Tapo madinga didinti traktorių (ir ne tik) variklių galią. Bet ar tai naudinga?

Padidinti variklio galią – užduotis ne pati sunkiausia. Turint reikiamus prietaisus 10–15 proc. padidinti efektyviuosius variklio parametrus – galią ir sukimo momentą – galima per kelias minutes. Galbūt todėl galios didinimo procedūra šiandien perauga iš grynai mėgėjiškų bandymų į masinį reiškinį. Ar mes gudresni už gamintojus?

Į ką reikėtų atkreipti dėmesį, jei ruošiatės didinti variklio galią

• Patikrinkite konkretaus variklio tipo vardinės galios diapazoną.
• Įsitikinkite, ar galingesnėse variklio modifikacijose nėra atlikta konstrukcinių pakeitimų: cilindrų bloko ir cilindrų galvutės, stūmoklių, purkštukų (purkštuvų antgalių), turbokompresoriaus, aušinimo sistemos, išleidimo kolektoriaus ir t. t.
• Patikrinkite, koks didžiausias sukimo momentas gali būti perduotas konkrečiai transmisijai: sankabai, pavarų dėžei, centrinei ir galinėms pavaroms, priekiniam tiltui.
• Nedidinkite galios galingiausiam klasės modeliui.

Priemonės

Variklio galią padidinti galima mechaninėmis ir elektroninėmis priemonėmis. Populiariausios šiandien elektroninės galios didinimo priemonės: tiesiog perrašyti variklio valdymo sistemos parametrus, keičiant ar visai eliminuojant kai kurių jutiklių signalus, įjungiant tarpinius valdymo blokus.

Perrašius variklio valdymo sistemos parametrus jokio papildomo mik­roprocesoriaus montuoti nereikia. Tačiau ne visų variklių valdymo sistemos lengvai įkandamos. Pavyzdžiui, kai kurių naujų variklių programinė įranga specialiai apsaugota, todėl neleidžia daryti pakeitimų. Jei nėra galimybės perskaityti valdymo programos, nėra galimybės ir jos perrašyti.

Kaip atliekami sistemos parametrų pakeitimai, dar vadinami „čip-tiuningu“? Pirmiausia, išimamas variklio valdymo blokas. Jis prijungiamas prie kompiuterio, kuriame yra įdiegtas specialus programų skaitymo protokolas. Variklio valdymo parametrų lentelės yra sudėtinė bet kokios programos dalis, užimanti apie 10 proc. programos apimties. Parametrų lentelėse specialistas atlieka atitinkamus pakeitimus, leidžiančius padidinti variklio galią ir sukimo momentą.

Parametrų lentelių programoje skaičius gali viršyti 100. Ne visus jose esančius parametrus galima keisti, o tik, pavyzdžiui, pripūtimo slėgio didžiausią reikšmę, įpurškimo ciklo ar etapo trukmę ir panašius.

Parametrai keičiami ne „iš akies“, o žinant konkretaus variklio charakteristikas, jų priklausomybę keičiant vieną ar kitą dydį. Labai svarbu neapsirikti, koreguojant programos kontrolinės sumos korekciją. Ji apskaičiuojama pagal vieną iš daugybės (jų yra iki 30) algoritmų. Neatlikus korekcijos arba atlikus klaidingai, variklio galima ir neužvesti. Jei pavyks paleisti, jo valdymo sistema veiks avariniu režimu – neišvystys reikiamos galios, dirbs neekonomiškai.

Šiuo metu sparčiai plinta tarpiniai valdymo blokai (mikroprocesoriai), įjungiami tiesiai į maitinimo sistemos elektros grandinę. Jie gali būti kelių rūšių: nereguliuojami ir reguliuojami. Pastaruosiuose galima pasirinkti keletą galios didinimo režimų, pavyzdžiui, galią iki maksimalios reikšmės (15–25 proc.) galima didinti pakopomis arba bepakopiškai potenciometru.

Tarpinis valdymo blokas jungiamas tarp degalų akumuliatoriaus slėgio jutiklio (common rail maitinimo sistemoje) ir variklio valdymo bloko. Tokiu būdu ­slėgio ­akumuliatoriuje reikšmė pirmiausia patenka į tarpinį mikroprocesorių. Čia ji optimizuojama ir persiunčiama toliau į variklio arba maitinimo sistemos valdymo bloką. Priklausomai nuo pasirinkto režimo, slėgio reikšmė optimizuojama didesnei galiai gauti arba ekonomiškiausiam darbui.

Sugedus tarpiniam valdymo blokui, aplinkine linija signalas (Bypass Signal) nukreipiamas tiesiogiai į variklio valdymo bloką, t. y. variklis dirba įprastiniu režimu.

Elektroninių galios didinimo priemonių negalima naudoti, jei variklis neišdirbęs pirmųjų 100 motovalandų. Be to, optimalius rezultatus galima gauti tik praėjus maždaug 10 motovalandų po valdymo bloko įjungimo į sistemą.

Mechaninės priemonės (turbokompresoriaus keitimas ar mechaninio sūkių reguliatoriaus nustatymų keitimas) šiandien naudojamos rečiau dėl dviejų priežasčių. Pirmoji – visi šiuolaikiniai net ir nedidelės galios traktoriuose sumontuoti varikliai jau turi turbokompresorinio pripūtimo sistemas. Antroji, Etapo IIIA/Tier 3 emisijų reikalavimus atitinkančiuose varikliuose su didelio slėgio degalų įpurškimo sistemomis mechaninio sūkių reguliatoriaus paprasčiausiai nėra.

Taigi, ruošiantis montuoti turbokompresorių variklyje, kuriame prieš tai jo nebuvo, reikia atminti, kad paprastai variklių modifikacijose su pripūtimo sistemomis naudojami aukštesni viršutiniai (kompresiniai) žiedai, didesnio skersmens stūmoklių pirštai, standesni švaistikliai. Be to, įdiegta stūmoklio dugno aušinimo alyva sistema, sumontuotas našesnis tepimo sistemos siurblys, gali būti pakeista cilindrų galvutė (dažniausiai dėl didesnio skersmens aušinimo kanalų), modifikuota maitinimo sistema. Tad sumontavus turbokompresorių variklyje be pripūtimo sistemos, labai sumažėja pastarojo resursinis išdirbis.

Įspėjimai

Šiuolaikinis turbodyzelinis variklis yra gana patikimas agregatas. Priklausomai nuo periodo, kada jis pagamintas, jo resursinis išdirbis siekia 10–15 tūkst. motovalandų. Padauginkite šį skaičių iš 80 ir gausite didžiakrūvio automobilio ridą iki kapitalinio remonto – tie patys varikliai yra populiarūs ne tik savaeigėse žemės ūkio mašinose.

Tarp variklio išvystomos galios ir variklio išdirbio yra tiesioginis ryšys. Tai akivaizdžiai iliustruoja rekordinis, greičiausias pasaulyje dyzelinis automobilis JCB Dieselmax („Mano ūkis“, 2007 m. Nr. 4). Jame sumontuoti du tokie pat kaip JCB ekskavatoriuose, teleskopiniuose krautuvuose naudojami 4 cl., 4,4 l darbo tūrio turbodyzeliniai 444 serijos varikliai. Tačiau kiekvieno jų galia padidinta daugiau kaip 10 kartų – nuo įprastinių 74 iki rekordinių 750 AG. Rezultatas? Variklis skirtas ne 15 tūkst. motovalandų išdirbiui, o tik vienam rekordiniam važiavimui.

Padidinti turbodyzelinio variklio galią daug sudėtingiau negu, pavyzdžiui, benzininio jėgos agregato. Turima mintyje ne formalus veiksmas, o galimos pasekmės.

Didėjant variklio išvystomai galiai, didėja stūmoklio dugną veikianti slėgio jėga. Atitinkamai didėja dinaminės alkūninio veleno (ypač atraminių kakliukų) apkrovos. Taip pat ir skirstymo mechanizmo, nes pastarojo pavara – krumpliaratinė, t. y. standžiai sujungta su alkūniniu velenu.

Dažnai būna, kad to pačio modelio varikliuose, bet didesnės galios modifikacijose, stengiantis sumažinti dinamines alkūninio ir švaistiklinio mechanizmo apkrovas, standartiniai stūmokliai pakeisti lengvesniais.

Kuo didesnė variklio galia, tuo ­daugiau šilumos jis išskiria. Aušinimo sistemos efektyvumas (skysčio siurblio našumas, ventiliatoriaus skersmuo, aušintuvo paviršiaus plotas) turi būti ne mažesnis už variklio išskiriamą šilumos kiekį, t. y. tą šilumos kiekį, kurį jis išskiria per 1 s, būdamas maksimaliai apkrautas. Šį šilumos kiekį į aplinką atiduoda aušintuvas, priešingu atveju variklis gali perkaisti.

Perkaitimas pavojingas ne tik variklio korpusui, bet ir alkūniniam-švaistikliniam mechanizmui, maitinimo sistemos elementams, ypač purkštuvams. Stipriai perkaitinus variklį, labai sumažėja šiluminiai tarpeliai, dega ir koksuojasi alyva, ant vidinių paviršių ir kanaluose kaupiasi nuodegos, dervos. Sumažėjus alyvos klampiui, išauga nuostoliai dėl trinties. Tai tiesiausias kelias variklio kapitalinio remonto link.

Atitinkamą šilumos kiekį į aplinką turi perduoti ne tik aušinimo sistema, bet ir išleidimo kolektorius.

Pasitaiko, kad didesnės galios to pačio modelio varikliuose modifikuotas ne tik cilindrų blokas, bet ir cilindrų galvutė. Dažnos modifikacijos esmė – aušinimo kanalų skerspjūvio padidinimas. Padidinus tekančio skysčio kiekį, pagerinamas šilumos nukreipimas nuo labiausia įkaitusių variklio korpuso detalių, pavyzdžiui, viršutinės cilindrų įvorių dalies.

Už ir prieš

Į variklio galios didinimą galima žiūrėti palankiai su sąlyga, jei tai atliekama kvalifikuotai, kompleksiškai. Ne paslaptis, tas pats variklis be mechaninių-konstrukcinių pakeitimų turi gana platų vardinės (nominalios) galios diapazoną. Gamintojai norimą dydį nustato, parinkdami atitinkamus variklio valdymo programos parametrus.

Didesnė galia nereiškia, kad degalų sąnaudos bus mažesnės. Dar kartą primename, kad degalų sąnaudos iš esmės priklauso nuo vienintelio rodiklio – variklio apkrovos.

Padidinus galią, padidės technologinis operacijos atlikimo greitis, išaugs darbo našumas. Taigi svarbiausia, ką pavyks laimėti – tai laikas. Dirvos dirbimo ir sėjos baruose didesnė sparta, jei prieš tai dirbant nepavyko pasiekti optimalaus technologinio greičio, svarbi ne tik agrotechniniu požiūriu, bet ir ekonomiškai. Tačiau lazdos perlenkti nereikia. Per didelis technologinis greitis paspartina mašinų nusidėvėjimą, labai padidina sulūžimų tikimybę, pagaliau, ne visada pateisinamas agrotechniniu požiūriu.