Zdvihový objem a účinnost motoru s přirozeným sáním omezují jeho výkon. Motor může vdechnout pouze tolik vzduchu, protože atmosférická síla, která tlačí vzduch do motoru, je pouze 14,7 lb. na čtvereční palec na úrovni moře. Aby toho nebylo málo, atmosférický tlak s nadmořskou výškou klesá. Hustota vzduchu také klesá s teplotou, protože horký vzduch je řidší než studený.
Většina standardních motorů s přirozeným sáním dosahuje maximální objemové účinnosti pouze 75 % až 85 %.
Maloblokové nebo velkoblokové motory Chevy, Ford nebo Chrysler jsou obvykle omezeny na dva ventily na válec a pevné časování ventilů, ale pokud pracujete na motoru z poslední verze, více ventilů na válec a proměnné časování ventilů mohou pomoci zlepšit účinnost dýchání. .
Další triky ke zlepšení proudění vzduchu a objemové účinnosti v motoru s přirozeným sáním
• Instalace vačkového hřídele s vyšším zdvihem a delší životností.
• Úprava skladových hlav nebo jejich výměna za poprodejní výkonné hlavy, které mají větší ventily a lepší porty.
• Instalace sacího potrubí s vyššími a delšími vodicími lištami, které pomohou natlačit více vzduchu do válců.
• Instalace většího tělesa škrticí klapky nebo karburátoru (nebo více karburátorů), které mohou protékat více CFM (kubických stop za minutu).
• Přidání nasávače vzduchu nebo systému sání studeného vzduchu, který pomůže nasměrovat chladnější hustší vzduch do motoru.
• Zlepšení čištění výfukových plynů pomocí sběračů a křížových trubek, které pomáhají zlepšit proudění vzduchu z válců.
S takovými vylepšeními je možné zvýšit objemovou účinnost motoru na 90% nebo dokonce vyšší. Ale dosažení 100% nebo vyšší objemové účinnosti (zejména při vyšších otáčkách) obvykle vyžaduje nějaký typ systému nuceného sání, jako je turbodmychadlo nebo kompresor.
Vynucená indukce
Systém nuceného nasávání překonává omezení atmosférického tlaku tím, že tlačí více vzduchu do válců. V důsledku toho se výkon motoru stává funkcí toho, jak velký výkon dostane. A co víc, vytočením plnicího tlaku se překoná spousta nedostatků v sacím systému a hlavách válců, které by jinak omezovaly průtok vzduchu a objemovou účinnost motoru.
Je totiž mnohem snazší vzduch do motoru natlačit turbem nebo dmychadlem, než jej nasávat samotným sacím podtlakem.
I při relativně mírném zesílení, řekněme 6 až 8 psi, může systém nuceného sání snadno zvýšit výkon typického pouličního motoru na 150 nebo více koní.
Zvyšte plnicí tlak na 14 až 16 psi a obvykle můžete zdvojnásobit výkon většiny motorů. Nastartujte to ještě víc a můžete vyrazit na závody. Výzvou se pak stává sestavení motoru tak, aby mohl bezpečně zvládnout extra výkon, aniž by něco rozbil (k čemuž se brzy dostaneme).
Rozdíly nasávání vzduchu
Turbodmychadlo využívá horké výfukové plyny k roztočení turbínového kola na vysoké otáčky, které je spojeno krátkou hřídelí s oběžným kolem uvnitř skříně kompresoru. Oběžné kolo nasává vzduch do skříně turba, stlačuje jej a tlačí do motoru, aby vytvořilo plnicí tlak. Při stlačování se vzduch zahřívá, takže vzduch opouštějící turbo je obvykle veden přes výměník tepla vzduch-vzduch nebo vzduch-voda, který se nazývá „mezichladič“.
Plnicí tlak je řízen „odpadní bránou“, která se otevře do ventilačního tlaku, jakmile je dosaženo určité úrovně zvýšení.
Turbo sady jsou k dispozici pro mnoho populárních aplikací a výrazně zjednodušují problémy s instalací tím, že poskytují veškerý hardware a potrubí, které je potřeba k montáži konkrétního vozidla, včetně vstřikovačů paliva s vyšším průtokem, v některých případech palivového čerpadla s vyšším průtokem a speciálního nástroje pro úpravu překalibrování ECM.
Přeplňování, pro srovnání, obvykle poskytuje okamžitou odezvu plynu v závislosti na typu použitého kompresoru. Kompresor je dmychadlo poháněné řemenem, takže je o něco méně účinné než turbo, protože ubírá energii z motoru k pohonu dmychadla. Turbo získává svou hnací energii zdarma z výfuku, ale také vytváří malé množství zpětného tlaku snižujícího výkon, který je třeba překonat, než se rozvine a začne vyrábět výkon.
„Objemové“ dmychadlo (nazývané také dmychadlo ve stylu „Roots“) – jako u ZR1 Corvette, GT 500 Shelby Mustang, Roush Mustang a mnoha streetových prutech – má protiběžné laločnaté rotory, které ženou vzduch do motoru. Vyvinutý plnicí tlak závisí na otáčkách motoru a převodovém poměru řemenice na kompresoru.
Pro srovnání, „odstředivé“ dmychadlo nemá protiběžné rotory, ale využívá konstrukci kompresoru podobnou oběžnému kolu u turbodmychadla. Boost se zvyšuje s otáčkami více jako turbo, ale odezva plynu je lepší díky nastavení řemenového pohonu.
Sady kompresorů jsou k dispozici pro mnoho oblíbených pouličních motorů a obvykle nabízejí zvýšení výkonu o 150 až 200 nebo více koňských sil – což většina skladových bloků zvládne. K udržení spolehlivosti motoru s vyšší úrovní zesílení jsou však nutné další úpravy.
Selhání turbodmychadla a problémy s motorem
Poruchy turbodmychadla jsou často důsledkem špatného mazání nebo poruchy oleje. Vysoká teplota ve skříni výfuku turba přenáší velké množství tepla do ložisek hřídele ve středové skříni. Pokud je přívod chladicí kapaliny nebo oleje do skříně turba omezen nebo ztracen, může to způsobit poruchu ložiska. Syntetický olej se doporučuje pro turbomotory, protože snese vyšší teploty lépe než konvenční olej. Nezbytností jsou také pravidelné výměny oleje.
Protože turbodmychadla zvyšují kompresi a výkon, zvyšují také teplo a tlak ve spalovacích komorách motoru. To může zkomplikovat život těsnění hlavy, pokud těsnění není schopno zvládnout extra boost.
Mnoho těsnění hlavy, která se používají u továrních přeplňovaných motorů, jsou z vícevrstvé oceli (MLS). Těsnění hlavy MLS má obvykle tři až pět vrstev oceli. Vnější vrstvy jsou obvykle vyraženy a potaženy nějakým typem vysokoteplotní syntetické pryže, zatímco střední vrstva může být plochá a funguje spíše jako podložka. Těsnění MLS jsou odolnější než typické složení těsnění hlavy a zvládnou vyšší teploty a tlaky v turbo aplikacích. Poprodejní těsnění hlavy MLS jsou často k dispozici jako upgrade pro výměnu těsnění hlavy u mnoha atmosféricky plněných motorů i starších přeplňovaných motorů, které nemusí mít těsnění hlavy MLS.
Originální těsnění hlavy MLS obvykle vyžadují extrémně hladkou (30 RA nebo méně) povrchovou úpravu jak na hlavě válců, tak na bloku motoru, ale většina těsnění MLS na trhu s náhradními díly má povlaky, které umožňují povrchové úpravy, které jsou dvakrát drsnější (60 RA).
Úpravy motoru
Kdykoli upravujete motor pro zákazníka, který bude využívat nějaký typ sčítačky výkonu, budou nutné velké upgrady nebo úpravy, aby bylo možné bezpečně zvládnout zvýšení výkonu. Jaké mody a kolik bude záviset na motoru a aplikaci. Motor, který jde do tahače nebo jiného typu závodního auta, nemusí za sezónu najet mnoho kilometrů, ale míle, které ujede, budou těžké míle na plný plyn při velkém zatížení. Pouliční motory na druhou stranu tráví většinu času v chodu při relativně nízké zátěži a jen občas jsou povolány k maximálnímu výkonu. Očekává se ale, že vydrží desítky tisíc kilometrů bez větších problémů. Lze tedy tvrdit, že životnost motoru je stejně důležitá pro oba typy aplikací s přídavkem výkonu.
Upgrady, které jsou nezbytné pro ovládání přídavných zařízení, budou záviset na motoru a úrovni výkonu, pro kterou je motor vyroben. Pro typickou pouliční aplikaci jsou změny skladových pístů, tyčí a klikového hřídele obvykle zbytečné, pokud zákazník nechce dosáhnout šílených úrovní výkonu. Většina sériových V8 bezpečně zvládne 150 až 200 koňských sil navíc na ulici, aniž by se setkaly s nějakými většími problémy.
Když výkon motoru překročí přibližně 600 hp s malým blokem nebo 800 hp s velkým blokem, upgrady začnou být povinné s přídavnými zařízeními.
