Антон Шендеров - профессиональный дрифтер родом из Беларуси, бронзовый призер Чемпионата Беларуси по дрифту в 2022 году, призер и победитель многочисленных полупрофессиональных и профессиональных соревнований по дрифту. Приобретя за время своей спортивной карьеры значительный опыт в разработке и постройке спортивных автомобилей, Антон готов поделиться им со всеми фанатами дрифта.
У Антона высшее инженерное образование, а одним из любимым предметом было черчение, которое привило Антону интерес и любовь к созданию уникальных инженерных решений. Навыками, приобретенными в ходе работы инженером, Антон Шендеров воспользовался и в автоспорте.
Дело в том, что в постройке автомобилей для дрифта не так много готовых решений, а те, которые существуют, не всегда являются совершенными и как правило имеют массу технических недостатков.
Начав свой путь в постройке спортивных автомобилей для дрифта, Антон постоянно сталкивался с такими недостатками существующих решений и вскоре понял, что без собственных разработок не обойтись.
В данной статье Антон расскажет о 5 своих личных инженерных решениях, разработках и ноу-хау. Данный материал публикуется впервые и является эксклюзивным.
1. Усиление масляного насоса на двигателе BMW М54
Когда Антон начал заниматься автоспортом, он выяснил, что в спортивных автомобилях часто используется двигатель М54В30, ведь он отличается своей широкой распространённостью, низкой ценой, высокой надежностью, отличными показателями мощности и крутящего момента доступными в широком диапазоне оборотов. Этот двигатель Антон стал использовать во многих своих проектах, как личных автомобилях для дрифта, так и тех, которые он строил для других пилотов.
Основным недостатком двигателя М54B30, с которым Антон столкнулся в процессе работы стало то, что при увеличении мощности и увеличении оборотов практически всегда возникала проблема с масляным насосом - одним из важнейших элементов двигателя, так как без достаточного давления и объема масла двигатель может заклиниться и полностью выйти из строя в считанные секунды.
Антон в собственных проектах выяснил, что вариантов его поломки несколько:
- самопроизвольное откручивание гайки, крепящей звезду, из-за чего звезда соскакивает со шлицов и пропадает давление;
- откручивание гайки ведет к срыву шлицов в звезде и ее прокручиванию на валу;
- поломка вала в самом тонком месте, так как конструктивно заводом изготовителем из-за нюансов технологии производства сделана проточка сразу же после шлицов крепления звезды, именно там чаще всего и ломается вал.
Тщательно проанализировав случаи выхода из строя вала, Антон пришёл к выводу, что проблема заключается в центробежной силе, которая воздействует на цепь при высоких оборотах. В этот момент стоит отметить ещё одну конструктивную недоработку, а именно - отсутствие натяжителя цепи масляного насоса, в связи с чем цепь имеет небольшой свободный ход и со временем растягивается, тем самым увеличивая свободный ход.
При высоких оборотах зубья звезды попадают прямиком на ролики цепи, что приводит к ударным нагрузкам на вал, вследствие чего его он ломается. Двигатель остаётся без масла, из-за чего мгновенно проворачивает вкладыши коленвала и задирает постели распредвалов.
Для решения данной проблемы Антон разработал следующие меры.
1. Обязательная установка натяжителя цепи масляного насоса. В предыдущих версиях данного мотора натяжитель был предусмотрен, а его отсутствие на этом двигателе похоже на халатность либо удешевление конструкции за счёт надежности. В качестве натяжителя используется натяжитель цепи масляного насоса от VAG 06A115130, он очень распространён, цена его низкая и поставить его легче, чем какой-либо другой. Для его установки необходимо снять переднюю крышку блока, воспользовавшись схемой просверлить два отверстия и нарезать резьбу, а чтобы не допустить попадания стружки в масло, лучше также снять поддон. После данных процедур необходимо тщательно все промыть от стружки. Далее, для увеличения прочности масляного насоса Антон предлагает заменить вал насоса на вал разработанный лично им. Для его установки потребуется разобрать масляный насос, на прессе, аккуратно, не повредив шестерню, демонтировать старый вал масляного насоса, предварительно пометив верхнюю часть шестерни, чтобы не перепутать при сборке, далее запрессовать новый вал, и, учитывая его конструкцию, делать это сквозь переднюю крышку масляного насоса на соответствующую глубину.
После всех проделанных манипуляций проблема с давлением масла была решена Антоном.
2. Улучшение системы охлаждения и сопутствующие преимущества
Стандартно радиатор охлаждения устанавливается под капотом, то есть спереди автомобиля.
В процессе эксплуатации спортивного автомобиля Антон обнаружил большое количество недостатков стандартного расположения радиатора и пришел в выводу, что перенос радиатора в заднюю часть автомобиля значительно улучшит технические характеристики его автомобиля.
Вот такие преимущества обнаружил Антон после переноса радиатора охлаждения в заднюю часть автомобиля:
- Улучшилась развесовка автомобиля, к примеру на автомобиле Антона до переноса радиатора показатели были около 58% спереди и 42% сзади. После переноса - 51% спереди 49% сзади. А ведь чем больше масса на задней части заднеприводного автомобиля, тем лучше у него сцепление с дорогой и тем быстрее он может ехать.
- Снизилась температура в подкапотном пространстве и на впуске. Когда радиатор расположен спереди, он очень сильно нагревает все пространство и каждый элемент в частности. Особенно от этого страдает температура на впуске, так, к примеру, в автомобиле Антона до переноса радиатора при включённых вентиляторах охлаждения во время интенсивной тренировки на атмосферном двигателе при температуре на улице 15-20 градусов температура на впуске доходила до 60 градусов. А чем выше температура на впуске, тем меньше эффективность и мощность мотора, что совершенно недопустимо в автоспорте. После переноса, при температуре на улице 15-20 градусов, температура на впуске не превышала 25-30 градусов, а на динамометрическом стенд понижение температуры привело к повышению мощности на 10-15 лошадиных сил.
Однако, осуществив перенос радиатора Антон понял, что стандартная помпа не способна в полной мере охладить мотор и прокачать антифриз по длинным трубопроводам, которые он использовал для переноса радиатора. Поэтому Антон решил перейти на электронную помпу.
Модель радиатора, которую Антон решил использовать - 17117507972 от BMW, это достаточно большой, но не тяжёлый радиатор с алюминиевыми бочками. В процессе эксплуатации автомобиля Антон убедился, что данное решение стало очень надежным, а также позволило приварить кастомные крепежи непосредственно к радиатору.
Завершил доработку системы охлаждения Антон установкой родным для этого радиатора вентилятором с шаговым управлением. Данное решение имеет ряд плюсов:
- установка данного вентилятора bolt on к радиатору, ведь он сразу же идёт с диффузором;
- огромная производительность за счёт шагового управления;
- плавный пуск, который не нагружает генератор и не приводит к присадке напряжения бортовой сети.
Такая конфигурация позволила Антону избежать установки огромного и тяжёлого радиатора и значительно сэкономить на весе, ведь чем легче спортивный автомобиль, тем он быстрее.
В дополнение такая конфигурация системы охлаждения на автомобиле Антона значительно улучшила теплоотвод, что положительно повлияло на мощностные показатели двигателя.
3. Удаление термостата: зачем и как правильно
Для начала Антон объяснил, зачем вообще нужен термостат - он позволяет двигателю быстрее выходить на рабочую температуру, но это необходимо только для гражданских автомобилей.
В спортивных автомобилях термостат мешает тем, что он значительно уменьшает проходное сечение каналов охлаждения, медленно реагирует на резкие изменения температуры, усложняет конструкцию спортивного автомобиля, а чем проще конструкция автомобиля, тем меньше деталей могут отказать в самый ответственный момент, когда победа, казалось бы, уже у тебя в руках. Не стоит забывать, что гонка начинается ещё на стадии проектирования автомобиля.
Данную проблему невозможно решить удалением термостата, ведь его функция - переключать систему охлаждения между малым и большим кругом. Просто удалив элемент, мы как будто бы ставим в систему тройник на место термостата, в котором соединяются холодный выход из радиатора (большой круг), горячий выход из ГБЦ (малый круг) и забор антифриза помпой для перекачки в двигатель, соответственно помпе будет легче качать антифриз из малого круга, так как на большом кругу установлен радиатор, который имеет какое-то сопротивление.
Чтобы решить эту проблему после удаления элемента термостата необходимо заглушить выход малого круга. В двигателе М54В30 Антон это сделал при помощи заглушки блока подходящего диаметра. Если не заглушить выход малого круга, то с большой долей вероятности двигатель будет постоянно перегреваться. Таким образом, после удаления термостата мы пускаем антифриз на постоянной основе по большому кругу.
4. Блок управления электронной помпой и вентилятором с шаговым управлением
Изучая рынок электронных помп охлаждения для двигателей, Антон пришёл к заключению, что выбор не так уж и велик, есть много предложений небольших насосов, которые подошли бы для радиаторов печки, но для охлаждения двигателя, да к тому же спортивного двигателя, предложений не так уж и много. На выручку к Антону как к спортивному инженеру опять пришел автопроизводитель BMW. С недавних пор на некоторые двигатели этот концерн стал устанавливать именно такие электронные помпы для охлаждения.
Сложность, с которой столкнулся Антон заключалась в том, как заставить электронную помпу правильно работать. Это непростая задача, так как двигатель в этой помпе имеет бесколлекторное устройство, что из преимуществ имеет более длинный срок службы за счёт отсутствия электро щёток, которые от работы стираются и выводят двигатель из строя, а работать электропомпе надо очень много и при довольно высоких температурах. Для контроля этого бесколлекторного мотора внутри помпы установлен свой контроллер, который принимает сигналы от блока управления двигателем на включение либо отключение и на выход на определенные обороты. Сложность заключается в том, что необходимо эмулировать сигнал от блока управления двигателя и заставить работать должным образом помпу в зависимости от температуры двигателя. Поскольку блоки управления двигателями, которые зачастую используются, не имеют такой функции, приходиться прибегнуть к помощи контроллера, разработанного Антоном.
Помимо всего прочего этот контроллер берет на себя функцию управления вентилятором радиатора охлаждения двигателя, что сразу решает две проблемы.
Что касается принципа работы разработанного Антоном контролера, у него есть постоянное питание и подключение к замку зажигания. При выключении зажигания и высокой температуре двигателя контроллер может ещё некоторое время охлаждать мотор. Для определения температуры двигателя в контроллер заводятся показания с датчика температуры. Для управления электропомпой и вентилятором к ним идут провода от контролера. Управление помпой и вентилятором идёт посредством шим сигнала, что позволяет очень плавно запускать эти очень мощные потребители бортовой сети. Также можно очень плавно в широком диапазоне регулировать обороты этих агрегатов.
5. Приспособление для вскрытия фильтров
Как и почему Антон пришел к созданию данного устройства? Как объяснил Антон, масло в двигателе - это то, благодаря чему двигатель может крутиться, выдавать мощность и не выходить из строя. От достаточного давления и объёма масла зависит долговечность двигателя. Кроме того, очень важна чистота масла, так как за счёт него смазываются детали двигателя с очень маленькими зазорами, где даже маленькая песчинка может повредить поверхности скольжения и в будущем привести к выходу из строя двигателя в целом. К этим деталям масло протекает по очень тонким каналам, где, если соберется много таких песчинок, канал может закупориться и масло перестанет поступать к важным и ответственным деталям.
Для того, чтобы масло было кристально чистым, перед масляным насосом используется сеточка, которая очищает масло от крупного мусора, а сразу после насоса находится масляный фильтр, задача которого - очищать масло от любых посторонних примесей, как от тех, что попадают извне, так и от тех, которые образуются в процессе работы двигателя.
Вот что ещё очень важно и ради чего Антон создал специальное приспособления для вскрытия фильтров: в фильтре оседают частички двигателя, когда он начинает выходить из строя. А в автоспорте двигатели испытывают колоссальные нагрузки, на которые они не были рассчитаны - это езда на максимальных оборотах, резкое изменение обратов, ударные нагрузки за счёт резкого отпускания сцепления, порой отливы масла из-за сильных боковых нагрузок, нагрев масла до пиковых значений и многое другое. При детальном изучении вскрытого фильтра можно понять, в каком состоянии двигатель и стоит ли волноваться или готовится к его ремонту. Для того, чтобы понимать, что ты видишь при изучении отработавшего фильтра нужна практика, необходимо постоянно изучать все фильтры, которые ты снимаешь с какого-либо автомобиля.
Перед тем, как выкидывать фильтр, обязательно нужно его вскрыть и изучить, а к фильтрам, снятым со спортивного автомобиля, уделять особую скрупулёзность в изучении. Признаки для беспокойств выглядят как небольшие песчинки алюминия, ведь из этого материала сделаны элементы, сильно чувствительные к смазке и способные ее загрязнить при выходе из строя - это коренные и шатунные вкладыши, постели распредвалов, масляный насос.
Почему важно именно разрезать корпус фильтра ножом такого плана, а не воспользоваться отрезной машинкой или ножовкой по металлу?
Вся проблема в том, что фильтрующий элемент нельзя загрязнять продуктами вскрытия фильтра для того, чтобы результаты изучения фильтра были объективны, а любые вкрапления относились исключительно к двигателю, а не к корпусу фильтра.
Как устроено разработанное Антоном приспособление для вскрытия фильтров?
В центре устройства корпус круглой формы из листового металла, у которого с одной стороны удобная ручка, а с другой стороны резьба, на которую накручиваетесь сам фильтр. От корпуса отходит кронштейн, на котором закреплена вторая рукоять на резьбовом подвижном соединении, на другом конце которого расположен круглый нож на шариковом подшипнике. Работает это устройство очень просто: фильтр накручивается до конца на ребровую часть и упирается в корпус, к фильтру подводится нож с помощью второй ручки и резьбы, далее необходимо начать прокручивать нож вокруг фильтра, надавливая ножом на фильтр все сильнее. После того, как фильтр разрезан, фильтрующий элемент извлекается и изучается.
Автор: Иванов Владимир
Дата: 30 ноября 2022 года