Toyota Celica Gt-Four WRC

Большинство гонсчегов, любителей купить на грош пятаков, для подшпоривания турбированного двигателя просто поднимают давление, стравливая мимо актуатора вейстгейта буст, ставят  тройники с жиклерами, кто побогаче покупают буст-контроллер. Все это здорово и весело, а главное, реально работает, но потом почему-то мотор начинает чуть-чуть дымить, подтраивать, а в итоге компрессия стремится к нулю, разрушаются перегородки в поршнях, лопаются кольца, задираются блоки, клинит, ломает, город-герой Сталинград...

Двигатель 3S-GTE gen3 (от нашей селики ст205) имеет привычку ломать перегородки у стандартных поршней по впускной стороне. Можно это связывать с небольшой величиной зазора поршень-блок цилиндров - 0,02-0,04мм, более высокой степенью нагрева блока со стороны впуска (вход ОЖ в блок с выпускной стороны), с неправильно спроектированным смещением поршневого пальца от  центра поршня, так же имеет место быть утверждение, что все наши ведра старые с пробегами за сотню, вот и ломает. Это перечислены возможные причины, а следствие одно - перегрев металла и разрушение перегородок. Перегрев возможен от механического трения и детонации. Если принимать во внимание небольшой зазор поршень-цилиндр (0,025мм в среднем), достаточно высокую прочность (подробнее об этом чуть ниже,  двигатель желтка отдал 553 л.с. на стоковых поршнях), то можно сделать предположение, что сплав алюминия из которого отлиты эти поршни с примесью кремния, типа "4032". Плюсы - низкий коэффициент температурного расширения дает возможность делать малый зазор - положительно сказывается на ресурсе ШПГ двигателя, снижает угар масла и прорыв газов через кольца. Минус - материал менее пластичный, под воздействием критических температур склонен к образованию микротрещин, которые разрастаются и в итоге становятся фатальными. Конкурентом сплава "4032" можно считать сплав "2618", в котором содержания кремния намного ниже, этот материал более пластичен, не трескатеся, а скорее деформируется, но и при воздействии температуры сильнее "плывет", требуя тепловые зазоры от 10 соток и выше. Кстати, когда распиливали стоковый поршень на станке, он как бы откалывался маааленькими кусочками... :-) . Не будем вдаваться в подробности, инфа по поршням присутствует в инете в достаточном количестве.

Вот, с чем и я в свою очередь столкнулся:

Как известно, если хочется много дуть, надо снижать геометрическую степень сжатия (ССж). Это отношение суммы вытесняемого объема поршнем и камеры сгорания (КС) к вытесняемому объему поршня. То есть чем больше объем КС, тем ниже ССж. КС - это сумма камеры в ГБЦ, объема прокладки ГБЦ, недохода поршня до верхней плоскости блока цилиндров и объема камеры в поршне. Последняя может быть положительная и отрицательная. Положительная - когда она увеличивает суммарный объем КС, отрицательная, когда она вытесняет объем. (см картинку). Слева поршень 3S-GE, ССж 10.3:1, справа 3S-GTE, ССж 8.5:1.

Если передвигаемся на товарном бензине и бустом можно накачивать автомобильные шины, то лучше обезопасить себя от частых замен поршневой и заранее снизить степень сжатия, в нашем случае до 8:1 (хотя я еще более радикально решил этот вопрос, остановившись на 7.6 к 1). Замечу сразу - не раз встречал людей, имеющих определенный опыт в постройке турбомоторов, которые говорят, что дуют 2+ в 8.5-9 на 98м....пусть дуют, это здорово, но я не склонен думать, что это моторы жильцы даже в пределах 5000км. Ниже картинки фрезерованных 215х поршней с моего мотора 2008-2013гг. (почему 215е - потому что 205 в тот момент не было в наличии, расточили расстояние между бобышками поршневого пальца, чтобы влез 205й EAGLE). Перед тем, как фрезернуть камеру распилили поршень поперек и нарисовали границы фрезеровки, толщину вывели на 6мм минимум:

Отфрезеровали:

Чтобы убрать острые грани - возможные очаги детонации, поршни отполировал какашками:

Вот, такая красота:

После пролил камеры в поршнях, получилось 15сс. С учетом "геометрии" 3S-GTE, мелкого шаманства с ГБЦ, прокладкой и 15сс в поршнях вышел на степень сжатия 7.6:1. Так уж вышло, что в моих руках оказались поршни от 3S-GTE различных поколений, а так же от небезызвестного тяжеловеса-сумоиста 2JZ-GTE. Дело бело вечером, делать было нечего и решили распилить все поршни пополам, чтобы понять отличия и перспективы использования в тюнячке.

После распила сравнил компрессионную высоту набора 3S и 2JZ поршней - разница в 1 мм:

 Далее измерил толщину "лба" поршней:

а так же расстояние от верхней плоскости поршня до внутренней грани "лба":

Сводная таблица данных:

Исходя из полученных данных сделаю вывод, что для разжатия и большого буста надо ставить 2JZ-GTE поршневую, причины ЗА:
-недоход в 1 мм, т.е. отпадает необходимость в толстой прокладке, но минус - бОльшая склонность к детонации такого способа разжатия.
-в поршне есть маслоканал для охлаждения, правда, нужно будет смещать форсунку в 3S блоке, но это не большая проблема (фото):

-толщина "лба" наибольшая (см. сводную таблицу), т.е. можно сильнее раскрывать камеру, для снижения степени и придания более правильной формы.
-объем камеры больше всех (15сс)
-антифрикционное покрытие

Трудозатраты для установки - перешлифовка циковок под клапаны, т.к. впуск и выпуск у 2JZ зеркально, относительно 3S и углубление циковки под маслофорсунку в блоке.

Наличие инварной вставки в поршнях gen2 наталкивают на вывод, что сплав там не столь "продвинутый", как у наследников и использовать "185е" поршни в тюнячке не стоит... Еще несколько фоток "205го" и "джейзетовского" поршней:

(с) 2008, st205wrc.ru