Крутящий момент газель камминз
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 19.09.2024
- Максим, как это происходит - настройка мотора?
- Прежде чем увеличивать мощность мотора посредством настройки блока управления, я провел расчет в специальной программе по моделированию процесса впрыска и сгорания топлива. В отсутствие полноценного моторного стенда это наиболее быстрый и безопасный способ получения результатов. Ведь при серьезном увеличении мощности важно не перейти допустимую грань.
Первоначальной целью было добиться полного сгорания топлива, так как по видео с прошлых этапов я видел, что топливо не сгорает полностью и вылетает черным дымом в трубу. Получается, что вы зря возили лишние килограммы топлива. Как только эта цель была достигнута, мы перешли к динамическим испытаниям, задавшись целью оптимизировать характеристики мотора под имеющиеся передаточные числа КПП.
- В чем особенность настройки дизельного мотора? Я знаю, как настраивают бензиновые моторы, там используют широкополосный лямбда-зонд для достижения заданного соотношения воздух/топливо. Чем вы пользуетесь, когда работаете удаленно?
- Особенностью дизельного мотора является то, что нет таких строгих рамок в соотношении количества воздуха и топлива, как в бензиновом моторе. Если в бензиновом моторе горение идет от свечи и требует коэффициента избытка воздуха от 0.8 (богатая смесь) до 1.2 (бедная), чтобы фронт пламени не прервался, то в дизеле топливовоздушная смесь самовоспламеняется в нескольких точках и может гореть при избытке воздуха от 1.2 до 16 и более. При увеличении мощности нам важнее не переобогатить смесь – черный дым говорит о том, что со сгоранием топлива есть проблемы. При настройке мотора нельзя превышать максимально допустимое давление и температуру в камере сгорания. Повышение температуры сильно сказывается на работе турбины и поршневых колец. Мы стараемся все контролировать, устанавливая при доводке мотора дополнительные датчики в выпускном коллекторе и масляном поддоне. Правильный и своевременный впрыск топлива – немаловажный момент. Если топливо попадает на стенки цилиндра, оно ухудшает смазку, разжижает масло и загрязняет кольца.
- Расскажите о блоке управления.
- Так какая же мощность получилась у наших машин? Чем наши моторы отличаются от стандартных?
- Расчетная мощность боевых моторов ~ 550 Нм, 250-260 л.с., и это абсолютно стандартный мотор.
- Турбокомпрессор имеет заданную степень повышения давления, например 2.5. Т.е. при нормальном атмосферном давлении он и выдаст 2.5 бара наддува, а на высоте 2800 давление уже на 30% меньше, поэтому и давление наддува и мощность упадут примерно на такую же величину. Компенсировать нехватку мощности большей подачей топлива тут нельзя - в разряженном воздухе скорость вращения турбины, которая и без того превышает 150 тысяч оборотов в минуту, еще увеличивается, и колесо турбины может просто разлететься на части. Вдобавок при большой скорости вращения поток воздуха срывается с лопаток и эффективность компрессора резко падает. Для горных этапов надо делать специальные настройки и использовать турбину VGT - с изменяемой геометрией, которая используется на наших моторах уровня евро5.
- А почему мы ее не используем сейчас?
- Мы попробовали, но у турбокомпрессора есть своя подпрограмма управления, рассчитанная на потоки воздуха, характерные для штатной мощности мотора. И перенастроить ее можно только в лаборатории. Возможно, мы вернемся к этому варианту в будущем, когда исчерпаем все резервы текущей комплектации мотора.
- Я правильно понимаю, что разница между серийными моторами, которые выдают 120 л.с. и 150 л.с., фактически в настройках мотора и турбокомпрессора?
- Какие еще проекты у вас есть? Что именно вы сделали интересного?
- Что еще мы можем сделать еще для гоночных автомобилей?
- Сейчас мы в начале нашей работы, и вклад от настройки двигателя наиболее заметен. Дальше каждая дополнительная прибавка будет требовать все больше усилий. Но это относится и к шасси. Команда работает очень сплоченно и не останавливается на достигнутом. Я рад участвовать в этом проекте. Мы планируем установить несколько дополнительных датчиков на постоянной основе и привязать к ним работу программы управления, чтобы безопасно и эффективно регулировать мощность мотора в различных условиях. Также в плане несколько простых решений, которые позволят двигателю, не отвлекая водителя, задействовать дополнительные механизмы для лучшей работы. Есть еще запас по топливной аппаратуре, производимой компанией Bosch. Можно увеличить давление в топливной аппаратуре или энергоемкость топлива. Возможно, даже появится кнопка Boost! И, конечно, будут учитываться индивидуальные пожелания пилотов по настройке их автомобилей, ведь максимально выложиться можно только тогда, когда доверяешь автомобилю на 100%.
- Так вы из Москвы настраиваете автомобиль в Карелии?
- Помимо этого проекта, у меня есть и повседневные обязанности, я не могу быть постоянно с командой. Поэтому у нас есть специальный прибор, позволяющий собирать данные и вносить изменения из любой точки мира и даже с телефона! Я комфортно работаю за столом и при этом вижу все данные в режиме онлайн, как если бы находился в кабине. Только при этом экран не трясет и пыль не стоит столбом. Жаль, что в гонке пользоваться такой связью не разрешено. К слову, у Cummins уже есть собственная система дистанционного мониторинга, позволяющая собирать и анализировать данные по эксплуатации двигателей на коммерческом транспорте, предоставлять отчеты, давать рекомендации по оптимизации использования, а также оказывать удаленную техническую поддержку!
- А может, вы за меня еще и газовать будете?
- Могу, если попросите, но лучше вас этого никто не сделает!
- Ну, а про мотор вообще скажите что-нибудь.
Очень часто народ неверно трактует понятие мощности и крутящего момента, не понимает что же важнее для динамики: мощность или крутящий момент.
Давайте сегодня разберемся на примере дизельного мотора для Газели — Cummins ISF2.8
9.1 Итак, Мощность по физическому определению — это работа по перемещению тела в единицу времени. Чем быстрее перемещаешь груз, тем большая у тебя мощность.
Что такое работа по физическому определению?
Работа — это, ни что иное, как сила помноженная на пройденное расстояние, а сила в данном случае — это крутящий момент.
Единица времени — это частота вращения коленчатого вала в нашем случае [об/сек, об/мин].
Отсюда видим, что мощность двигателя это произведение двух величин: частоты вращения и крутящего момента.
Если вывести формулу, то получится так: Ne=Mкр*n/9555
Ne — мощность эффективная (кВт).
Mкр — крутящий момент (Н*м).
n — частота вращения коленвала (об/мин).
Иначе говоря простым языком, чтобы быстрее доставить груз из точка А в точку Б нужно: или взять большую сильную машину (но медленную) и увезти все за один раз, или взять маленькую быструю (но слабую) и гонять в отсечке как угорелый:).
Говоря инженерным языком — для увеличения мощности нужно увеличить либо крутящий момент, либо скорость вращения коленчатого вала. Либо все вместе.
9.2 Будет уместно сравнить дизельный мотор ГАЗели на 150л.с./330Нм и мотор спорт-байка 150л.с./110 Нм.
В первом случае у дизеля будет максимальный момент около 330Нм и максимальная частота около 3600об/мин, а во втором случае момент будет всего 110Н*м, но частота вращения уже около 14000 об/мин. Оба из них имеют одинаковую максимальную мощность, но достигают ее различными путями. Первый своей силой, а второй скоростью совершения работы.
Более того мощность — это величина расчетная! И в калибровках двигателя нигде не встречается. Там есть только момент (нагрузка) и обороты.
Для примера таблица внешней скоростной характеристики ISF 2.8 на 150л.с./330Нм:
Следовательно — зная крутящий момент в каждой точке, мы можем рассчитать мощность в этой точке.
Например: 1600 об/мин — 330НМ
1600*330*1,36/9555 = 75 л.с. (То есть на 1600 оборотах, мы имеем максимум 75 лошадей).
Теперь посчитаем для 3000 оборотов:
3000*330*1.36/9555 = 140л.с. (на 3000 оборотах имеем уже 140 лошадей, ну и т.д.)
9.3 Так что же важнее: мощность или крутящий момент?
На самом деле, это связанные величины. Более того, мощность — это интегральная характеристика от крутящего момента и оборотов мотора. И рассматривать их по отдельности нельзя.
В 99,9% случаев, когда говорят о мощности, то имеют ввиду номинальную (максимальную) мощность, которая достигается, как правило, при максимальных оборотах двигателя.
Почему обороты играют более чувствительную роль для увеличения мощности? А потому что разные порядки цифр. Если момент нашего двигателя варьируется в диапазоне 200 — 330НМ (200 уже на холостом ходу), то обороты на порядок вариативнее 750 — 3800 об/мин.
Но многие ли водители катаются на оборотах 3400-3800? Наверное, почти никто. Следовательно максимальная мощность их не интересует совсем.
А вот распределение крутящего момента по оборотам это уже важнее и вот почему.
Давайте взглянем на характеристики двух двигателей: оба 150л.с. и 330Нм.
В чем между ними отличия? А в том, что до 1400 об/мин у них разные кривые момента, а следовательно и разная мощность на этих режимах.
Для 1000 об/мин — 30лс (черный график) — 38лс (синий график)
Для 1200 об/мин — 42лс (черный график) — 56лс (синий график)
Далее кривые мощности/момента равны. Но в первом случае до 1400 об/мин машины едут совершенно по-разному.
Что я хотел сказать?
— То, что только мощность или только крутящий момент ничего не говорит о том, как двигатель едет. Нужна полная внешняя скоростная характеристика.
Что важнее для динамики?
Важна мощность! Но не максимальная величина (о которой все говорят и интересуются), а ее распределение по оборотам. Потому что сам по себе крутящий момент не совершает работу на скорость, скорость совершения работы, как раз, характеризуется мощностью.
Еще очень важно отметить, что максимальная мощность и момент это только потенциал двигателя! И это вовсе не означает, что если в вашей ГАЗели будет 1000л.с. и 1000Нм, то сразу все порвет и нужно кормить этот табун. Нет! Это в корне неверное утверждение.
Внешняя скоростная характеристика о которой мы говорили выше, это максимум двигателя. Но если приотпустить педаль газа от пола, уменьшив топливоподачу, то будешь иметь ровно столько, сколько тебе нужно.
То есть едешь в треть педали, развивая 100-200Нм и 50-100 л.с. — соответственно и кормишь только эти лошади. Нажал груженый в горку в пол — задействуется твой предел, соответственно, кормишь весь табун, но только кратковременно.
Поэтому те кто ездят аккуратнее, у тех и расход топлива ниже — они запрашивают меньше мощности.
Турбодизель Cummins ISF2.8 вопреки бытующему мнению является не жалкой подделкой американского мотора, а тем самым американским мотором разработанным для некоторых стран и производящийся в Китае на совместном предприятии Foton и Cummins – BFCEC (Beijin Foton Cummins Engine Company).
Кстати, некоторые не знают, что Cummins ISF2.8 производится и для рынка США, куда он поставляется под обозначением Cummins R2.8. При этом никого не парит, что он произведен в Китае и всем достаточно того, что материнская компания контролирует качество моторов производимых в Китае.
Существует версия, что Cummins ISF2.8 это половина объемного V8 объемом 5,6 литра, но официально эта версия не подтверждена и никто исследований не проводил. Для грузовиков Foton в Китае производится версия объемом 3,8 литра. На рынке США производятся объемные двигатели V8 устанавливаемые, например, на Nissan Titan.
Двигатели Cummins ISF2.8 для коммерческого транспорта ГАЗ имеют обозначение ISF2.8s44129t, что расшифровывается достаточно просто.
Заводское обозначение ISF2.8 означает следующее и не зависит от модификации:
IS – двигатели Cummins предназначенные для автомобилей, автобусов, коммерческого транспорта и грузовиков эксплуатируемых на твердом покрытии, а также для дизельных электростанций малой мощности.
F2.8 – платформа, на которой построен двигатель и его объем.
Обозначение модификации означает следующее и зависит от модели:
s4 – stage 4, то есть экологический класс Евро-4 или s3 для ранних версий.
129 – мощность в лошадиных силах.
t – truck – для применения на грузовом/коммерческом транспорте.
Для Группы ГАЗ поставляются двигатели двух модификаций (заводских калибровок блоков управления) предоставляющих следующие характеристики:
129л.с. и 310Нм
148л.с. и 360Нм
В России существуют нюансы. Так на предыдущих ГАЗелях с двигателями Евро-3 крутящий момент на 1-2 передаче ограничивали до 255Нм, чтобы спасти не самую выносливую КПП.
На новых ГАЗелях с двигателями Евро-4 мощность 148 л.с., но максимальный крутящий момент ограничен 330Нм (вместо 360Нм), что также сделано для безопасности новой КПП выдерживающий продолжительную езду с моментом 330Нм.
Более наглядно на графиках ниже:
В абсолютных величинах разница 148 и 180л.с. не так велика, но вся суть в переходных режимах, где разница 360 и 500+ момента очень ощущается. Изменение момента чувствительно на разгонах, на обгонах на высших передачах и т.п., однако с высоким крутящим моментом надо быть предельно осторожным и беречь КПП.
Еще существует прошивка от Foton Tunland – там 163 л.с. и все те же 360Нм крутящего момента, но там двигатель крутится уже до 4400 об/мин (для легкового применения). См.график ниже.
То есть, по сути, разницу со 148 л.с. можно ощутить только после 2700 об/мин.
Говоря о топливной аппаратуре – это Bosch Common Rail с давлением впрыска 1600 бар. Поддерживается до 5 (2 пилотных, основной и 2 поствпрыска) впрысков за цикл. Но в калибровках реализовано только 2: пилотный и основной.
На автомобиле Соболь 4х4 Николая Маркова (второй пресс-экипаж участвовавший в ралли-марафоне Шелковый Путь 2016) характеристика в виде красной линии (но максимум там около 174 л.с.):
Из двигателя Cummins 2.8 можно выжать и большее, но сделать это без замены турбокомпрессора невозможно. Соответственно, тюнинговать мотор можно, но делать это не только изменением прошивок, а комплексным подходом. В остальном, достаточно чуть-чуть подкрутить мощность и крутящий момент.
Двигатель Cummins ISF 2.8 представляет собой четырехцилиндровый дизельный двигатель с турбонаддувом, самый маленький и легкий двигатель из семейства двигателей ISF. ISF 2.8 это современный двигатель, сочетающий в себе два основных качества — мощность и компактность. Это оптимальный выбор силового агрегата для легких коммерческих автомобилей, таких как пикапы, грузовики, фургоны, грузовые автомобили. На американском рынке известен как Cummins R2.8
Cummins ISF 2.8 имеет чугунный блок цилиндров с заменяемыми гильзами. Это дало высокую прочность при меньшем использовании металла. Недорогой традиционный материал обеспечивает долгую надежность и возможность ремонта. ISF 2.8 также имеет чугунную головку блока цилиндров. В центре каждого цилиндра расположены 4 клапана, единый верхний распределительный вал с цепным приводом и форсунки для впрыска топлива. Распределительный вал приводит в действие клапаны коромыслами (короткие для впускных клапанов, длинные — для выпускных). Все клапаны изготовлены из жаропрочной стали и имеют хромированный шток. Впускной и выпускной клапаны выглядят одинаково, но не взаимозаменяемы. Цепь привода ГРМ и натяжитель расположены со стороны маховика. Цепь не требует обслуживания в течение всего срока службы двигателя.
Дизель объемом 2,8 л оснащен высококлассной системой впрыска Common Rail с электронным управлением. Эта система питается от топливного насоса высокого давления, установленного на передней части двигателя. Топливный насос приводится в действие распределительным валом через шестерню. ISF 2.8 поставляется с турбонагнетателем HE 200 WG без промежуточного охладителя. Этот дизель оборудован предохранительными устройствами при пуске при низких температурах. Электрическая спираль нагревает воздух во впускной коллектор.
Технические характеристики
| Производство | Columbus, Indiana; China |
| Годы выпуска | 2009-… |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Материал головки цилиндра | чугун |
| Топливо | дизель |
| Топливная система | Прямой впрыск Common Rail |
| Расположение цилиндров | рядное |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Компоновка клапанного механизма | SOHC |
| Диаметр цилиндра, мм | 94 |
| Ход поршня, мм | 100 |
| Объем | 2781 куб.см |
| Тип двигателя | Четырехтактный, с турбонаддувом |
| Степень сжатия (компрессия) | 16.9:1 |
| Мощность | 107-160 л.с. (80-120кВ) при 3600 об/мин |
| Крутящий момент | 280-360 Нм при 1500-3000 об/мин |
| Вес (сухой) | 214 кг |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Объем масла, л | 5,0 — масляный поддон; 0,436 — масляный фильтр; 1,0 — одна отметка на масляном щупе двигателя |
| Интервал замены масла | 20000 км или 12 мес |
| Applications | Пикап Foton Tunland, ГАЗель NEXT, коммерческие автомобили |
Проблемы и надежность ISF 2.8 Cummins
ISF 2.8 производится и собирается в Китае. Cummins говорит, что двигатель ISF 2.8 имеет ресурс в 500 000 км. Но на самом деле этот двигатель имеет ужасную репутацию на азиатском рынке из-за некачественной сборки и материалов. Самая частая поломка этого двигателя — быстрый износ стенок цилиндров. Как следствие повышенный расход масла. Следующая проблема — плохие шатунные подшипники, повредившие коленчатый вал. Кроме того, двигатель легко перегревается. Существует высокий риск попадания охлаждающей жидкости внутрь цилиндров. У этого списка нет конца. Двигатель ISF 2.8 соответствует нормам выбросов Евро 3, Евро 4 в зависимости от модификаций.
6,7-литровый рядный шестицилиндровый турбодизельный двигатель Cummins ISB является последней и самой большой версией серии B. ISB 6.7 также является самым мощным дизельным двигателем, производимым Cummins (350 л.с. и 881 Нм крутящего момента) для легких/средних грузовиков.
Его предшественник, ISB 5.9, выпускался почти десять лет. На тот момент он был устаревшим и исчерпал пределы возможностей улучшений с точки зрения расхода топлива и выбросов. Рынок хотел новый двигатель для грузовиков и автобусов средней грузоподъемности, и двигатель ISB 6.7 стал ответом на этот вопрос. 6.7 ISB имел увеличенный диаметр цилиндра (107 мм) и ход поршня (124 мм). Это увеличило его рабочий объем до 6,7 литра. Блок двигателя по-прежнему чугунный. Сверху блока находится 24-клапанная чугунная ГБЦ, аналогичная ISB 5.9. Разница между головками цилиндров ISB 5.9 и 6.7 заключается в том, что головка ISB 6.7 имеет отверстия (головка с отверстиями для датчика) со стороны впускного коллектора. По сравнению с версией 5.9L последнего поколения много изменений, но общий дизайн остался прежним. 6,7-литровый двигатель Cummins имел систему впрыска топлива Common Rail под высоким давлением, топливный насос с электронным управлением и новое оборудование для снижения выбросов.
Новая версия была разработана с учетом более строгих требований Федерального законодательства по выбросам. В 2007 году, в первый год производства, это был первый дизельный двигатель Cummins, оснащенный сажевым фильтром (DPF). Фильтр DPF очищает выхлопные газы от сажи более чем на 90%. Сажевый фильтр имеет керамическую матрицу, которая фильтрует частицы сажи и регенерирует их при высокой температуре, нагреваясь выхлопными газами. Также двигатель имел систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) с охлаждением. В 2010 модельном году двигатель получил дополнительные DEF (жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя), SCR (избирательное каталитическое восстановление) и охладитель системы рециркуляции отработавших газов. Жидкость DEF впрыскивается внутрь DPF, чтобы помочь процессу регенерации сажи при более низкой температуре. Таким образом, на каждые 100 литров дизельного топлива расходуется 2 литра DEF.
Турбокомпрессор Holset HE351VE с изменяемой геометрией (VGT) — еще одна интересная новая особенность двигателя. Этот турбонагнетатель может блокировать поток выхлопных газов для повышения температуры внутри DPF, что снижает уровень выбросов. VGT также имеет встроенную функцию торможения выхлопных газов. Торможение двигателем происходит за счет ограничения потока выхлопных газов. Все двигатели ISB6.7 оснащены воздухо-воздушным промежуточным охладителем.
Процесс улучшения никогда не прекращался в течение последних десяти лет производства, поэтому двигатели 2017 модельного года уже развивают крутящий момент до 1220 Нм. ISB 6.7 также был заложен в основу меньшей версии — ISB 4.5 (4,5-литровый рядный четырехцилиндровый турбодизель).
Технические характеристики
| Производство | Cummins |
| Годы выпуска | 2007-… |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Материал головки цилиндра | чугун |
| Топливо | дизель |
| Топливная система | прямой впрыск, система впрыска Common Rail высокого давления с электронным управлением |
| Расположение цилиндров | рядное |
| Количество цилиндров | 6 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Компоновка клапанного механизма | OHV |
| Диаметр цилиндра, мм | 107 |
| Ход поршня, мм | 124 |
| Объем | 6.7 литра |
| Тип двигателя | Четырехтактный, с турбонаддувом |
| Степень сжатия (компрессия) | 17.3:1 |
| Мощность | 305-385 л.с. при 2800-3000 об/мин |
| Крутящий момент | 827-1220 Нм при 1500-1700 об/мин |
| Вес (сухой) | 476-522 кг |
| Порядок работы цилиндров | 1-5-3-6-2-4 |
| Объем масла | 11.4 литра (с фильтром) |
| Интервал замены масла | 24000 км или 6 мес (12000 км или 6 мес для моделей 2007-2012) |
| Устанавливался | Пикапы Dodge Ram, автобусы, среднетоннажные грузовики |
Проблемы и надежность ISB 6.7L Cummins
6.7 ISB стал самым надежным двигателем Cummins серии B. В стандартной комплектации количество отказов невелико. Общие проблемы связаны с выхлопным оборудованием и системой впрыска Common Rail. Система рециркуляции отработавших газов склонна к засорению, и эта проблема характерна для всех двигателей, оснащенных данной системой. Долговечность DPF составляет около 160 000 км. Некоторые владельцы предпочитают устанавливать комплекты для удаления DPF, которые, несомненно, дешевле, но менее дружелюбны к природе. Также имейте в виду, что длительное время простоя недопустимо для VGT. Топливные форсунки ISB6.7 также требуют внимания при пробеге 300К+. Владельцы сообщают, что форсунки 6,7 более надежны, чем форсунки, использованные в версии 5,9.
Читайте также: