Дросселя в массы. На примере двигателя УЗАМ

Верхом в иерархии систем питания атмосферных автомобилей является многодроссельный впуск, где на каждый цилиндр приходится по отдельной дроссельной заслонке и коллектору. Такой подход позволяет резко увеличить количество "засасываемого" мотором воздуха, что непосредственно влияет на мощность и крутящий момент. Такие системы с успехом применяются в автоспорте. Например, в самом быстром кольцевом классе ВАЗ - СУПЕРТУРИЗМ все автомобили были оборудованы свободным впуском. Четырёхдроссельный впуск условно можно представить как ресивер с бесконечно большим объёмом, что очень сильно сказывается на рабочих характеристиках мотора. Это и меньшие, по сравнению с ресивером, холостые, и более устойчивая работа на низких и средних оборотах. Ну а верх при грамотно подобранной и просчитанной длине вообще вне всяких похвал.

(взято с http://www.sr-tuning.ru/link9.html )

Опуская многие лирические подробности о процессе психологического созревания, планировании, надеждах, страхах и нерешительности, перехожу сразу к техническому вопросу. Разве что, слегка приукрашу некоторыми важными отступлениями.

Итак, однажды осенним вечером далёкого 2007-го раздался звонок.

- привет, Артём.
- привет, дросселя нужны?
- ?! сколько? Стоят сколько?

И через где-то неделю я держал в руках дроссельный узел от двигателя 4a-ge blacktop и задавался вопросом, мягко говоря, "зачем". В мучительных раздумьях прошло много дней. Благодаря помощи и советам Виктора Лакисова (aka SOARA) сформировался примерный ход действий по созданию "коллектора" - переходника под дросселя.

Тут я хочу подробнее остановиться на самих дросселях, что они собой представляют, некоторые параметры, фото. Итак, дроссельный узел состоит из непосредственно самих дроссельных заслонок диаметром 45мм в корпусе, каждая из которых - отдельная деталь и может работать отдельно, и "коллектор", который связывает заслонки между собой и с ГБЦ. В кавычках - потому что на самом деле это не коллектор в исходном понимании, а скорее скрепленные воедино удлинители впускного тракта.

Рисунок 1

Фланец, примыкающий к голове, имеет очень неподходящие размеры и форму, поэтому было решено отказаться от идеи совмещения впуска в сборе с нашей головой через переходную плиту и использовать лишь заслонки. И тут, как говорится, было два варианта: делать совершенно независимые друг от друга 4 прямых дроссельных узла (как если ставить 4 мото-карбюратора), но потом иметь секс с приводом и синхронизацией, заслонок; либо оставить заслонки в пространстве относительно друг друга так же, как они расположены в оригинале, но тогда придётся немного искривить каналы, так как межцентовое расстояние у двигателя УЗАМ значительно больше, чем у донора - 4а-ge. Я склонился ко второму варианту. Во-первых, сделать достойную замену японскому приводу заслонок было бы очень затруднительно, а во-вторых, при таком расположении возможна установка ресивера всё от того же 4a-ge. При этом искривление каналов не такое значительное.

Рисунок 2. Очень схематичное изображение формы будущих каналов.

Теперь что касается из чего делать. Было два основных варианта: обычное железо и алюминий. Достоинства первого варианта: проще найти материал и дешевле сварка - но намного сложнее обработка и подгонка, второй вариант предполагает трудности с поиском подходящего алюминия, дорогую сварку, но намного удобнее обработка. По совету Виктора Лакисова (aka SOARA) выбор был сделан в пользу алюминия. И в дальнейшем я ничуть об этом не пожалел, так как всю обработку (кроме сварки) провёл без особых усилий у себя в гараже подручными средствами. Сложность была лишь в том, чтобы найти листовой алюминий толщиной 10 или более миллиметров, который можно без затруднений "варить". И через некоторое время, затарившись материалами, я начал ваять.

Во-первых, надо было определиться: делать отдельные фланцы к голове и заслонке на каждый канал, либо же сделать две плиты (одну к голове, другую к заслонкам) и между ними делать каналы. Идя по стопам более опытных людей было решено выбрать второй вариант. И вот однажды морозным январским вечером, когда новогоднее похмелье ещё слегка кружило голову, но уже не мешало мыслить и работать, действо началось. На одной из плит толщиной 10мм были размечены крепёжные отверстия заслонок так, чтобы они расположились как в оригинале, прикрутил прокладки заслонок и начал "пилить".

Фланец для дросселей

Рисунок 3

Рисунок 4

Грубое отверстие высверливается тонким сверлом (Рисунок 3), затем доводим напильником или фрезами (Рисунок 4), когда отверстие принимает приличную форму и приближается к форме прокладки - приостанавливаемся, чтобы потом подогнать наилучшим образом в сборе с дросселями (Рисунок 5). Чтобы не было ступенек, нестыковок.

Рисунок 5

И в итоге получаем вот что:

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Фланец к ГБЦ

Изготовление плиты, прилегающей к ГБЦ, проходит таким же образом. Стоит лишь отметить вот что: впускной канал в ГБЦ лично у меня был 35 мм в самом начале, на глубине миллиметров 10 ещё меньше. Само собой, проходное сечение необходимо увеличить. К тому же форма каналов будущего коллектора и так имеет форму усеченного конуса (примерно), поэтому вход в ГБЦ надо расточить по самое-самое, чтобы сужение канала сделать максимально плавным от заслонок до клапана. Кроме того, удобнее будет доработку проводить уже с прикрученной плитой, чтобы в дальнейшем не пришлось подгонять и состыковывать отверстия. То есть: прикручиваем плиту к ГБЦ (отверстия под шпильки я сверлил тупо по родному впускному коллектору), в алюминиевой плите высверливаем грубые отверстия (например, по прокладкам или на глаз по интуиции, ВНИМАНИЕ - сверлом не покоцайте сильно канал в ГБЦ! немножко - можно) и начинаем подручными средствами выводить впускные каналы вместе с плитой. Я это делал дрелью и шкуркой. В результате диаметр впускного канала на входе получился порядка 40мм, плавно сужающийся вглубь.

Рисунок 9. Два фланца в одном масштабе. Верхний - к ГБЦ, нижний - с заслонками.

Рисунок 10. Фото впускных каналов. Вход ~40мм. Клапан - для демонстрации, впускной d38мм.

Каналы

И вот начинается интересное. Какую форму каналов сделать? Какой наклон, какую длину, как расположить форсунки, как подогнать, как сварить ? Изначально было намерение сделать нечто такое:

Рисунок 11. родная прокладка, "коллектор"-переходник, прокладка заслонки.

Однако такое расположение приведет к тому, что корпус заслонки упрётся в ГТЦ даже без вакуумного усилителя тормозов или, как минимум, поток воздуха к четвертому цилиндру будет сильно ограничен, а уж "дудки" или ресивер точно не поместятся. Поэтому было решено максимально задрать каналы и заслонки вверх. Ограничение - верхние шпильки впуска на ГБЦ, куда в дальнейшем могут упереться выступы для форсунок и просто не поместиться гайка. Длина каналов выбрана примерно, без каких-то расчетов с моей стороны. Для дальнейшей работы по изготовлению каналов фланцы скреплены между собой с помощью четырех стяжек.

Рисунок 12. ГБЦ, фланцы. Стяжки четыре, две - из невидимого материала :)

Рисунок 13. ...а теперь и с дросселями. Так сказать, для вдохновения. Тут же - макеты каналов.

Как вы, наверное, уже догадались, каналы будут делаться по картонным выкройкам. Вариант проектирования в каком-то инженерном редакторе долго туманил мозг, но в итоге был отвергнут за трудоёмкостью и нерентабельностью при разовом изготовлении. Сложность заключалась в том, что фланцы не параллельны, поэтому подгонять приходилось долго и тщательно. И даже уже после вырезания алюминиевых заготовок по казалось бы идеальным черновикам - пришлось прилично поработать напильником.

Рисунок 14. Черновичог. Один из вариантов.

Рисунок 15. Готовые к сварке каналы.

Рисунок 16. вид снаружи.

Вариант, изображенный на рисунке 16 был отнесен на первый этап сварки, где прошли стыки фланцев с каналами и длинный продольный шов (Рисунок 17).

Рисунок 17.

Как видно из рисунка 17, возникла острая необходимость уменьшать выступы для форсунок.

Рисунок 18. по сварке всё.

Теперь надо было разбираться с форсунками. Информации по производительности форсунок от ВАЗ и ГАЗ лично я в сети не нашел. А где заказать форсунки с известной производительностью - и вовсе для меня осталось загадкой. Ну да не важно. Взяты волговские форсы и рейка, просверлены отверстия в коллекторе. Приятная неожиданность: пилить рейку не пришлось. Форсунки встали, в общем-то, ровно. И топливо не сочилось нигде.

Рисунок 19. Волго- форсунки с волго- топливной рейкой. Вы не подумайте, они будут утоплены глубже в коллектор, это лишь примерка.

Электрика

Отмечу лишь, что взята стандартная проводка от впрысковой ВАЗ 2112, мозги январь-спорт (http://chiptuner.ru/content/sport_ecu/), модуль зажигания, ДПКВ (установлен на самодельный кронштейн между геной и шкивом), ДТОЖ (врезан в корпус верхнего термостата) от ВАЗ-а, ДПДЗ оставлен родной тойотовский (эти мозги позволяют калибровать датчики), шкив КВ так же от 12-ки (тупо прикручен на болт с центрующей шайбой). Завелась машина без вмешательства в прошивку, хотя смесь дико богатая была и свечи переставали функционировать через несколько минут.

Заключение

На данный момент идёт отстройка программы управления двигателем.
ЗЫ: отсечка, сц*ко, работает ;) :) :) :)

И вот, как ОНО выглядит в рабочем состоянии:

Примерные затраты (в российских рублях)

Дросселя	2500 (по знакомствУ :) )
Алюминий	1000
Шкурка (пользовался старыми запасами)	ушло рублей на 500
Камни для обработки металла (3 комплекта)	~300
Сварка	~6000
Форсунки	2000
Топливная рейка	1300
Модуль зажигания	1800
Высоковольтные провода	600
Шкив	800
Датчики ТОЖ, ПКВ	500
Коса, реле	4500
Мозг	8000
Итого	~30000