирать масло для турбины можно из разных мест. Например, с помощью специальной проставки под масляным фильтром или через отверстие, просверленное в корпусе маслонасоса. Последнее позволяет под фильтр установить теплообменник (от того же Audi – VW), который будет хоть немного охлаждать масло.
Кстати, об охлаждении. Поршни в хорошем турбомоторе тоже должны охлаждаться, причем, в обязательном порядке. Поэтому в блок цилиндров необходимо внедрить форсунки масляного охлаждения поршней. Подойдут для этого форсунки от дизелей VW. Отверстия для них надо сделать снизу блока, просверлив их до попадания в главный масляный канал блока.
Мы ничего не сказали о системе управления, но она вполне стандартная, ее надстройка под готовый двигатель специальных пояснений не требует.
Есть еще некоторое количество подробностей, которые встречаются в такой работе, но они также имеют очевидное решение. Неочевидными остались только два параметра – мощность и ресурс построенного двигателя. Пока этого мы сказать не сможем, но сообщим, как только на одном из таких образцов заказчик захочет провести испытания.

Тем не менее, по уже имеющейся, пусть и небольшой, статистике мощность и ресурс турбоВАЗиков «достаточны». По крайней мере, за последние год – полтора, никто нас не упрекнул в их отсутствии.
Хотя нет, упрекали, но только по поводу цены. А цена такой работы все равно малой не получится, как ни старайся. Тут уж ничего не поделаешь. И если сравнить ее с ценой хорошей доводки атмосферного мотора, то особой экономии не видно. Что, на самом деле, и следовало ожидать.

Турбонаддув (турбина) своими руками

Турбонаддув – одно из самых остроумных и рациональных изобретений в истории человечества, поскольку основано на утилизации отходов – отработавших газов. Многие владельцы автомобилей ВАЗ не знают имени Альфреда Бюхи, изобретателя принципа турбонаддува, однако после удачной установки турбонаддува на свою Ладу, наверняка, с благодарностью думали о том человеке, который придумал некогда эту полезную в хозяйстве вещь.

Ставить или не ставить?

Хотя к установке турбонаддува на ВАЗ долгое время сохранялось скептическое отношение, турбированные вазы встречаются все чаще, неполадок в установке все меньше, а эффективность этого мероприятия – все очевиднее. Турбонаддув бензинового двигателя или «турбонаддув дизель» можно установить в автосервисе на любую модель ВАЗ. Как показывают тесты, при совершенно незначительном увеличении расхода топлива мощность и крутящий момент увеличиваются не меньше, чем на 35-40%.

Можно ли самостоятельно разобраться в тонкостях и установить турбину, не пользуясь услугами автосервиса? Безусловно, возможно все. Предлагаем вашему вниманию общую схему работ и некоторые рекомендации по вопросу, как установить турбонаддув своими руками.

Как сделать первый шаг?

Совет «учить матчасть» из любимого старого фильма здесь весьма и весьма актуален. Какой компрессор следует выбрать? Возьмем для примера самый маленький турбокомпрессор ТКР-7, оснащенный радиальной центростремительной турбиной и поставим цель повысить мощность мотора на 15-20%. Чтобы добиться результата, необходимо повысить давление в топливной системе в 1,2 раза. Более резкое, неожиданное повышение давления на впуске приведет к сокращению ресурса двигателя – прежде всего, износятся поршни и обгорят выпускные клапаны. Если 20% прироста мощности мало, придется модернизировать впускные клапаны.

Для регулирования количества отработавших газов, поступающих в турбокомпрессор, необходимо установить перепускной патрубок, который будет отводить часть газов мимо турбины. На впуске рекомендуется применить сменные дросселирующие шайбы.

Монтаж турбины: пошаговое описание

Турбину ТКР -7 можно установить на любую модель ВАЗ без серьезного изменения серийных узлов, кроме вазов 2108 и 2109. Для установки турбонаддува на эти модели необходимо модернизировать подвеску и тормозные систему. Чтобы поставить турбокомпрессор на ВАЗ – 2107, придется переместить аккумулятор в левую часть отсека.

С двигателя нужно снять воздушный фильтр и карбюратор. Приемный алюминиевый патрубок устанавливается на штатной площадке карбюратора, а штатная приемная труба удаляется. Конструкцию для прочности следует закрепить болтами. Газоотводящий патрубок устраняется на шпильки выхлопного коллектора через штатную прокладку. Приемная труба глушителя вводится снизу.

ТКР требуется смонтировать и закрепить на горизонтальный фланец патрубка. Затем в выпускной тракт ТКР нужно ввести цилиндрическую законцовку имеющего уплотнительное кольцо отводящего патрубка. Прямоугольный фланец патрубка необходимо закрепить на приемной трубе через медную прокладку.

Между патрубками впуска и выпуска и патрубком компрессора турбонаддува следует установить соединительные патрубок диаметром пятьдесят миллиметров и закрепить его пластиковыми хомутами. На выходе компрессора устанавливается еще один алюминиевый патрубок. При помощи штатных шпилек крепим карбюратор к горизонтальному фланцу патрубка через штатную прокладку.

Теперь находим прижимную пластину крышки головки блока, вторую справа и удаляем ее. На это место монтируем приводный кронштейн дроссельной заслонки. На специальном штуцере входного патрубка закрепляем газопровод гидровакуумного усилителя, подсоединяем датчики приборов. В последнюю очередь монтируется воздушный фильтр и присоединяем вентиляционную трубу картера.

После установки двигатель с турбонаддувом запускается без малейших затруднений. Его работа устойчива в любом диапазоне вращения. Форсаж возникает при 4000 оборотов в минуту и достигает запланированных в начале 20%.

Установка турбины своими руками

Оборудование автомобиля турбонаддувом можно отнести к одному из самых серьезных и затратных видов тюнинга. Такая операция позволяет сразу же получить заметное увеличение мощности мотора, что придется по душе большинству автолюбителей. Именно поэтому автовладельцы принимают решение установить на свой автомобиль турбонагнетатель. Единственное, что может остановить автолюбителя в такой ситуации – это цена самой турбины и ее инсталляции в автомобиль. И если экономия на качестве запчастей (то бишь нагнетателя) довольно сомнительный шаг, то установка турбонаддува своими силами поможет значительно сократить расходы на такой вид тюнинга.

Подготовительный этап

Внешний вид турбины

Так как установка турбины довольно ответственный и трудоемкий процесс, мы рекомендуем продумать все детали заранее. У опытных автомобилистов сложностей, скорее всего, не возникнет, чего нельзя сказать о новичках. Начинать нужно с главного – выбора самой турбины. Она должна подходить (а еще лучше специально выпускаться) для конкретной марки и модели авто. Весь дальнейший процесс монтажа по большому счету зависит именно от вашего изначального выбора.

Внимание! Выбирая турбонагнетатель, следует учитывать такие его характеристики, как порог наддува, тепловыделение, мощность и прочие свойства. Кроме того, нужно помнить что тут, как и везде, нужно знать меру – все характеристики должны быть сбалансированы.

Также перед тем как приступать непосредственно установке турбонаддува на мотор автомобиля, нужно проверить (а лучше заменить) воздушный и масляный фильтры, сменить масло, проверить состояние всех патрубков маслопровода. Очень важно чтобы в процессе эксплуатации турбины никакие частички пыли и грязи не попали масляные магистрали нагнетателя.

Кроме того, следует проверить:

• катализатор (если он есть) – когда он забит, в системе могут возникать излишки отработавших газов, что негативно сказывается на работе турбины;
• корпус воздушного фильтра – он должен быть герметичным;
• вентиляцию картера и воздушные патрубки – лучше перестраховаться и промыть их бензином.

Все эти проверки — непустая трата времени. Трещины, разрывы и засоры в системе смазки, выхлопа или подачи воздуха могут привести не только к поломке самой турбины, а и к капитальному ремонту всего силового агрегата.

Комплект турбонаддува для автомобиля ВАЗ

Установка наддува

Итак, если вы решили установить турбонаддув своими руками, проводить процедуру нужно в следующем порядке:

1. Начнем с того, что купленный комплект нагнетателя следует тщательно осмотреть на предмет вмятин, трещин и других дефектов. Кроме того, нужно уделить внимание отверстию для подачи масла – внутри не должно быть грязи, пыли и прочих посторонних предметов.
2. После этого можно приступить к заправке турбины маслом. Очень важно ответственно подойти к выбору масла, ведь от этого в значительной степени зависят эксплуатационные характеристики наддува.
3. Масло в отверстие заливается до самого верха, можно прокачать его ручным насосом, для наилучшего распределения внутри турбины. Если в процессе услышите шипение – не стоит пугаться, это нормальное явление.
4. Мероприятие повторяется несколько раз. Поле этого все масло нужно вылить из устройства.
5. Монтируя турбину на двигатель нужно расположить ее таким образом, чтобы масло могло свободно сливаться через маслоподающее отверстие.
6. Чтобы турбину было удобнее устанавливать лучше демонтировать теплоэкран, выпускной коллектор, а также генератор. Потом необходимо слить всю охлаждающую жидкость из системы.
7. Сливаем все масло. В блоке мотора высверливается отверстие, в которое на герметик устанавливается фитинг. После этого удаляем датчик температуры масла.
8. Устанавливаем адаптер, через который масло будет подаваться в турбину.
9. Далее возвращается на место теплозащитный экран, монтируется турбина и впускной коллектор. Фитинг и турбина соединяются шлангом, монтируется перепускной клапан.
10. На завершающем этапе устанавливаем интеркуллер и впускной пайпинг.

8-клапанный мотор ВАЗ с установленным турбонаддувом

Когда процесс монтажа закончен можно переходить к тестированию системы на работоспособность. Снимаем с цилиндров высоковольтные провода и прокручиваем мотор стартером. Если при этом давление масла в норме (гаснет лампа-индикатор на приборной панели), значит система работает нормально и можно запускать мотор. Первый раз двигателю нужно дать поработать минут 15 на холостых.

Заключение

Обкатка мотора, на который только установили турбину, длится полторы – две тысячи километров. В этот период ни мотор, ни систему наддува нельзя поддавать серьезным нагрузкам. Давление в турбине не должно превышать 0,5 бар. Кроме того, чтобы система прослужила долгое время без поломок нужно очень тщательно следить за состоянием масляного и воздушного фильтров, воздуховодов и маслопровода. И главное: прежде чем заглушить мотор, дайте ему поработать несколько минут на холостых – это даст турбонаддуву охладиться. Надеемся, что турбина, установленная своими руками, добавит драйва и динамики вашему автомобилю, а с вашего лица не будет сходить счастливая улыбка.