Всем привет! Жара, которая вызывала проблемы с топливом, которые мы разбирали в предыдущей статье нас покинула, воздух начал приближаться к нулевой отметке, а это значит, что пришла пора разобраться с воздухом на впуске в двигатель. Холодный и плотный воздух - отличный повод поэкспериментировать и принять для себя решение. А то когда он снова будет горячим, его будет не хватать на любом конфиге.
Начать эксперименты я решил с самого начала - это подачи воздуха к фильтру и с самого фильтра. Еще из детства, проведенного в Need for Speed мы помним, что фильтр нулевого сопротивления может увеличить мощность двигателя. Поэтому я решил проверить, а как себя будет чувствовать мотор и в первую очередь турбина моей собственной машины в разных условиях? Забегая вперед скажу что выводы интересные и заставляют задуматься, читайте подробнее ниже.
Поле экспериментов
Для начала давайте определимся, что мы хотим проверить и какие средства у нас для этого есть. К началу эксперимента я подошел с воздушным фильтром BIG GB-989 который успел пройти 15 тысяч километров, большинство из которых было пройдено по трассе М4. Жаркие степи нашей родины любят когда ветер гоняет по ним пыль, поэтому скопилось в фильтре много всякого и разного, жаль не успел сфоткать, но поверьте на слово, из него высыпался песок. На замену этому фильтру в этот раз я приобрел Bosch F026400287. Для эксперимента разные фильтры это плохо, но когда я его покупал, об эксперименте еще не задумывался, поэтому простите. И конечно же сравнивать будем с полным отсутствием фильтра. Да, пришлось вынуть его целиком и на свой страх и риск сделать замеры без фильтра.
В дополнение к разным фильтрам, после того как я сделал замеры с разными фильтрами и без и вернул новый фильтр в корпус, я снял с воздуховода перед фильтром скотч, которым заклеивал отверстие, через которое в двигатель может засасывать теплый воздух из подкапотного пространства.
Таким образом мы имеем сравнение: старый фильтр, новый фильтр, отсутствие фильтра - все три варианта с “холодным впуском”. И отдельно новый фильтр сравниваем с холодным и горячим впуском. Поскольку в этом эксперименте мне было интересно сравнить влияние фильтров в первую очередь на работу турбины, то сравнивать буду именно показатели связанные с ее работой - давление наддува, положение геометрии, массовый расход воздуха. Температуру воздуха на впуске, температуру воздуха до и после интеркулера.
Для всех случаев я снимал логи по указанным параметрам на своей машине - Tiguan 2.0 TDI DBGC, установлена турбина BV43D от 190лс версии. На данный момент установлена обычная турбина без каких-либо изменений, т.к. мой гибрид находится в переборке/переделке. Но все измерения проводились на злой “гибридной” настройке - турбине было мягко говоря не сладко, а чтобы увидеть разницу, нам это и нужно. Логи снимал как обычно - 4 передача, примерно с 1200 оборотов до 4500-4900. Перед каждым снятием логов машина стояла на месте около 5 минут (пока крутил винты фильтра) и после проезжала около 400 метров прежде чем начать сам замер, немного продувалась.
Новый и старый фильтр
Давайте сравним и постараемся понять, так ли сильно забивается фильтр за 15000 км пробега? (при рекомендуемой дилером замене в 30 тысяч) и насколько было хуже турбине на забитом фильтре?
Чтобы сравнение было объективным, я собрал из логов графики и наложил их друг на друга. Давайте разбираться в каждом из графиков.
Давление наддува. Мы видим, что раздувается турбина в обоих случаях примерно одинаково и достигает запрошенного давления в 3.2 бара в серединке. Небольшая разница в графиках это следствие начала замера с разных оборотов. Запрос в 3 бара с 3500 оборотов турбина в каждом из случаев выполняет без проблем, а вот после 4250, когда прошивка уже ограничивает максимальное положение геометрии, мы видим что на старом фильтре обеспечивать давление хоть и не много, но сложнее.
Положение актуатора турбины. На холостых оборотах геометрия турбины полностью закрыта, чтобы выхлопные газы направлялись на лопатки турбины с максимальной скоростью. По мере раздува, геометрия открывается, чтобы обеспечить большую пропускную способность через себя и не создавать лишнего сопротивления продувке. После 3500 оборотов, чтобы поддерживать запрашиваемое давление, турбине приходится раскручиваться еще сильнее, для этого машина начинает закрывать геометрию, разгоняя вал. После 4250 оборотов начинает работать принудительное ограничение по предельному закрытию геометрии турбины, поэтому она открывается и вместе с ее открытием падает и буст. А почти перед самой отсечкой крутящий момент падает до значений, когда ограничение по геометрии снова поднимается и машина снова немного раскручивает турбину.
Мы видим, что на раздуве геометрию приходится закрывать одинаково, а вот после 3500 оборотов двигателя на новом фильтре турбина открывает геометрию примерно на 3% меньше. Это не большая разница, но она есть и на новом фильтре турбине можно раскручиваться меньше, соответственно меньше напрягаться.
Расход воздуха. Этот график показывает массовый расход воздуха в двигателе и турбине. Мы видимо что на новом и старом фильтрах расход воздуха примерно одинаковый. Значит несмотря на более тяжелый режим работы для турбины на старом фильтре, он не являлся “затычным” местом.
Таким образом наглядно видим, что новый фильтр помогает турбине жить в более гуманных условиях, если их можно таковыми назвать. И точно нужно его регулярно менять. Раз в 15 тысяч не сильно бьет по карману, до 30 я бы рекомендовал не доводить. Если можете менять его раз в 8 тысяч вместе с маслом, турбина будет вам благодарна.
Нулевик
С новым фильтром разобрались, теперь надо понять, а насколько он “затычный” и нужно ли вообще смотреть в сторону фильтра нулевого сопротивления. Специально для этого я сделал замер без фильтра вообще, предварительно вытряхнув весь накопившийся песок из короба и обеспечив какую-никакую чистоту на впуске. Давайте сравним результаты.
Ситуация с наддувом воздуха повторяется турбина выполняет запрос по давлению, причем без проблем справляется во всем диапазоне оборотов как с новым фильтром, так и без него.
На графике положения актуатора уже видим заметную разницу - без фильтра турбине легче обеспечивать запрос по давлению и ей приходится меньше раскручиваться и для этого меньше закрывать геометрию, причем во всем диапазоне оборотов.
Расход воздуха без фильтра на удивление вырос до значений, которые я привык видеть только на гибридных турбинах. Если честно, я даже не предполагал что BV43 так умеет! Во всем диапазоне оборотов турбине без фильтра легче “скармливать” машине много воздуха.
Получается что низкое сопротивление воздуху на впуске может заметно облегчить жизнь вашей турбине или действительно увеличить мощность, за счет большего расхода воздуха в двигателе. Если разница в 3-4% для вас существенна, то следует посмотреть в эту сторону.
Повторюсь, это показатели, полученные без фильтра вообще. Фильтры нулевого сопротивления являются таковыми только в рекламе, на деле они тоже создают какое-то сопротивление, поэтому прирост может оказаться еще меньше, пролетающая мелкая пыль может сработать как абразив и съесть крыльчатку турбины, поэтому решение по нулевику принимать вам самостоятельно. А вот менять/мыть его почаще я точно буду рекомендовать, как и просто чаще менять обычный бумажный фильтр.
Кстати, кто с нулевиком уже, давайте сравним показатели, чтобы конкретно работу какого-нибудь K&N разобрать? С меня бумажный фильтр для сравнительного теста.
Холодный впуск
Теперь пришло время перейти к самому интересному. Нужен ли нам холодный впуск? Как обычно, попробуем разобраться во всех за и против. Проверки проводим на новом воздушном фильтре.
Штатно перед фильтром у нас стоит воздухозаборная “сабля”, которая забирает воздух с противоположной стороны подкапотного пространства, причем в воздухозаборник воздух пролетает “на вылет” на скорости, а на малых скоростях, двигатель забирает воздух как из пространства перед машиной, так и из подкапотки, где он уже был нагрет радиаторами кондиционера, интеркулера и двигателя. И в жару его температура легко можно доходить до 60-70 градусов. Горячий воздух турбине сжимать всегда тяжелее. Именно поэтому еще прошлым летом я решил что мне важнее хороший и стабильный наддув и заклеил лишнее отверстие, как показано на фото.
Бытует мнение, что зимой двигателю все-таки нужен теплый воздух на впуске, чтобы не мерзнуть, поэтому я решил сравнить разницу с заклеенным и открытым отверстием на впуске. Сравнение проводилось при температуре за бортом 6 градусов цельсия.
Начнем со сравнения температуры воздуха на впуске. После простоя у машины с холодным впуском она была 11 градусов против 14 у машины с открытым отверстием. После проезда на точку начала замеров температура изменилась и менялась в течение самого разгона со снятием логов. Сначала “продуло” нагревшиеся пластиковые детали и температура немного подросла, а затем начала падать.
При длительном движении она падала бы сильнее, но конкретно на нашем прогоне мы получили значение в 10 градусов у холодного впуска и 15 градусов у штатного. А при пиковой мощности разница была 12 градусов против 16 соответственно. Видим, что просто заклеенное отверстие дает разницу примерно в 4 градуса, что в итоге сказывается и на работе турбины.
И конечно же, очевидна разница в температуре после турбины, перед интеркулером. Во всех режимах, на не заклеенном отверстии, перед интеркулером температура получилась на 3-5 градусов выше. После интеркулера, тем не менее температуры были идентичными, поскольку он без проблем справляется со своей нагрузкой и охлаждает воздух, каким бы он не приходил. А в жару его температура без проблем может подниматься выше 200 градусов цельсия!
Выводы
Надеюсь что вам еще не надоело читать много букв и рассматривать графики и хватит сил прочитать мои выводы по результатам этого эксперимента.
Каждый из небольших факторов работы двигателя и турбины может сложиться и дать уже заметный результат. Например если у турбины более холодный воздух перед ней, то турбине не нужно слишком сильно раскручиваться, чтобы сжать его. Если перед турбиной нет сопротивления фильтра и из-за него не создается разрежение, то турбине еще раз не нужно раскручиваться сильнее. Турбина, которая работает на низких оборотах меньше нагревает воздух при его сжатии, а значит этот воздух легче проталкивать к интеркулеру, где он охладится и наполнит цилиндры.
Я наглядно увидел разницу в поездившем и новом воздушном фильтре, а так же увидел разницу в холодном штатном впусках. 10-20 кг/ч расхода воздуха выглядят не большой разницей, но именно это количество может стать разницей в 10 градусов перед началом работы защиты по ЕГТ. Или просто позволит вашей турбине работать на меньшей скорости и соответственно продлить ее ресурс.
По поводу нулевика, как я уже сказал, решайте сами, а я точно пока останусь на бумажном фильтре и буду менять его почаще и верну скотч или пластиковую заглушку на саблю впуска.
Послесловие
За пределами этого теста осталось сравнение температуры воздуха на впуске на трассе. Я постараюсь сделать его и дополнить статью, когда появится такая возможность. И там же раскрыть вопрос, будет ли мерзнуть двигатель зимой?
Если вам понравилась эта статья, ставьте лайк, жду ваших мыслей в комментариях. А если хочется устроить живую дискуссию, переходите в мой канал в Телеграм: https://t.me/heavyfueltuning, где сможем пообщаться оперативно. И обязательно переходите, если хотите прошить ваш дизель так, чтобы он работал долго, оставался надежным и не принес вам много приятных эмоций.
Катайтесь в кайф!