Постройка турбомотора. Часть 1.

Итак, наш предыдущий рассказ закончился тем, что восьмёрка попала в руки моему другу Грише. Забрал он её не просто так, а имея в голове конкретную цель, которую мы с ним в тот момент обдумывали.

Замысел заключался в том, чтобы построить машину для дрэга в один из самых младших классов (до 1.8 литра), но оборудованную при этот турбонаддувом, на который в дрэге применяются поправочные коэффициенты для определения эффективного объёма двигателя (обычно 1,5-1,6). Для этого двигатель должен иметь изначально небольшой рабочий объём, чтобы пройти в класс. И такой двигатель у ВАЗ есть — 21081 объёмом 1099 куб.см. (с коэффициентом 1,6 получается 1758 куб.см). В чём весь цимус? В том, что в классе с традиционно только атмосферными моторами, имеющие реальные пределы форсировки на уровне 200-250 л.с., можно выстрелить хоть и на малолитражном, но имеющем больший предел форсировки моторе, к тому же значительно более бюджетном.
При этом сам по себе мотор 21081 обладает рядом положительных свойств, которых нет у его старших собратьев:
1) полностью омываемые гильзы цилиндров (у 2108 так же), объяснять очевидные преимущества чего, я думаю, не нужно;
2) короткий ход поршня (60,6мм против 71мм на 2108 и 21083, не говоря уже про моторы больших объёмом), благодаря которому двигатель имеет немалый R/S=2,0, прекрасно форсируется по оборотам;
3) коленвал с меньшим радиусом кривошипа способен выдерживать более высокое усилие, передаваемое на него от поршня через шатун;
4) поршни диаметром 76мм легче своих собратьев размером 82мм, что положительно сказывается на возможностях форсировки по оборотам ввиду пропорционального уменьшения инерционных нагрузок на поршне, пальце, шатуне, коленвале. К тому же они прочнее;
5) перемычка между стенками соседних цилиндров шире и лучше охлаждается, что снижает возможность пробоя прокладки (особенно актуально на турбомоторах);

Само собой, он не лишён и недостатков, обусловленных его конструктивом:
1) самые очевидный — значительно меньший рабочий объём цилиндров, но это компенсируется турбонаддувом;
2) цилиндр небольшого диаметра не позволит применить 16-клапанную ГБЦ с увеличенными клапанами, не хватает им места.

Для обеспечения преимущества над одноклассниками необходимо было снять с двигателя 250 л.с. и максимально компенсировать типичные недостатки турбомоторов малого объёма с высокой степенью форсировки — большую турбояму, задержку реакции на акселератор и плохой контроль тяги двигателя (в сравнении с атмосферником).

Для этого планировалось использовать решения, некоторые из которых тогда ещё не применялись вообще, а именно:
1) твинскролльный турбокомпрессор для улучшения подхвата на средних оборотах;
2) водный интеркулер (для уменьшения объёма впускного тракта и сокращения его длины). На сегодняшний момент реализовано у единиц;
3) сверхкороткий впускной тракт для уменьшения турболага. Из турбокомпрессора нагнетаемый воздух сразу попадал в водяной интеркулер, расположенный над клапанной крышкой 16-клапанной ГБЦ. Выходной бачёк интеркулера одновременно являлся впускным ресивером двигателя. До сих пор никто этого не реализовал.
4) 4-дроссельная впускная система, которая на турбомоторе нужна в первую очередь для значительного снижения турболага и повышения эффективности контроля тяги педалью акселлератора, а так же равномерного распределения воздуха по цилиндрам. Тогда лишь единицы понимали плюсы 4-дроссельного впуска на турбомоторе, одними из них был я и Pugnator, мой друг с vaz.ee (небезызвестный в кругах тазоводов). Забавно было то, что очень многие признанные корчестроители тогда хором уверяли, что это бестолковая идея и 4 дросселя на турбе нафиг не нужны, однако через полгода-год сами начали их активно ставить на дрэговые моторы.
5) рассматривалась идея впрыска водометанола как возможный метод некоторого поднятия мощности, но в первую очередь как запасной вариант для борьбы с детонацией на высоких давлениях наддува.

Рассматривался ещё один вариант впуска с монодросселем, совершенно необычный по конструктиву, но эта идея слишком необычна и я хотел бы её реализовать когда-нибудь первым, поэтому рассказывать о ней пока не буду.

Вобщем на выходе у нас должен был получиться 16-клапанный мотор 1.1 с умеренно доработанной ГБЦ, с распредвалами средней ширины, оптимизированными под работу на высокооборотистом турбомоторе (до 8000-8500 об/мин), твинскрольным турбокомпрессором на базе TD04L, 4-дроссельным впуском, водяным интеркулером и сверхкоротким впускным трактом. Степень планировалась не выше 8,5, чтобы можно было работать в давление до 1,5 избытка на товарном 98-м бензине. Низ — штатное колено 21081, шатуны 2110 сток, поршни 2101 или 21081 сток с цековками под 16v, маховик 2110 облегчённый. КПП с блокой, 7-ым рядом и парой 3,7 или более подходящей после проведения тестов.

Блок 21081 нашёлся быстро, начали подбирать воздушный интеркулер для переделки в водяной, заказана новая твинскрольная TD04L-12T. Если бы её мощности не хватило, можно было бы собрать из неё гибрид с холодной частью 14 (как на WRX) или 15. Разборки между РАФом и региональными организаторами официальных соревнований по дрэгрейсингу поставили большой и жирный крест на перспективах этого проекта. В регламенте РАФ для этой машины не было конкурентного класса, а многие региональные серии вроде ЕЧУПа и ЧЕДРа чиновники из РАФ закрыли или подмяли под себя. Оторванные от реальности технические требования, жёсткая политика в области безопасности, высокие стартовые взносы и откровенный развод участников на обязательное монотопливо от VPracing по космическим ценам в один момент сделали российский дрэг сверхдорогим и недоступным для многих энтузиастов. Тогдашний руководитель комитета РАФ по дрэгрейсингу, недавно скончавшийся от болезни тов. Воробьёв, любил поговаривать "Нет денег — играйте в бадбинтон!". Ему то просто было так говорить — имея майбах, на безденежье он явно не жаловался. Впрочем о покойниках плохо говорить не принято, поэтому опустим это.

Строить такой автомобиль просто "чтобы было" без перспективы на нём достойно где-либо выступить, стало бессмысленно. Многие задумки остались ждать своей реализации в будущих проектах, блок 1,1 со временем попал к нашему другу Диме, который ранее построил белую турбокопейку 16v. Я о ней много где писал, и именно её фотка подкапотного у меня в профиле стоит. Он из этого собрал 16v моторчик на свою пятнышку, с какой-то небольшой турбинкой, без всяких изысков, по классическому рецепту и конструктиву. На низах мотор ехал предсказуемо не впечатляюще, а на верхах турбинки не хватало, чтобы пинок под зад чувствовался. Расход зато небольшой был при обычной езде. В общем, такой необычный городской турбомоторчик вышел. Твинскрольная TD04L-12T пришла из Джапании, а ставить её уже некуда.

Но, как говорится, свято место пусто не бывает. Отказавшись от идеи строительства машины под дрэг, пришли к идее постройки автомобиля для города, ралли-спринтов и всяких покатушек. Достаточно резвый, но не чрезмерно мощный, как большинство турботазов. Много чего из запчастей было уже куплено или сделано, поэтому работа пошла по новому пути.

Во второй части напишу про постройку нынешнего мотора. Следите за продолжением!