АВТО МАШИНЫ ТАЧКИ

Авто Машины Тачки
1 февраля 2015

Многодроссельный впускной коллектор. Расширяем кругозор.

Термины «многодроссельный впрыск» и «многодроссельный мотор» звучат в среде тюнеров довольно часто. Вспоминают их обычно, когда речь заходит о дрэг-рейсинге, реже – в дискуссиях об автоспорте. Об одной из многодроссельных машин мы писали в статье «Зеленоградский кошмар». В России есть еще несколько таких автомобилей, выступающих в гонках на четверть мили. Конструктивно их моторы очень близки.

Узнать многодроссельный (число привязано к количеству цилиндров, то есть 4-дроссельный, 6-дроссельный и т.д.) мотор довольно просто – впускные коллекторы таких машин не связаны в один узел. К каждому цилиндру подходит свой металлический патрубок, изогнутый или прямой. По компоновочным соображениям второй вариант используют чаще. Хотя, спору нет, «дудки», особенно импортные, выглядят жутко красиво. Сверкающие хромом, а порой даже золотом, нацелившиеся по ходу движения «дула», прямо-таки завораживают. Мотор сразу узнается как гоночный.
Выглядит устройство просто, если не сказать примитивно. А принципы работы? Тут, как водится, есть свои хитрости. За консультацией мы обратились в технический центр «КарТюнинг», инженеры которого проводили эксперименты с такой системой.

Появление многодроссельного впрыска, известного также как «прямые впускные каналы», или individual throttle bodies (ITB), в тюнинге не случайно. Как и многие другие технологии форсирования двигателей внутреннего сгорания, «мультидроссель» (термин мой. – И. П.) пришел из автоспорта, где применялся с 20-х годов. Правда, в начале ХХ века впрысковых систем еще не было и «дудки» совмещались с карбюраторами.
«Мультидроссели» существуют и на современных спортивных автомобилях. Их применяют кольцевики всего мира, ставят и на мотоциклах.

Одну из самых широких линеек двигателей с многодроссельным впрыском представляет фирма TodaRacing, создающая гоночные моторы для серийных японских спорткаров: Honda NSX и S2000, Mazda Miata, Nissan Skyline GT-R, Subaru Impreza WRX... Эта же система характерна и для двигателей BMW M3 и M5 – спортмодификаций стандартных машин третьей и пятой серий, подготовленных отделением M-Techniсk. Правда, опознать моторы «эмок» как многодроссельные не так уж просто – впускные коллекторы закрыты от любопытных глаз пластиковыми или карбоновыми кожухами.
«Дудки» обожают англичане и американцы, которые выпускают спортивные двигатели или модифицируют стандартные. Так, довольно часто моторы с многодроссельным впрыском можно увидеть на современных вариациях легендарного Lotus Super Seven, например Westfield. Заметьте, как свято хранятся связи времен: реплики «Супер Семерки» недалеко ушли от прародителя.

В принципе, «мультидроссели» предлагают для любых импортных бензиновых автомоторов. Но многие фирмы-производители указывают, что их бессмысленно применять для низкофорсированных или «средних» двигателей: ITB должны быть последней стадией форсировки после изменения степени сжатия и перепрограммирования электронного блока управления («перепрошивки мозгов»). Если речь идет не о специально сконструированном, а о стандартном, но переделанном моторе, требуется замена форсунок на более производительные или установка пары форсунок на каждый тракт. Например, на двигатель 1.6 зеленоградской машины были установлены форсунки от 2,5-литрового мотора BMW. Необходимы и другие модификации, в том числе полное изменение системы выпуска: пара впуск/выпуск из-за тех же рабочих тактов должна четко соответствовать друг другу. Распредвалы, коленвалы, поршни, кольца и прочие детали тоже, конечно, меняются. Если собрать все переделки вместе, фактически получается совершенно другой мотор.
Но допустим, что все стадии пройдены и без «дудок» свет не мил. Какие варианты?

Если забыть про карбюраторы, все многодроссельные системы можно поделить на два основных вида – с ресиверами и без них. Есть и подвиды – с воздушными фильтрами или «открытые». Тут даже объяснять нечего. Смысл установки воздушного фильтра один: сберечь мотор от пыли (читай – абразива) как можно дольше. Поэтому он и стоит на том же Westfield – «автомобиле выходного дня», рассчитанном далеко не на один-два заезда. В спорте, как всегда, свои ценности.

Что касается ресиверов и их отсутствия, сторонников и противников той и другой схемы примерно поровну. Напомним, что это устройство – некий накопитель воздуха, связанный с впускными коллекторами, – проще говоря, металлическая банка определенного объема. Ресивер обеспечивает необходимое давление (подпор) в коллекторе на высоких оборотах.

Обычные впускные коллекторы «гражданских» машин усреднены так, чтобы быть как можно дешевле в производстве, соответствовать потребностям большинства покупателей и вписываться в многочисленные экологические нормы. Ни о каких индивидуальных настройках речи быть не может.

Многодроссельная система улучшает наполнение цилиндров – это следствие усиления волн давления и разрежения во впускных каналах. Как известно, масса воздуха во впускном коллекторе движется волнообразно с определенной амплитудой. Фазы давления и разрежения должны быть четко синхронизированы с открытием/закрытием впускных и выпускных клапанов. Широкие равнодлинные каналы со сниженным газодинамическим сопротивлением создают подпор воздуха на рассчитанных оборотах мотора. Помимо этого отдельный впускной канал на каждый цилиндр позволяет избежать взаимного влияния трактов друг на друга – наложения волновых колебаний и неравномерного наполнения цилиндров. На практике несколько дроссельных заслонок вместо одной значительно ускоряют отклик автомобиля на нажатие педали газа. Разумеется, все это сказывается и на ВСХ. Со всеми перечисленными модификациями, которых набирается немало, прибавка максимальной мощности и крутящего момента хорошо собранного и отстроенного мотора с такой системой возрастает на 10–15 процентов.

«Мультидроссель» требует трудоемких расчетов под каждый конкретный мотор. И все равно газодинамика не укладывается в формулы, поэтому после изготовления системы нужны испытания, доводки и новые расчеты. И снова тесты. Для тюнеров, как это легко понять, алгоритм совершенно неприемлемый. Да, эмпирическим путем получили, что для вазовского 8-клапанника близкая к оптимальной длина впускного тракта – около 400 мм, круглого сечения, с определенной обработкой внутренних поверхностей. Это знают многие. Но как построить многодроссельную систему на базе этого мотора – хорошо представляют только считанные единицы.
Кроме того, возникает довольно много «побочных эффектов»: сниженный ресурс двигателя и повышенный из-за измененной системы питания расход бензина. Важно также, что производство и обслуживание таких систем, тщательность выбора материалов и изготовление деталей – довольно дорогое удовольствие. Все это веские причины для того, чтобы на «гражданских» автомобильных ДВС «волшебные дудки» не прижились.

Те же причины делают их объектом «нон грата» и в тюнинге. Для клиента тюнинговой мастерской стоимость многодроссельного впрыска примерно равна цене серьезной комплексной доводки отечественного ДВС. Зато масштабы влияния на ресурс двигателя здесь несравнимы – «мультидроссель» сокращает ему жизнь намного активнее.
Если все наши аргументы показались вам неубедительными – идите в авто- или мотоспорт.