Как бы много не было под капотом машины лошадей, их всегда бывает недостаточно. Хотя мощность инжекторного мотора ЗМЗ 406 по техническому паспорту составляет 145 л. с., этого бывает достаточно не всем автовладельцам.

Про увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 с инжектором мы сегодня расскажем.

Машины на которых установлен 406 двигатель, обычно отличаются большой массой, следовательно, чтобы обеспечить хорошую динамику, они нуждаются в подходящем силовом агрегате.

Какие существуют способы увеличения мощности инжектора ЗМЗ-406?

Максимальной расточкой цилиндров, можно только нанести вред силовому агрегату и уменьшить его ресурс.

В целом полная переборка двигателя и установка поршней имеющих меньший вес и облегченного коленвала является дорогим удовольствием. Конечно, наиболее оптимальным вариантом является установка на мотор турбины.

По сравнению с другими способами увеличения мощности, турбина наносит меньше вреда силовому агрегату.

При использовании ее на ЗМЗ-406, можно будет увеличить мощность двигателя до 200 л.с. Кроме того, сегодня встречаются разные виду турбокомпрессоры, которые отличаются простотой установки и не нуждаются в особом внимании со стороны автовладельцев.

Механический наддув ЗМЗ-406

Увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 механическим наддувом.

Все разновидности компрессоров могут быть условно разделены на 2 больших группы: с механическим наддувом и турбонаддувом. Оба этих типа обладают своими плюсами и минусами, также у них есть свои поклонники и противники.

Каким же типом компрессора лучше всего пользоваться для двигателя ЗМЗ-406? И вообще что собой представляет механический наддув?

Принцип работы механического наддува достаточно прост. Его конструкция напоминает масляный насос. Он состоит из двух осей, на которых располагаются шестерни с зубьями в зацеплении.

По аналогии с масляным насосом ЗМЗ-406, которым создается давление в системе смазки, компрессором создается давление воздуха. В движение компрессор приводится коленчатым валом мотора.

Механический наддув имеет несколько недостатков. Самый главный заключается в значительном уменьшении КПД из-за использования коленчатого вала для привода компрессора, что приводит к росту нагрузки на двигатель.

Из-за высокого давления после компрессора, увеличивается вероятность просачивания воздуха обратно. Чтобы этого не происходило, применяют многоступенчатую подачу воздуха несколькими насосами, установленными один за другим. Однако это приводит к усложнению и удорожанию конструкции.

Турбонаддув ЗМЗ-406

Увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 тупбонаддувом. Лучшие показатели для инжектора ЗМЗ-406 показывает турбонаддув.

В нем нет никакого ременного привода от коленвала, а его конструкция намного надежнее, дешевле и неприхотливее.

Принцип работы турбонаддува предельно прост: внутри выпускного коллектора имеется крыльчатка, приводимая в движение выхлопными газами, причем, количество оборотов турбины может превышать больше 200 тысяч.

Турбина и нагнетатель воздуха располагаются на одной оси вместе с крыльчаткой, внутри выпускного коллектора.

То есть инжекторному двигателю не нужно тратить силы на раскрутку компрессора, благодаря чему его КПД не уменьшается а, наоборот, растет.

Однако турбонаддув, также имеет несколько минусов, хотя, они не столь существенны.

• Первый заключается в низкой эффективности на низких оборотах. Это можно объяснить тем, что при малых оборотах выходит меньше выхлопных газов. Компрессор начинает работать на полную мощь, при высоких оборотах силового агрегата.
• Второй минус, который нужно отметить это так называемый эффект «турбоямы». Между нажатием на газ и началом полноценной работы компрессора проходит определенный промежуток времени, но конструкторы постоянно стремятся к уменьшению этого времени, путем снижения веса узлов турбины.

Про увеличение мощности двигателя ЗМЗ 406 с инжектором мы рассказали, удачи на дорогах!

Начало пути. ЗМЗ Турбо 230 л.с.

Часть 1.

Подготовка.
20 декабря 2006 года было положено начало великому проекту турбо. В этот день был приобретен турбокомпрессор CT15 (Toyota, двигатель 1JZ-GTE 2.5L) в кол-ве 2шт. и разработана концепция о том, как приладить сей турбокомпрессор на 16-ти клапанный двигатель ЗМЗ 40620F объемом 2.3л а/м ГАЗ 3110 «Волга». В общих чертах требовалось решение 2х основныхпроблем (причем, не ясно было что сложнее):
1) Приладить сам турбокомпрессор к двигателю, решив задачи крепления, смазки, охлаждения, прокладку впускного и выпускного трубопроводов.
2) Выбор и настройка системы управления двигателем, которая бы могла правильно им управлять.

По расчетам, при давлении наддува порядка 0.9 - 1 бар с такой турбиной от 2.5 литрового двигателя Тойоты Марк2 мощность 2.3 литрового ЗМЗ 406 на 6200-6500 должна была составить порядка 300 л.с. и пиковый крутящий момент на средних оборотах не более 350-360 нм. Двигатель 2.5L 1JZ-GTE VVTI при давлении наддува 0.65-0.69 бар имеет мощность 280л.с. на 6200об/мин и 370нм на средних оборотах/

Часть 2.

Часть 2. Железные вопросы … и ответы.Как уже ранее говорилось, требовалось закрепить турбокомпрессор на двигателе и решить вопросы смазки и охлаждения. Однако, более того, было принято решение и подготовить сам мотор более тщательно. На тот момент двигатель пролетел порядка 75 000 км и, в общем - то, нуждался в ремонте… Масло кушать он любил литрами, порядка 1л на 300-350 км (в зависимости от стиля езды на машине).Поскольку масса двигателя составляла примерно 200 кг в сборе, а в гараже не было тельфера, пришлось разбирать двигатель по частям для облегчения процесса демонтажа.
1) Первым делом, блок цилиндров был расточен до 1го ремонтного размера 92.5мм, и были изготовлены на заказ кованые поршни фирмой AMS (Зеленоград) под пониженную степеньсжатия 8.0 (стандартные рассчитаны под 9.3). На первый взгляд поршни понравились не очень, масса поршней немного превышала массу литых - заводских, однако толщина днища поршня была чуть ли не в 2 раза больше! Да и все размеры были в допусках. По массе отличались на 4 грамма.
Блок был тщательно изучен на расположение масляных и водяных каналов с целью определения оптимальных мест отбора жидкостей. Масло для смазки турбокомпрессора было решено брать из заглушки второго цилиндра (судя по фоткам, на заводских турбо-двигателях ЗМЗ 4064/4054 как раз от туда масло и берется). Вместо заглушки был ввернут штуцер под трубку 8мм с рестрикторным сечением 3.5мм (рабочее давление масла в двигателе от 3.5 до 6 бар). Слив масла из турбокомпрессора осуществляется шлангом диаметра 22мм в поддон, куда был ввернут соответствующий штуцер.
Там же, на втором цилиндре (на счастье) тоже оказалась заглушка водяной магистрали, которая была благополучно вывернута (а может и не благополучно, то ли она, толи масляная - заставили полдня провозиться в попытках вывернуть) и ее место занял штуцер 10мм для отбора охлаждающей жидкости для нагнетателя. Слив охлаждайки осуществляется врезанием тройника в магистраль обратки (блок цилиндров - печка - турбина - помпа).

2) Подверглись доработке и шатуны, которые обзавелись жиклерами для опрыскивания днищ поршней маслом в целях охлаждения. В верхнем шатунномвкладыше была проделана борозда для забора масла за полуоборот коленвала.

3) Не остался и без внимания маховик, который весил около 14кг и стал весить 9.5кг. Облегчить можно было значительно сильнее, но смысла в этом я тогда не увидел.
4) Следующим этапом была балансировка коленвала вместе с маховиком и корзиной сцепления и начало сборки «низа». Шатуны и поршни были подобраны таким образом, чтобы обеспечить наименьшую разницу в весе. Таким образом, суммарная разница двух противоположных пар шатун-поршень (1-4 2-3 цилиндры) по итогам 10 измерений составила 0.48 гр. Блок был установлен на свое место, к нему был прикручен картер сцепления, КПП, и карданный вал соединил всю цепочку с задним мостом.

5) Нашел свое место и интеркулер от Toyota Caldina, который был размещен фронтально, практически под радиатором, чтобы охлаждаться воздухом через центральный воздухозаборник переднего бампера.

6) Пришло время самого главного - а именно установки самого турбокомпрессора. Было много разных предложений как лучше это осуществить, на какой коллектор ставить, так как турбокомпрессор СТ15 довольно больших размеров и уместить его на месте стандартного выпускного коллектора не упершись при этом влонжерон или вакуумник было ювелирной работой.
Однако выход был найден довольно быстро. Это коллектор дизельного двигателя ЗМЗ 514.3, который как родной встал на место стандартного 406-го коллектора к ГБЦ. Однако, своими компактными размерами он создал большую проблему (диаметр выходного отверстия у него 38мм всего). Были изготовлены переходные фланцы для крепления турбокомпрессора к коллектору и для аутлета.

7) ГБЦ в данном случае особо не дорабатывалась (к сожалению). То есть, была взята доработанная ГБЦ с атмосферного мотора, где были шлифованы все каналы и убраны все косяки, камеры сгорания доведены до одного объема, клапанные пружины установлены более жесткие, тарелки клапанов - дюралевые. Спортивные клапаны было решено заменить на стандартные SM, которые заметно толще.

8) Так как было абсолютно неизвестно, какой получится впоследствии двигатель по характеристике, и было решено собирать ГРМ на стандартных распредвалах 252гр. 9.0 мм и выставлять все по заводским меткам. Чтобы затем уже делать выводы, что куда крутить дальше и чтоменять.
9) Изначально планировалось дуть в мотор 1 бар избыточного давления, поэтому степень сжатия была понижена с 9.3 до 8.3 и оставаться на 95м бензине. После измерения всех необходимых объемов для расчета геометрической степени сжатия, выяснилось что для достижения требуемой степени сжатия необходима прокладка ГБЦ толщиной порядка 1.6мм. Трудно сказать из-за чего вышел такой косяк, скорее всего AMS сделали маленькую проточку в поршнях и завысили степень сжатия. Однако, выход был найден - на заказ была изготовлена стальная прокладка ГБЦ толщиной ~ 1.65 мм. Теперь можно было приступать к окончательной сборке двигателя.
10) На последнем этапе сборки требовалось подсоединить смазку и охлаждение шлангами и трубками к соответствующи штуцерам, что и было сделано без проблем. Однако, сложности представляла сборка выпуска и впуска, так как автор не имел в сварочного аппарата. Пришлось делать макеты впускного и части выпускного трактов из пластиковых (канализационных) труб, а потом по ним уже изготавливать соответствующие части из нержавейки, помогли ребята из PASSIK. Таким образом было сделано следующее: труба от воздушного фильтра до турбокомпрессора была выполнена резиновым шлангом диаметра 70мм (ЗиЛ 130), патрубок от холодной части улитки до интеркулера - из нержавейки диаметром 50мм, и от интеркулера до дросселя уже диаметром 63мм и тоже из нержавейки. Стыковались трубы соответственно резиновыми патрубками (армированными) от автомобилей КАМАЗ и ЗиЛ 130 (не помню точно какие от кого были).

11) Впускной ресивер PASSIK был заменен на стандартный алюминиевый ресивер ЗМЗ 409, так как у стандартного стенка ресивера имеет толщину порядка 5мм и много технологических площадок, куда можно вкрутить дополнительные штуцеры. Соответственно было добавлено 2 дополнительных штуцера. Первый - на отбор управляющего давления/разряжения на клапан сброса Blow Off и через тройник на прибор в салон - Metrika Boost. Второй штуцер - на ДАД.

Вроде как все собрано, первый запуск. Двигатель завелся с пол-оборота, но имел неприятный стук при этом. Впоследствии выяснилось, что сильно изношены распредвалы и гидрокомпенсаторы. После их замены все посторонние шумы убрались и началась обкатка двигателя и настройка системы управления.

Вопрос о системе управления турбокомпрессорным двигателем стоял уже давно, с момента затеи о самом турбировании. Все советовали переходить на систему управления Январь 5.1-41 с микропрограммой J5LS, разработки Maxi(RPD), котороя умела адекватно управлять 4х цилиндровым турбокомпрессорным двигателем, имела функции защиты двигателя при нештатных ситуациях, функцию boost-контроллера (в зависимости от передачи!) и много других моментов, которые отсутствуют в других ПО. Однако, тогда существовало несколько моментов, которые заставляли отказаться от этой затеи.
Во-первых, комплекс MOLT, который может настраивать блок управления Микас 7.1 в реальном времени и по многим параметрам, не хуже, чем ПАК Матрица от Maxi(RPD) для ЭБУ Январь 5.1-41 и была уверенность, что в плане настройки проблем не будет.
Во-вторых, появляется реальный шанс доработать комплекс MOLT при настройке турбокомпрессорного двигателя в тех условиях, которые не могут возникнуть на атмосферном двигателе.
В-третьих, переход на Январь 5.1 с J5LS (на момент написания статьи v46) так же не возможен был по той причине, что данное ПО не продавалось автором.
Однако время уже поджимало, и было принято решение остаться на системе управления Микас 7.1 со стандартным ПО WNZDA442 в надежде, что грамотно отстроенное оно сможет управлять таким двигателем без риска его выхода из строя.
Для контроля и настройки топливоподачи был приобретен LM-1Kit от Innovate Motorsports и оставлен в машине на постоянно для контроля состава смеси. К первому же выезду автомобиля была добавлена первая версия ШДК регулирования в MOLT, чтобы сразу же начать приводить в порядок топливоподачу и не допускать ни в коем случае обеднения смеси. Естественно ШДК регулирование работало криво (все же первая версия), но с задачей своей справлялось неплохо. На момент написания статьи, прошло уже почти полгода со дня первого выезда и первой версии поддержки ШДК в MOLT, сейчас модуль доведен до относительного совершенства (усовершенствованиям нет предела) и работает исправно - можно не бояться за топливоподачу - состав смеси в цилиндрах будет соответствовать заданному в прошивке по окончанию настройки, а если вдруг режимная точка оказывается в значительном обеднении или обогащении в процессе настройки, то незамедлительно MOLT пропорциональным регулятором выводит режимную точку из данного состояния.

Система управления обзавелась наконец-то правильным ДТВ Delphi, в целях ограничения УОЗ в зависимости от температуры поступающего в цилиндры двигателя воздуха.
На момент написания статьи основным датчиком - измерителем воздуха в системе был ДМРВ. На мой взгляд, по правильности вычисления расхода воздуха MAF занимает первое место. Модели расчета циклового наполнения по ДАД (MAP) имеют разного рода неточности, очень многое не учитывают и в определенных режимах довольно не стабильны … В общем, поскольку времени изобретать ничего не было тогда, ДМРВ использовался обычный Siemens от Волги (правда физический предел показаний у него оказался всего ~600 кг/ч).
Поскольку, в конфигурации присутствовал клапан сброса избыточного давления в атмосферу, а не перепускной клапан (точнее был не Blow-Off а переделанный под него Bypass - автор всегда мечтал иметь характерный для турбокомпрессорного двигателя звук под сброс газа), то использование ДМРВ в такой системе вызывало кучу проблем на серийном софте WNZDA442. Изначально ДМРВ был установлен как и полагается перед турбокомпрессором, однако попытки учесть поправкой сбрасываемый воздух ни к чему хорошему не приводили. Была замечена сильнейшая нестабильность в показаниях датчика (как следствие нестабильного сброса воздуха из системы) при работе двигателя на разрежении в ресивере (от -0.4 до 0 бар) когда, когда воздух постоянно выдувался из клапана в виду особенностей данного Blow - Bypass’a. Переделывать впуск на циркуляцию сбрасываемого воздуха совсем не хотелось - попрощаться с красивым звуком желания не было. Надо было искать выход.
И выход был найден. На пробу ДМРВ был перенесен в патрубок от интеркулера до дросселя, и самое главное уже после клапана сброса давления в атмосферу. Поэтому теоретическ ДМРВ уже видел только тот воздух, который непосредственно поступает в двигатель. Самое интересное, что несмотря на заверения многих авторитетных личностей о невозможности работы расходомера в данном варианте, ДМРВ исправно учитывает как и повышенную для него температуру, так и избыточное давление. Так что основным моментом работы ДМРВ в условиях повышенной температуры и давления остается неизвестный срок службы.

Для правильного функционирования на турбокомпрессорном двигателе, была переделана система вентиляции картерных газов. Отсос газов от клапанной крышки теперь подведен к патрубку до турбины, где не может возникнуть разрежение. Более того, в систему врезан маслоотделитель (сепаратор) от двигателя ГАЗ 560 Steyr для сбора продуктов масла, а шланг от сепаратора до патрубка перед турбиной имеет уменьшенное сечение для ограничения расхода газов во впуск при высоких разряжениях во впуске. Хотя, если масло подгоняется турбиной во впуск через подшипники, то ДМРВ от этого будет страдать и этого не избежать без координальных переделок.

Однако, все равно осталась проблема - расход воздуха превышает предельно допустимый для ДМРВ. То есть, уже с 4500 об/мин при давлении наддува 0.65 бар ДМРВ выдает постоянное напряжение 4.98В. Решение проблемы было найдено - это обман системы управления в зоне максимального расхода воздуха. Теоретически, это не правильно в корне, но на практике работает нормально. Суть в том, что тарировка ДМРВ была заменена заведомо неверной в зоне высоких напряжений, то есть 4.98В соответствует не 595 кг/ч а 789 кг/ч. Это приводит к тому, что на больших расходах воздуха всегда будет переобогащение топлива, но никак не обеднение! Переобогащение убирается поправкой времени впрыска, полученной ШДК-регулированием топливоподачи. Конечно единственный минус всей затеи - что фактически таблично работает система управления в этой зоне. Но как показала практика, при заданном составе смеси 11.5:1 в прошивке в зоне максимальных наполнений, реальный состав может колебаться от 11 до 12 в зависимости от атмосферных условий. Таким образом, проблема была решена, хоть и не правильно, но для мотора в данном случае никакой опасности не представляет в нормальном режиме. После отстройки мотора, при давлении наддува 0.65-0.69 бара, реальный пиковый массовый расход воздуха составил 690 кг/ч (с учетом коррекции по ШДК), а предельное цикловое наполнение - 1210 мг/ц. Для осуществления впрыска топлива были выбраны форсунки 360сс/min BOSCH 0 280 150 431 (Saab 2.3 Turbo), которые в такой конфигурации двигателя имеют фактическую Duty ~95% (при составе смеси в цилиндрах 11.5:1) - то есть уже на пределе.

Итак, в принципе, поставленная работа выполнена - машина на ходу и едет при этом. Но если почитать заглавие статьи и сравнить с желаемым, становится ясно, что 300 л.с. тут и не пахнет.
Во-первых, давление наддува выставлено минимально-возможное в данной конфигурации 0.65 - 0.69 бар (актюатор соединен шлангом напрямую с холодной части турбокомпрессора) при открытии дросселя 100% с 3500 до 6500 оборотов.
Во-вторых, безусловно, мощность пропорциональна изменению массового расхода воздуха, в свою очередь от которого зависит Injector Duty (процент использования форсунки). То есть данные форсунки позволяют снять до 72*4 = 288 л.с., но это на составе смеси порядка 13.3-13.5:1,то есть на 11.5 они смогут обеспечить 11.5/13.5*288 = 245 л.с. а не 300 л.с.
В-третьих, систему управления необходимо переделывать, так как есть - уже на пределе (хотя работает нормально)
В-четвертых, основной причиной того, что мощность получилась значительно меньше, является компактный выпускной коллектор от дизельного двигателя ЗМЗ 514.3 с диаметром выпускного отверстия всего 38мм!!! На турбине диаметр входного отверстия в горячую часть 50-51мм! Коллектор просто душит мотор, отсюда после 4500 заметно падает тяга, и пик массового расхода приходится всего на 5000 об/мин, вместо запланированных 6600 и выше.
На стенд замерять мощность и момент я не ездил, так как даже желания не было, однако примерно прикинуть довольно не сложно:
1) по методу Andy Frost’a мощность равна примерно трети массового расхода воздуха (выведено экспериментальным путем, сильно зависит от механических потерь в двигателе), поэтому 690/3 = 230 л.с.
2) Второй метод основан на duty форсунок. Так как максимальная мощность на данных форсунках может быть примерно 245л.с. на составе смеси 11.5:1, а реальный процент их использования примерно 95%, то 245*0,95 = 232 л.с.
Так оба метода выдали практически одинаковое значение, то можно полагать, что мощность действительно в пределах 230л.с.
Еще раз хочу подчеркнуть, что это примерные значения, точные значения получить можно только стендовым замером.

Следующим этапом будет устранение всех нехороших моментов, описанных выше, а именно:
1) Изготовление и установка нормального выпускного коллектора
2) Замена распредваолов на 270гр. 10.6мм
3) Перевод системы управления на ДАД (как уже было упомянуто, система управления работает по ДМРВ, однако в системе присутствует и ДАД для сбора информации о текущем давлении и для разработки новой модели расчета циклового по показаниям ДАД)
4) Исходя из пункта 3 разработка и создание нового ПО для управления спортивными и турбокомпрессорными двигателями на базе Микас 7.
5) To be continued….

Часть 5. Выражаются благодарности:
Рома (RomaGTR4WD) - за идею турбирования и собственно турбокомпрессоры
Александр (Contros) - за создание нашего комплекса MOLT и помощь в настройке
Артем, Олег (McAutoTuner) - за консультацию по железным вопросам и за стальную прокладку ГБЦ
Сергей, Сергей (PASSIK) - за помощь в изготовлении впуска и выпуска
Андрей (Andy Frost) - за консультации по части методов настройки и алгоритмов
Андрей (Mrak), Сергей (Grach) - за многочисленные поездки по магазинам автозапчастей
Emmibox/Maxi(RPD) - за подсмотренные на его сайте и в описаниях ПО некоторые алгоритмы и методы настройки…;-)
и моему любимому Котенку за поддержку:-) Jetsamnaz, 2008

С 2006 года по настоящее время в JC Technology построена не одна сотня турбомоторов на базе ЗМЗ 406-405-409 и их модификаций, накоплен огромный опыт и отработаны оптимальные технические решения, которые мы можем вам предложить:

Комплекс №1

Установка турбонаддува на штатный мотор (в случае его исправного технического состояния и отсутствия необходимости ремонта ДВС). При этом остаются штатные поршни, степень сжатия понижается до 8.0:1 путем установки алюминиевой проставки под ГБЦ. В зависимости от объема двигателя применяются проставки разной толщины. Рекомендуемый к использованию бензин - АИ95.

Является универсальным вариантом, турбокомпрессор выходит на рабочее давление в районе 2500 об/мин обеспечивая ровную тягу до отсечки. При спокойной манере езды - расход топлива не увеличивается, ресурс ДВС - практически не снижается.

Выходные характеристики ДВС - мощность 240 - 260 лс, крутящий момент 320-350 н*м (зависимости от типа двигателя и типа турбокомпрессора ).

- Установка турбокомпрессора на литой чугунный коллектор с переходником под турбину


- Установка и подключение радиатора охлаждения масла

- Установка алюминиевой проставки под ГБЦ

- Изготовление выпускной системы d = 63мм из нержавеющей стали
- Установка форсунок увеличенной производительности

- и др.

Комплекс №2

Комплекс значительного повышения мощности двигателя с учетом индивидуальных пожеланий клиента по поводу выходных характеристик.

Двигатель полностью перебирается, при сборке используются кованые поршни, тщательно развешивается ШПГ.

Для моторов серии ЗМЗ 406 (2.3л) и ЗМЗ 405 (2.5л) при сборке применяется коленчатый вал 94мм для увеличения объема ДВС до 2.5л и 2.7л соответственно.

Выходные характеристики ДВС - мощность от 250 до 500+ лс, крутящий момент от 320 до 650+ н*м (зависимости от конфигурации двигателя, типа турбокомпрессора и давления наддува ).

Следует обратить внимание на то, что в случае повышения мощности ДВС до 400+лс на все узлы трансмиссии будет возложена немалая нагрузка, что будет приводить к ускоренному выходу их из строя. Стоит задуматься о свапе импортных КПП.
Рекомендуется доработать тормозную систему (установка ВУТ+ГТЦ, установка передних суппортов и тормозных дисков большего диаметра, установка задних дисковых тормозов)

Основные доработки двигателей:

- Снятие / установка

- Разборка / Сборка

- Применение кованый поршней

- Развесовка ШПГ

- Установка усиленного комплекта ГРМ

- Установка коленвала (при необходимости - стального) 94мм (для ДВС ЗМЗ 406 и 405)

- Изготовление выпускного коллектора

- Установка турбокомпрессора
- Установка фронтального алюминиевого интеркулера
- Изготовление и установка впускного пайпинга
- Использование прочных силиконовых патрубков
- Установка и подключение радиатора охлаждения масла

- Доработка ГБЦ
- Антидетонационная обработка камеры сгорания и днища поршней

- Установка стальной прокладки ГБЦ

- Изготовление выпускной системы d = 63 - 85 мм из нержавеющей стали (в зависимости от мощности ДВС)
- Установка форсунок увеличенной производительности

- Установка бензонасоса увеличенной производительности
- Доработка проводки ЭБУ, установка датчиков и калибровка системы управления M7SPORT

- и др.

Выходные показатели (

Полностью подготовленный ЗМЗ 409 2.7л (Комплекс №2), турбина Garrett GT3071 на давлении 1 бар.

Мощность на колесах 360 лс (264 кВт) @ 5800 rpm / Мощность двигателя 414 л.с. @ 6150 rpm

Момент на колесах 518 н*м @ 4120 rpm / Крутящий момент двигателя 564 н*м @ 4200 rpm

Выходные показатели (измерения на динамоментрическом стенде Dynocom а/м Волга ГАЗ 3110 (задний привод))

Полностью подготовленный ЗМЗ 409 2.7л (Комплекс №2), турбина Garrett GT3576 на давлении 1.1 бар.

Мощность на колесах 394 лс (264 кВт) @ 5700 rpm / Мощность двигателя 453 л.с. @ 6200 rpm

Момент на колесах 585 н*м @ 4450 rpm / Крутящий момент двигателя 640 н*м @ 4500 rpm

Ставил кто нибудь себе такой КИТ?

На УАЗ Патриот заводской комплектации устанавливается штатный двигатель ЗМЗ 409. Его существенным отличием от двигателей УАЗ более ранних версий является инжекторный тип питания топливом двигателя. Это бензиновый двигатель имеющий оббьем 2,7 литра и максимальная мощность которого достигает 128 л.с. Однако многие автомобилисты считают что такой двигатель слабоват для их автомобиля УАЗ Патриот и поэтому всячески тюнингуют его. Наиболее распространенным видом тюнинга является замена штатного ЗМЗ 409, на двигателя от других автомобилей преимущественно заграничных внедорожников и к тому же дизельных. Однако такой тюнинг обходится не дешево, но если сравнивать стоимость заграничного внедорожника даже б/у, и расходы на приобретение УАЗ Патриот и замену двигателя разница существенная (естественно в сторону УАЗ Патриот).

Тюнинг двигателя ЗМЗ 409 на УАЗ Патриот. Второй вариант тюнинга двигателя это чип тюнинг двигателя. Так как на двигателе ЗМЗ 409 сконструирована система управления работой двигателя с блоком управления МИКАС 7,2 или МИКАС 11. Современные технологии позволяют изменить настройки системы наиболее оптимально для эксплуатации вами автомобиля. Такой тюнинг позволяет сократить расход топлива и увеличить технические параметры. Кроме чип тюнинга можно дополнительно установить турбо компрессор. При установке турбокомпрессора вы получите значительный прирост в мощности двигателя. Установка такого агрегата позволит вам развить мощность двигателя до 170 л.с, и увеличить максимальный крутящий момент до 290Нм. В общем мощность двигателя увеличится до 30%. Такой двигатель будет наиболее подходящим для поездок на полном бездорожье и в тяжелых условиях. Но кроме этого не стоит забывать и мерах предосторожности при эксплуатации двигателя хоть ЗМЗ 409 хоть любого другого при эксплуатации в тяжелых условиях. Поэтому специалисты, которые подготавливают автомобили такого класса для условий бездорожья, рекомендуют параллельно тюнингу выполнять и работы связанные с выводом сапунов в воздушный фильтр и воздухозаборников на более высокий уровень. Такой тюнинг, позволит преодолевать вброд водные преграды без проблем. Аналогичные операции можно выполнять и при тюнинге двигателя УАЗ Хантер.

Турбокомпрессор на УАЗ Патриот

Для полноценной модернизации УАЗ Патриот лучше всего подойдет двигатель ЗМЗ 409. Однако установкой просто турбины все не ограничится. Для улучшения показателей и сохранения работоспособности силового агрегата следует провести дополнительную его модернизацию. Итак, при установке турбины на УАЗ Патриот дополнительно понадобится сделать следующее:

Первым делом смотрим на поршни. В случае если турбокомпрессор на УАЗ выдает 0,8 – 1 то можно оставить и родные поршни, ну а если же давление превышает 1 то лучше всего подойдут кованые поршни МАМИ, которые изготавливаются под заказ (однако в одном из интернет-магазинов я нашел готовые). При возникновении желания получить большой «буст», то лучше всего между картером и блоком вмонтировать дополнительную вставочку для укрепления блока двигателя. Что же касается распредвалов, то в принципе можно оставить и штатные, но можно поставить «широкие» (здесь все зависит от ваших целей и финансовых возможностей). Коленвал на УАЗ Патриот тюнинга не требует, ну если только не наступило время его ремонтировать. А вот что придется поменять точно, так это вкладыши: вместо «родных» рекомендовано поставить шатунные и коренные вкладыши Турбо ЗМЗ. Турбокомпрессор на УАЗ Патриот Турбокомпрессор на УАЗ Патриот

Что же касаемо установки коллекторов то рекомендовано иметь выпускной ЕВРО 2. А вот штатный впускной коллектор следует немного модернизировать, устранив все внутренние перепады и вмонтировав дополнительно фильтр нулевого сопротивления и интеркуллер. В блоке следует дополнительно поставить масляные форсунки (они нам нужны для охлаждения дна поршней).

Чтобы подобрать нужную турбину для УАЗ надо вначале определить необходимые для этого параметры.

Исходим из того, что у нас есть бензиновый ЗМЗ-409 и мы не хотим его кардинально переделывать: не будем подводить охлаждение к поршням, не будем менять коленвал, увеличивать объем камеры сгорания и т.д. То есть делаем турбирование с минимальными вмешательствами в двигатель.

Для начала надо понять насколько сильно, в вышеназванных условиях мы можем "наддуть" мотор.
Существует общепринятая классификация величины давления наддува: до 0,5 бар – малое давление, до 0,8 бар – среднее давление, свыше 0,8 бар – высокое давление наддува (буста). При высоких значениях буста все-таки придется подвергать двигатель модернизации, значит надо ориентироваться на средние величины, допустим 0,7 бар
Но это в относительных величинах. Абсолютное PR будет равно 1,7 (см. описание параметров турбокарт)
Здесь не учтены потери в интеркулере и в воздуховодах, которые составляют около 10%, если их включить, то необходимое PR = (1+0,7)/0,95=1.79

Теперь посчитаем расход воздуха.

Расход воздуха = (Объем двигателя * Обороты * 0,5 * Ev) / 1000000
Объем двигателя = 2693 см3
Обороты = 5000 об/мин
Ev - объемная эффективность = 0,85 для 16-ти клапанного мотора
0,5 - означает, что у четырехтактного двигателя воздух в цилиндр поступает только во время одного оборота из двух
1000000 - служит для перевода см3 в м3

Расход воздуха = (2693 * 5000 * 0,5 * 0,85) / 1000000 = 5,723 м3/мин

Температура воздуха.
Один из важных параметров, это температура воздуха. От температуры напрямую зависит объем, чем он холоднее, тем больший объем воздуха попадет в цилиндры. Но в турбокомпрессоре за счет сжатия воздуха происходит его нагрев. Рассмотрим как же повысится температура воздуха на выходе из турбины при входящей температуре 20°С и сжатии 1,79. Для этого воспользуемся формулой:

Tout = Tin * (Tin * (-1 + (Pout/Pin)^0,263) / Efficiency;
Efficiency - это эффективность турбокомпрессора. Её можно узнать из турбокарты. Считаем, что она равна 72%
Pin и Pout - давление на входе и выходе компрессора;
Tin и Tout - температура на входе и выходе компрессора. Температура в формуле в градусах Ранкина, поэтому надо перевести градусы Цельсия в градусы Ранкина.

Tout = 528 * (528 * (-1 * 1,766)^0,263) / 0.72 = 646,3°R = 86°C

На выходе из турбины воздух достаточно горячий, при такой температуре эффективность наддува будет низкой, именно поэтому в системе применяют интеркулер. Стандартно у интеркулера КПД около 70%, следовательно воздух на входе в двигатель после охлаждения в интеркулере будет:

КПД = (Tin - Tout) / (Tin - Ta), где Tin, Tout, Ta - температуры на входе, выходе интеркуллера и температура окружающей среды.

Tout = Tin - КПД * (Tin - Ta) = 86 - 0,7 * (86 - 20) = 40°C

Плотность воздуха зависит от температуры, а она повысилась при сжатии. (Плюс, дополнительно разогревается от выхлопных газов)
На входе у нас 20 С, на выходе интеркулера 40 С. Тогда отношение плотности воздуха (Density ratio )
DR = 1,79 * (20 + 238) / (40 + 238) = 1,66

Действительный расход воздуха через мотор при наддуве 1,79 бара равен: 5,723*1,66 = 9,51 м3/мин.

Чтобы преобразовать м3/мин к более правильному термину кг/мин, надо м3/мин умножить на плотность воздуха на высоте географического места.

В средней полосе России относительная плотность = 0,98, значит
Расход воздуха через мотор при наддуве 1,79 бара равен: 9,51 м3/мин. * 1,2041 * 0,98 = 11,22 кг/мин

Смотрим для начала один из реализации турбомотора, сделанного фирмой ТД Моторс. Они, после нескольких попыток, задействовали продукцию компании Garrett. Поскольку Garrett расход воздуха указывает в фунтах в минуту, то переведем величины, зная, что 1 кг/мин = 2.2046 lb/min

Расход воздуха при 5000 об/мин = 11,22 кг/мин * 2.2046 = 24,73 lb/min
Рассчитаем расход воздуха для разных оборотов двигателя:

Отметим полученные значения на графике турбокомпрессора GT2860R

Отмечаем значения расхода воздуха на графике зелеными точками, помня что, PR = 1,79

Значения при 1000 и 2000 об/мин не попадают ни в одну зону эффективности, здесь турбина работать с бустом 1,79 не будет. Серьезный подхват начнётся после 2000 об/мин и максимума достигнет в диапазоне 4000 - 6000 об/мин. Так, что характеристики турбокомпрессора GT2860R соответствуют нашему выбору. Зная, что мы очень приблизительно оценили потери как тепловые так и по давлению, при реальной эксплуатации можно посоветовать присмотреться к турбокомпрессору у которого наибольшая зона эффективности приходится на 22-23 lb/min, однако надо помнить, что при зимней эксплуатации расход воздуха возрастет за счет снижения температуры.

Далее надо рассмотреть переходные процессы турбокомпрессора . Для этого необходимо построить линию по двум точкам.
Первая точка: расход воздуха при 50% от максимальных оборотов, т.е 2,73 * 0,5 = 11,22 фунт/мин . Вторая координата для этой точки – это заданное давление наддува 1,79 бара.
Вторая точка: 20% от максимального расхода воздуха, т.е 24,73 * 0,2 = 4,95 фунт/мин ; и давление равное единице (т.е только атмосферное давление без избытка от турбины).
Линия, проходящая через эти две точки, должна оказаться внутри границ турбокарты (т.е. не оказаться слева от графиков, в области Surge). В нашем случае (синяя) линия как раз находится внутри зон эффективности. Кстати, непопадание линии в границы вовсе не означает, что турбокомпрессор не будет работать, это значит, что в исходных данных есть противоречия: наддув требуется большой, а объем у двигателя мал, при этом диапазон оборотов узок и т.д.

По поводу октанового числа бензина . Надо ли переходить на более высокое октановое число?
Есть эмпирическая формула для приблизительной оценки степени сжатия турбомотора СЖтурбо = СЖатм+Наддув^2, рассчитав новый параметр СЖ можно определить требуемую марку топлива.

Для 0,7 бара избытка: 9 + 1,7^2 = 11,9 что укладывается в 95-й бензин . Но ездить на 92-м уже нельзя.