После установки интеркулера мощность Mustang мощностью 611 л.с. снизилась

Когда ютубер Four Eyes установил воздушно-воздушный интеркулер на свой Ford Mustang GT 2007 года с наддувом, динамометрический стенд показал результаты ниже, чем до этого. Максимальная мощность упала с 611 лошадиных сил на колесах до 590. На первый взгляд, это выглядит как неудачная попытка проложить трубопровод и изготовить детали на сумму в 1000 долларов. Однако показатели давления наддува говорят совсем о другом.

До установки интеркулера Mustang работал при давлении наддува 9,5 psi и развивал крутящий момент 459 фунто-футов, при этом температура всасываемого воздуха достигала 141°F на динамометрическом стенде и превышала 170°F в реальных условиях эксплуатации. После установки интеркулера и обновления прошивки давление наддува снизилось до 6,2 psi, а пиковая мощность составила 590 л.с. на колесах – однако температура всасываемого воздуха упала до 84°F на динамометрическом стенде и оставалась в диапазоне от 104°F до 108°F во время движения по городу.

Двигатель показал практически идентичные показатели мощности, работая при давлении наддува на 3,3 psi меньше и подавая нагнетаемый воздух, температура которого упала примерно на 80 градусов. Согласно отчету Ford Muscle об этом проекте, 4,6-литровый трехклапанный двигатель с увеличенным ходом поршня генерирует примерно 30 лошадиных сил на каждый фунт наддува. Это повышение эффективности, а не снижение.

Почему двигатели с наддувом перегревают собственный воздух?

Центробежный нагнетатель увеличивает мощность, подавая в двигатель больше воздуха, чем он мог бы вместить самостоятельно. Проблема носит термодинамический характер: сжатие воздуха повышает его температуру, и, по данным Engineer Fix , 10 фунтов на квадратный дюйм наддува могут нагреть всасываемый воздух на 100–150 градусов по Фаренгейту выше температуры окружающей среды. Горячий воздух менее плотный, чем холодный, а это значит, что на один цикл сгорания приходится меньше молекул кислорода. Это также приближает заряд к точке самовоспламенения до того, как сработает свеча зажигания — состояние, известное как детонация, или стук. Двигатель, обнаруживший детонацию, скорректирует угол опережения зажигания, будет работать на более богатой топливной смеси и снизит мощность для самозащиты. В результате двигатель выглядит впечатляюще на одном динамометрическом стенде, но в реальных условиях эксплуатации его характеристики ухудшаются из-за повышения температуры.

В Mustang от компании Four Eyes отсутствовал интеркулер между центробежным нагнетателем и дроссельной заслонкой. Интеркулер работает подобно радиатору для сжатого воздуха – горячий воздух от нагнетателя проходит через ребристый сердечник, окружающий воздух движется над ним с передней части автомобиля, и температура воздуха падает еще до того, как он достигнет впускного коллектора. Более плотный и холодный воздух означает больше кислорода, лучшую стабильность сгорания и возможность использовать более агрессивное опережение зажигания без риска повреждения двигателя. По словам ProCharger , это и есть основная ценность: достижение эквивалентных уровней мощности при меньшем давлении наддува, что в итоге и продемонстрировал Mustang.

Что именно включала в себя установка

Установка интеркулера на автомобиль оказалась непростой задачей, которую можно было выполнить за один день. Для доступа к передней части шасси Four Eyes пришлось снять капот, передний бампер, подкрылки, крышку радиатора и поролоновую обшивку балки безопасности. Пришлось слить охлаждающую жидкость, снять дроссельную заслонку и демонтировать заводской впускной коллектор нагнетателя.

Комплект интеркулера направляет горячий сжатый воздух – по красной трубе горячей стороны – от выхода нагнетателя через расположенный спереди ребристый сердечник, а затем возвращает охлажденный воздух через синюю трубу холодной стороны обратно к дроссельной заслонке. Four Eyes не нравилась стандартная схема прокладки труб в комплекте, которая основывалась на двух перепускных клапанах и сложной системе трубопроводов, поэтому его друг-изготовитель Дэвид приварил 3-дюймовый фланец датчика MAF к трубе холодной стороны и 50-миллиметровый фланец перепускного клапана к трубе горячей стороны.

Для сброса давления в атмосферу был установлен перепускной клапан TurboSmart. Корпус нагнетателя также был переориентирован таким образом, чтобы его выходное отверстие было направлено вниз, а труба горячей части проходила между масляным фильтром и шкивом коленчатого вала — узкий и неудобный путь. Заводской расширительный бачок системы охлаждения лишился своего места из-за новой системы трубопроводов, поэтому компания Four Eyes просверлила сварной шов возле стойки амортизатора и изготовила новые кронштейны для установки детали от стороннего производителя. Вся эта конструкция добавила примерно 30 фунтов к передней части автомобиля.

Затем последовала настройка, которая оказалась почти такой же сложной, как и изготовление. Перемещение датчика MAF из 4-дюймового корпуса в 3-дюймовый уменьшило площадь поперечного сечения трубки примерно на 44 процента. Меньший диаметр увеличивает скорость потока воздуха через датчик, и если настройка не будет скорректирована, ЭБУ неправильно считывает поток воздуха и подает слишком много топлива. Four Eyes уменьшил значения MAF на 25 процентов перед первым запуском, но первоначальные данные все еще показывали, что автомобиль работает на 15-20 процентов богаче, чем целевое значение.

Он постепенно настраивал двигатель на дороге, добиваясь нужных показателей за счёт умеренных разгонов, а затем столкнулся с более жёстким пределом: оригинальный датчик MAF выдавал максимум 53 фунта/мин примерно на 5000 об/мин. Его заменили на датчик SCT BA5000, разработанный для более высоких скоростей воздушного потока, и последовал ещё один полный день настройки управляемости.

Первая замерная сессия на динамометрическом стенде после установки показала 558 л.с. на колесах при давлении всего 6,0 psi – результат, который выглядел тревожным, пока данные не показали, что соотношение воздух/топливо по-прежнему составляло около 11,3, а угол опережения зажигания оставался консервативным. После корректирующей настройки показатели стабилизировались на уровне 590 л.с. на колесах, 453 фунт-фут и температуры впуска 84°F при давлении 6,2 psi. Запланированная гонка против Dodge Viper так и не состоялась – у Viper провернуло подшипники коленвала, и сейчас он находится на ремонте – поэтому Four Eyes вместо этого выехал на Mustang прохладным декабрьским днем. Замеры разгона от 50 до 140 миль в час подтвердили то, что показал динамометрический стенд: температура впуска, которая раньше превышала 170°F на дороге, оставалась в пределах 104°F–108°F. По данным CarWorship , для многих двигателей с наддувом в идеале температура впуска должна быть ниже 150°F. Теперь Mustang достигает этого значения без проблем.

Установка интеркулера не была повышением мощности. Это было улучшение базовой конструкции. Компания Four Eyes уже сообщила о планах установить шкив нагнетателя меньшего размера, что позволит быстрее вращать нагнетатель и восстанавливать давление наддува, а двигатель сможет выдерживать эту дополнительную нагрузку при гораздо более безопасном тепловом режиме, чем раньше.

Падение мощности на 21 л.с. на динамометрическом стенде — это мелочь. Двигатель, который работает при более низкой температуре, реже регулирует угол опережения зажигания и при этом выдает 590 лошадиных сил на колесах при давлении наддува 6,2 psi, готов к следующему этапу. А вот тот, который выдавал 611 л.с. на колесах при давлении 9,5 psi и перегревал воздух на впуске, — нет.