Тюнинг двигателя M50B25: Увеличение объема до 3х литров

Вернуться

Как можно прокачать двигатель? Решений много разных: настройка впуска и выпуска, установка тюнинговых распредвалов, чип-тюнинг, турбирование... Ну а уж коли дело дошло до поршневой, то увеличение объема...
Для увеличения объема существуют всего лишь 2 направления: увеличение диаметра циллиндра, и увеличение хода поршня. Можно, конечно работать сразу по обоим. Однако в любом случае следует помнить, что при изменении геометрии кривошипно-шатунного механизма неизбежно изменение степени сжатия мотора, а также важно не вылезти из имеющихся габаритов блока с камерой сгорания.
Рассказики на форумах - это одно, но хочется иметь хоть какую-то теретичскую базу под этим.


Итак, имеем мотор M50B25 без ваноса. Из открытых источников знаем его параметры:
Диаметр циллиндра Dцил=84мм,
Ход поршня S=75 мм
Степень сжатия E=10,0


Рабочий объем циллиндра равен: Vраб.цил=(Dцил^2*Пи/4)*S=(84*84*3,14159/4)*75=5542мм2*75мм=415633мм3=415,63см3
Рабочий объем мотора: Vдвиг=Vраб.цил*число циллиндров=415,63*6=2493,8см3

Зная рабочий объем циллиндра и степень сжатия можно высчитать объем камеры сгорания:

Vкс=Vраб.цил/(E-1)=415,63/(10-1)=46,18 см3


Из чего складывается объем камеры сгорания?


Изобразим схематично цилиндр с поршнем и шатуном в ВМТ.



Здесь 135мм - длина шатуна от центра окружности под шатунную шейку коленвала до центра окружности под поршневой палец;

38,2мм - компенсацинонная высота поршня (КН) - высота от центра шатунного пальца, до днища поршня взята по каталогу Фирмы Mahle,

37,5мм - радиус кривошипа, или расстояние от оси коленвала до оси шатунной шейки коленвала.

суммарно получается 210,7 мм. При расчете мотора нам следует не брать КШМ больше этой величины.

Объем камеры сгорания складывается из объема ГБЦ, объема внутри прокладки, объема недохода поршня до края блока циллиндра и объема выемки в поршне.

Ну с объемом внутри прокладки все более-менее ясно толщину прокладки можно посмотреть в ЕТК, объем недохода принимаем за 0 для базового двигателя, (мы условились не делать КШМ выше 210,7). Как узнать объем выемки? К сожалению, каталоги дают только информацию по глубине выемки. Только замером, а это дело в домашних условиях совсем неточное...


Кстати, далеко не на всех поршнях есть выемка. Например на поршнях двигателя M10B16 выпуклость.

M10B16
M50B25
M50B25TU
M54B30
S50B32USA

Что мы еще знаем о двигателе M50B25? На его основе был сделан двигатель M50B25TU с системой изменения фаз газораспределения VANOS. На TU также появляются датчики детонации, а следовательно и возможность увеличить степень сжатия. У TUшного мотора свои поршни с КН=32,55мм и без выемки, и шатуны Н=140 мм. За счет этого при той же ГБЦ (как выяснилось отличия только в навеске) получился двигатель со степенью сжатия 10,5.

Зная это, можно посчитать объем ГБЦ для двигетеля M50B25TU (с поршнями без выемки), а уже от него посчитать объем выемки:

Считаем объем недохода поршня: 210,7-(37,5+140+32,55)=210,7-210,05=0,65мм

Объем недохода = 0,65*5542мм2=0,065см*55,42см2=3,60см3

Объем внутри прокладки (толщину смотрим по ЕТК - 1,75мм) = 1,75*5542мм2=0,175см*55,42см2=9,7см3

высчитаем объем камеры сгорания для ТУшного мотора: Vкс=Vраб.цил/(E-1)=415,63/(10,5-1)=43,75 см3



Считаем объем ГБЦ: Vгбц=Vks-(Vнедохода+Vвыемки+ Vпрокл)=43,75-(3,6+0+9,7)=30,45 см3


И принимаем его за константу для всех расчетных моторов на базе этого.



Вычисляем объем выемки безваносного поршня: Vвыемки=Vks-Vнедохода-Vпрокл-Vгбц=46,18-0-9,7-30,45=6,03см3



Дальше - самое интересное. начинаем играть параметрами поршней, шатунов и коленвала. для удобства соберем это все в экселевскую таблицу.



Данные по поршням берем из того же каталога Mahle

Part # Key: example: HON-210-480-1322F (determine Pin, Big End Bore & Length)

HON = Honda (these 3 letters are relative to make of vehicle)

210 = 21.0 mm (pin dia.)

506 = 50.6 mm (big end bore dia)


1590 = 159.0 mm (center to center length)



Note: part numbers will only be accurate to the nearest tenth of a millimeter



Part # Description Price Add To Cart

M10-220-520-1350F BMW 2002 $792

M42-220-480-1400F BMW 318is M42 $792

M50-220-480-1400F BMW 325/M50 $1,188

M20-220-480-1300F BMW 325e 2.7L $1,188


BMW-220-520-1430F BMW 4.0/4.4L V8 $1584

M70-220-480-1350F BMW 5.0/5.4L M70 V12 $2375

M30-220-520-1350F BMW 635 (M30) $1,188

M20-220-480-1350F BMW M20/325i $1,188

S52-210-530-1390F BMW M3 3.2L Euro $1,188

S52-220-480-1350F BMW M3, US version $1,188

S14-220-520-1440F BMW M3/S14 $792

S50-220-480-1350F BMW M3-6 $792


S50-210-530-1420F BMW M3-6 Euro $792

M44-220-480-1400F BMW M44 318ti $792

S62-220-530-1415F BMW M5 $1584

S38-220-520-1440F BMW M5/6 $1,188

M50-220-480-1350F BMW M50 325i $1,188

M52-220-480-1450F BMW M52 $1,188

M54-220-480-1350F BMW M54 330i $989

M54-220-480-1450F BMW M54 $1,188

BMW-210-560-1405F BMW M5-M6 V10 $1979


M60-220-520-1430F BMW M60 4.0/4.4L V8 $1584

S14-220-520-1497F BMW S14 2.0L $792

S54-210-530-1390F BMW S54 E46 M3 $1,188


Примечание: объем выемки для двигателей с поршнями S50B30USA взят на глаз, т.к. данных по этим моторам еще меньше, чем по M50-М54.


В остальном вырисовываются 2 оптимальных варианта - строкер с использованием частей М52В28 или частей М54В30. Ну а поскольку 3 литра больше, чем 2,8, решено идти по этому пути.



Машина была отогнана в RZR, где ее и препарировали. Когда я объяснил задумку мотористу Жене, он хоть и без особой веры в результат, согласился. Интерес пришел по ходу стройки. С его слов, в Питере есть пара машин с двигателем М50B28, а вот М50B30 здесь еще никто не строил...



Определился состав заменяемых деталей: Коленвал, поршни. ну и само собой все, что сопутствует капремонту: верхний и нижний ремкомплекты, коренные и шатунные вкладыши, болты ГБЦ.



Дефектровка блока выдала приговор: точить под первый ремонт, +0,25, что означало: б/у поршнями не воспользоваться. Пришлось брать новые, а они - только оригинал, за бешенные бабки и не менее 3х недель поставки.

Колено было взято на разборе, от Х5 3,0 М54 состояние изумительное. Его отдефектовали в мотор-технологии, резюме - отличное состояние, вкладыши ставить номинал. Немного напугало то, что колено было с каким-то зубчатым венцом, но потом выяснилось, что это съемное колесо импульсного датчика (11 21 1427886)



Поставили колено в блок, провернули - стало ясно, что старые шатуны с новым коленом цепляют зубчиком за блок при подходе к ВМТ. Выхода два - подтачивать блок, либо покупать шатуны от М54Б30 (они менее массивны, и зубчик этот на 3-6 мм ниже, чем на моих. Решено поставить еще и шатуны.



Пришли поршни, блок был под них расточен. Параллельно была полностью перетряхнута голова (там же, в мотор-технологии). Также из подводных камней:

пришлось немного дорабатывать успокоитель уровня масла (деталь 11 13 1433060), и покупать подшипник маховика 15X32X10 (деталь 11 21 1720310).



Мотор M50B30 был собран и запущен. В настоящее время проходит обкатку. После обкатки - на стенд.






Прогоревший поршень.





Перебранная голова.





Новенькие поршни.






Старые поршни. обратите внимание на массивность самого поршня и шатуна.





Новые поршни с шатунами. Шатуны значительно уже. Поршень с шатуном по ощущениям раза в полтора легче. Зато коленвал несколько тяжелее.







Расточенный блок.






Хон.




Блок с запрессованными поршнями.






Коленвал





Двигатель на сборочном стенде.