Как увеличить мощность двигателя: основные способы

Типичные неисправности электродвигателей

Выделяют два вида неисправностей электродвигателей: электрические и механические.

К электрическим относятся неисправности, связанные с обмоткой:

межвитковое замыкание
замыкание обмотки на корпус
обрыв обмотки

Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.

износ и трение в подшипниках
проворачивание ротора на валу
повреждение корпуса двигателя
проворачивание или повреждение крыльчатки обдува

Замена подшипников должна производиться регулярно с учетом их износа и срока службы. Крыльчатка также меняется в случае повреждения. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и единственный выход — замена двигателя.

Если у вас есть вопросы, ответы на которые вы не нашли в данной статье, напишите нам. Будем рады помочь!

При обычном подключении трехфазного асинхронного двигателя на одну фазу мощность двигателя и его крутящий момент значительно снижается, удается получить около 30% от номинальной мощности. Ниже мы рассмотрим причины снижения мощности и схемы включения двигателя, повышающие мощность и крутящий момент.

Для нормальной работы асинхронного трехфазного двигателя требуется подавать на каждую обмотку напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения на других обмотках, так как фазы три то оно сдвигается на 120 0 . При обычном подключении трехфазного двигателя к однофазной сети , на одну обмотку подается фаза, на другую фаза сдвигается конденсатором, а третья обмотка подключается без сдвига фаз. Так вот третья обмотка создает момент вращения в противоположном направлении. Поэтому лучших результатов можно добиться, отключив одну обмотку. Так двигатель будет работать аналогично однофазному двигателю. Кстати у трехфазных двигателей часто сгорает одна обмотка, а две остаются целыми, такой двигатель можно здесь применить.

Подключаем эту обмотку через конденсатор

Еще лучших результатов можно добиться, если выводы третье обмотки поменять местами, так третья обмотка будет помогать создавая момент вращения в правильном направлении. Так можно получить больше 50% мощности от номинала. Эту обмотку двигателя желательно также подключить через конденсатор. Конденсаторы должны быть одинаковой емкости. Для того чтобы узнать правильно ли подобраны конденсаторы мерим напряжение на каждой обмотке, оно должно быть приблизительно равно. Подробнее о подборе конденсатора для подключения трехфазного асинхронного двигателя.

Здесь две обмотки подключены в противофазно на напряжение 220В

Ну, а 100% мощности от асинхронного двигателя можно получить используя частотный преобразователь, частотный преобразователь может работать на одной фазе выдавая три.

Увеличение рабочего объема двигателя ВАЗ

Как известно, одним из важнейших параметров применительно к ДВС является рабочий объем. От того, какой объем имеет мотор, зависит его мощность, приемистость агрегата и т.д.

Эксплуатировать более мощную машину комфортнее, так как запас крутящего момента и мощности позволяет не сильно «крутить» двигатель, так как приемлемая тяга появляется на меньших оборотах.

Что касается увеличения рабочего объема, существует два основных способа:

изменить диаметр цилиндров;
увеличить ход поршня заменой коленчатого вала;

Данные способы активно практикуются для тюнинга серийных двигателей АвтоВАЗа, которые встречаются под капотами разных моделей. Если точнее, речь идет как о самом первом двигателе на «копейке» 2101 с мощностью 60 л.с. или «одиннадцатом» моторе 21011, так и о силовом агрегате ВАЗ 2103-06 с мощностью 71-75 л.с. Также не стоит забывать и о карбюраторном 80-сильном 1.7 литровом моторе на модели Нива и других модификациях указанных выше ДВС.

Вернемся к тюнингу. Чтобы выполнить доработку, можно использовать как серийные детали, так и специальные элементы для тюнинга. В первом случае общая стоимость доработок будет заметно дешевле, так как серийные детали легче найти и дешевле купить.

Итак, рассмотрим конкретный пример. Если имеется двигатель ВАЗ 2101, можно расточить цилиндры до 79 мм, после чего поставить поршни от мотора 21011. Рабочий объем составит 1294 см3. Для увеличения хода поршня нужно иметь коленчатый вал от 2103, чтобы ход составил 80 мм. Затем потребуется приобрести укороченные шатуны (на 7мм.) В итоге объем составит 1452 см3.

Вполне очевидно, что если расточить цилиндры и одновременно увеличить ход поршня, конечным результатом будет объем двигателя «копейки», который составит 1569 см3. Отметим, что аналогичные операции проводятся и с другими моторами на «классических» моделях.

Обратите внимание, независимо от блока, растачивать больше 3 мм цилиндры не рекомендуется, так как значительно возрастают риски сильного утончения стенок и уменьшения ресурса, а также повреждения каналов системы охлаждения

Еще важно учитывать, что после установки другого коленвала и увеличения хода поршня происходит увеличение степени сжатия, что потребует использования бензина с более высоким октановым числом. Также возможно понадобится дополнительная корректировка степени сжатия. Главное, правильно подобрать укороченные поршни шатуны и т.д

Главное, правильно подобрать укороченные поршни шатуны и т.д

Также возможно понадобится дополнительная корректировка степени сжатия. Главное, правильно подобрать укороченные поршни шатуны и т.д

Главное, правильно подобрать укороченные поршни шатуны и т.д.

Также добавим, что самым простым и дешевым методом можно считать расточку под ремонтные поршни. Однако даже если расточить блок в последний ремонтный размер, объем увеличивается не больше, чем на 30 «кубиков». Другими словами, на значительный прирост мощности рассчитывать в этом случае никак не стоит.

Тюнинг системы впуска

Улучшение впуска представляет собой уменьшение сопротивления поступающего воздуха в цилиндры. Это не сильно сложная доработка, но она требует изменение или добавление большого количества деталей, которые вместе дадут неплохой результат.

Установка или замена ресивера

Ресивер для лучшей мощности двигателя имеет большой объем и короткие впускные патрубки. Установка этой детали дает хороший результат и поэтому ее можно поставить даже при легкой доработке мотора. Данная деталь сглаживает пульсации воздуха. Из-за того, что впускные трубопроводы короткие, максимальное наполнение цилиндров смещается на большие обороты, тем самым лошади и крутящий момент станут больше только на высоких оборотах, а на низких немного снижаемся. Можно добиться того, что у вас прирастет только крутящий момент на низких оборотах, но при этом тяга мотора во всем диапазоне станет меньше.

Также можно установить впускную систему у которой изменяется геометрия каналов, чтобы цилиндры наполнялись воздухом идеально во всем диапазоне опираясь на данные об оборотах и открытия дроссельной заслонки. Это будет самый идеальный, но при этом дорогостоящий вариант.

Отсутствие впускного коллектора

Иногда впускной коллектор снимают, а вместо него устанавливают так называемые дудки, которые настроены под большие обороты. Это позволяет сильно поднять количество поступаемого в мотор воздуха, также уменьшает холостые обороты и улучшает стабильность работы при низких и средних оборотах. На высоких оборотах, конечно, все становится просто шикарно.

Это самое сложное в тюнинге впуска атмосферных моторов, но при этом это самый эффективный и дорогостоящий вариант. Также можно установить несколько дроссельных заслонок, тем самым улучшить отклик на педаль газа. К сожалению, в результате снижается ресурс вашего мотора, и достаточно сильно прирастает расход топлива.

Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?

Управление скоростью вращения двигателя необходимо в трех режимах работы – при разгоне, торможении, и в рабочем режиме.

Наиболее универсальный способ управления оборотами — использование частотного преобразователя. Настройками ПЧ можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато.

Управление оборотами двигателя в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.

Бюджетный вариант своими руками

Если есть желание и средства сделать машину мощнее, стоит обратиться к профессионалам в специализированные тюнинг-ателье. Улучшение своими руками тоже возможно, но при наличии гаража и оборудования как минимум. Одно дело копаться в отцовской подаренной копейке для катания по району, другое дело, если речь идёт о тюнинге дорогих автомобилей, ведь без специальных знаний и умений навредить машине легче, чем улучшить мощностные показатели.

Но добиться увеличения мощности можно без космических вложений и даже своими руками. Вспомните, как давно вы меняли фильтра, свечи, жидкости и делали диагностику. Попробуйте заливать более качественное топливо и масло. Почистите дроссельную заслонку, загляните и прочистите впуск, проверьте компрессию в двигателе. Всё это влияет на мощность и динамику автомобиля, на расход топлива и удовольствие от езды.

Возможные последствия

Ресурс агрегатов непременно уменьшится, если они подверглись изменениям. Готовьтесь чаще диагностировать авто, покупать дорогостоящие детали

Всякое вмешательство в заводскую конструкцию и настройку ведёт к этому.
Посчитайте и прикиньте в уме, что Вы хотите от автомобильного тюнинга, что для Вас важно. Иногда дешевле, легче и выгоднее купить просто новый автомобиль помощнее.
Если речь идёт о тюнинге автомобиля, находящегося на гарантии, то всякое вмешательство в заводское состояние повлечёт снятие автомобиля с гарантийного обслуживания.
Большинство серьёзных улучшений влечёт за собой увеличение расхода топлива, это тоже учитывайте.

Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?

От чего зависит мощность мотора?

Мощность двигателя автомобиля – величина, полученная в ходе умножения оборотов мотора на крутящийся момент. Мощность величина постоянная для конкретного автомобиля. Для повышения мощности надо увеличить обороты. На самом деле не всё просто как это может показаться, на первый взгляд.

Есть механизм изменения фазы газораспределения. Играет роль регулятора в системе питания мотора и является камнем преткновения на пути к увеличению мощности двигателя.

Низкие обороты не способствуют полному заполнению камер цилиндров мотора. Набор мощности происходит медленно и вяло. Для полноценного наполнения камер, обороты мотора должны приближаться к 3000 тысячам. Злоупотребление резким набором скорости и рост оборотов на старте чреват быстрым износом сцепления.

Большую часть автомобилей, колесящих по дорогам страны, нельзя отнести к новым. Практически 80% автомобильного парка представлено подержанными машинами с различным уровнем пробега.

Преобладающие моторы не оборудованы сложной электронной регулирующей системой. Неэффективно используют топливно-воздушную смесь. Машины можно и нужно модернизировать для увеличения мощности мотора.

Установка прямотока

Еще один эффективный способ получить порядка 10-15% дополнительных лошадиных сил – это установка прямоточной выхлопной системы. Можно найти такой прямоток на различные автомобили, в том числе тюнинг, выпущенный ведущими производителями. Чаще всего прямоток устанавливается в качестве дополнения к инженерному тюнингу мотора.

К преимуществам установки прямотока можно отнести доступную стоимость таких систем, а также минимизацию вреда для двигателя и отсутствие какого-либо сокращения ресурса мотора. Впрочем, многим автовладельцам не нравится характерный рев прямоточной системы, который она издает на автомобиле.

Фильтр нулевого сопротивления

Является самым простым и дешевым способом, который применяют на спортивных автомобилях.

Он заключается в установке фильтра нулевого сопротивления. Данный фильтр имеет самую максимальную очищающую способность и не создает сопротивления прохождению воздуха. Таким образом, воздух быстрее попадает в камеру сгорания и способствует наилучшему сгоранию бензина, что дает небольшой прирост мощности двигателя. Главным плюсом данного метода является то, что фильтр не нужно менять при его загрязнении. Его конструкция позволяет проводить чистку, что существенно экономит бюджет водителя.

Однако, стоит отметить, что данный способ дает лишь небольшой прирост мощности.

Какие исполнения двигателей бывают?

В зависимости от исполнения электродвигатели классифицируются по способу монтажа, классу защиты, климатическому исполнению. Существует два основных способа монтажа асинхронных электродвигателей – на лапах и через фланец. Оба варианта исполнения в различных комбинациях показаны в таблице ниже.

Виды климатического исполнения предполагают использование двигателя в определенных климатических зонах: умеренный климат (У), холодный климат (ХЛ), умеренно-холодный климат (УХЛ), тропический климат (Т), общеклиматическое исполнение (О), общеклиматическое морское исполнение (ОМ), всеклиматическое исполнение (В). Также различают категории размещения (на открытом воздухе, под навесом или в помещении и т.д.).

Класс защиты обозначает характер защиты двигателя от попадания пыли и влаги. Наиболее часто встречаются приводы с классами IP55 и IP55.

Увеличение степени сжатия

Данный способ считается одним из наиболее эффективных. Ориентация на изменение в большую сторону величины сжатия топливовоздушной смеси в камере сгорания хорошо тем, что увеличение мощности в этом случае не сопровождается ростом расхода горючего

Согласитесь, это для бюджетных автомобилей (если быть точнее, для автовладельцев, ограниченных в средствах) крайне важно

Наверняка у вас возникнет закономерный вопрос: по какой причине автопроизводители не делают степень сжатия максимальной в заводских условиях? Неужели оставляют некоторый резерв для самостоятельного тюнинга? Дело в том, что характеристики используемого бензина не позволяют увеличивать степень сжатия произвольным образом. Этот показатель рассчитывается таким образом, чтобы минимизировать различные детонационные явления. Увеличение степени сжатия – хороший способ поднятия мощности мотора на внушительную величину, но достигается это за счёт использования горючего с более высоки октановым числом. А оно, конечно же, стоит дороже.

Так что выгода от такого тюнинга становится менее очевидной. Радует одно: силовой агрегат после подобной модернизации будет демонстрировать больший КПД даже на предыдущей мощности, что достигается за счёт уменьшения потребления горючего. В целом рост степени сжатия действительно оказывается самым выгодным способом увеличения приёмистости мотора.

В настоящее время используют две различные методики увеличения степени сжатия:

первый способ заключается в установке прокладки ГБ меньшей толщины. Его основной недостаток – увеличение вероятности контакта клапанов и поршней. Так что перед его использованием необходимо всё тщательно рассчитать. Вариацией данного метода считается установка в силовой агрегат других поршней, имеющих соответствующие выемки, препятствующие столкновению с клапанами. При этом, разумеется, фаза газораспределения подвергнется изменениям, и потребуются соответствующие настройки двигателя, но это, как говорится, процедура одноразовая;
второй способ заключается в расточке цилиндров – о нём мы уже говорили выше. Просто мы не упомянули, что, кроме увеличения объёма КС, такая процедура повышает степень сжатия, поскольку объём камеры сгорания остаётся неизменным, меняется только объём собственно цилиндров. Перед тем, как повышать мощность двигателя таким образом, необходимо понять, что при стандартных настройках мотора чем меньше степень сжатия, тем выше прибавка мощности.

Модернизация распредвала

В большинстве случаев использование распределительных валов с изменённой геометрией кулачков практикуется для повышения мощности двигателя, хотя существуют и прямо противоположные решения.

Всё зависит от того, увеличены или уменьшены размеры кулачков. В первом случае обеспечивается больший ход клапанов, что положительно сказывается на динамике силового агрегата. Однако и здесь имеются свои нюансы: в продаже имеются модернизированные распредвалы, предназначенные для увеличения мощности мотора на низких, средних или высоких оборотах вращения коленвала. Зависит это опять же от того, как сильно увеличена высота подъёма клапанов. Если незначительно – имеем добавку мощности на небольших оборотах, если максимально (но так, чтобы исключить соударение клапана с поршнем) – увеличим тягу мотора на высоких оборотах.

Так что если вы хотите увеличить мощность атмосферного двигателя, минимально изменяя конструкцию силового агрегата – установка спортивного распредвала поможет вам решить эту задачу. Разумеется, после замены этой детали потребуется выполнение процедуры регулировки клапанов.

Основные рекомендации

Прежде чем принять решение разбирать мотор и модернизировать его, нужно попробовать решить ситуацию не столь кардинальными методами. Эксперты рекомендуют придерживаться следующих правил:

Не брать с собой в дорогу лишний груз. В дорогу нужно заготавливать только самые необходимые вещи. Бензобак не должен быть слишком громоздким и тяжелым. По возможности лучше не брать транцевые колеса.
Проверить давление в баллонах. Заправка изделий должна осуществляться до тех пор, пока они не начнут звенеть. Когда лодка окажется на воде, воздух постепенно остынет и давление немного понизится. Этот фактор тоже влияет на скорость лодки.
Настроить положение мотора относительно транца. Двигатель нужно приподнять повыше, желательно использовать вспомогательные проставки. Нужно не перестараться, в противном случае при качке лопасти будут крутиться в воздухе.

Отдельное внимание нужно обращать на винт. Следует регулярно проверять отсутствие неровностей, трещин, сколов и любых других деформаций, которые могут негативно отобразиться на вытесняющей способности агрегата

Чаще всего проблемные винты меняют либо просто хорошо отшлифовывают. Чтобы лодка вышла на глиссер, нужно поставить четырехлопастный винт. Во время установки металлической детали можно немного повысить КПД двигателя, если уменьшить толщину лопасти.

Расточка блока цилиндров

Это вариант подразумевает расширение диаметра цилиндров, и установку поршней большего диаметра, что в свою очередь так же увеличивает рабочий объем. Любой капитальный ремонт, своего рода небольшой тюнинг, в сторону увеличения объема. При правильном подходе, и руках растущих из нужного места, их можно расточить до 84 мм. Дальнейшая расточка опасна, могут выйти дефекты литья, и тогда можно отправляться за новым блоком. Но здесь тоже есть ограничения и минусы.

Значительное уменьшение толщины стенок цилиндров, в любом случае приведет пусть к небольшому, но снижению ресурса блока цилиндров. Так же увеличивается термонагрузка, проще говоря, тонкие стенки будут нагреваться куда быстрее.

https://youtube.com/watch?v=v3LsSYvr5Kg

Какие способы управления электродвигателями используются на практике?

Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности. Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение заданной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной скоростью и сможет обеспечить мощность на валу не более номинала. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, используют преобразователи частоты. ПЧ может обеспечить нужный режим разгона и торможения, а также позволит оперативно управлять частотой работы.

Для обеспечения требуемого разгона и торможения без изменения рабочей частоты применяют устройство плавного пуска (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя, используют схему включения «звезда-треугольник».

Для запуска двигателей без ПЧ и УПП широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.

Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?

Асинхронный электродвигатель, как правило, имеет три обмотки. У каждой обмотки есть по два вывода, которые должны быть обозначены в клеммной коробке двигателя. Если выводы обмоток известны, то можно легко прозвонить каждую из них и сравнить величину сопротивления с остальными обмотками. Если величины сопротивлений отличаются не более, чем на 1%, то скорее всего, обмотки исправны.

Сопротивление обмоток электродвигателя измеряется с помощью омметра, как и сопротивление обмоток трансформатора. Чем больше мощность двигателя, тем меньше сопротивление его обмоток, и наоборот.

Проведение чип-тюнинга

Наиболее рисковые автовладельцы не пытаются вмешиваться в механическую конструкцию автомобиля. Они сразу вмешиваются в «мозги» автомобиля и делают чип-тюнинг. Машина, выпущенная автопредприятием, оснащена унифицированным программным обеспечением, отвечающим за работу всех систем.

Каждый владелец автомобиля имеет возможность под свои параметры провести регулировку реакции при нажатии на педаль акселератора, впрыск топлива, степень насыщенности смеси, откорректировать режимы силовой установки.

У такого метода есть огромный недостаток. При неверно выполненных действиях весь электронный блок может прийти в негодность. Потребуется полная его замена, что стоит совсем не дешево.

От теории к практике

Итак, основные принципы мы выяснили. Попробуем теперь выбрать схему, по которой можно форсировать двигатель. Очевидно, первое, что надо решить, – насколько необходимо увеличить объем цилиндров. Если поставлена цель – достичь
максимального эффекта при форсировании, то объемом пренебрегать нельзя, даже если в нашем распоряжении не так много возможностей: повышение мощности и момента прямо пропорционально объему цилиндров. Следующее по значимости – это фазы газораспределения.

Необходимо сделать выбор: “строим” ли мы “скоростной” двигатель, который будет “раскручиваться” на высоких оборотах, или “моментный”, для работы на средних оборотах. Это, без сомнения, зависит от темперамента водителя и стиля езды. На этом этапе предстоит выбор распределительного вала для нашего мотора – именно параметры вала определяют характер изменения момента и мощности по частоте вращения коленвала. Все тюнинговые распредвалы можно условно разделить
на две группы: низовые и верховые. Исходя из названия, первые увеличивают момент в области низких оборотов двигателя, а вторые – в области высоких. Достигается это изменением высоты подъема и профиля кулачков, а также фазами открытия/закрытия
клапанов.

Низовые валы имеют небольшую высоту подъема и отсутствие зоны перекрытия клапанов, что предотвращает выбрасывание рабочей смеси обратно во впуск на низких оборотах. Уменьшение высоты подъема влечет за собой неизбежную потерю наполнения на высоких оборотах, что приводит к уменьшению макимальной мощности двигателя

Однако это не столь важно, так как основная область их применения – езда по городу. Основное достоинство таких валов – повышение крутящего момента на низах, что позволяет заметно быстрее ускоряться со светофора и лишний раз не включать пониженную передачу

Верховые валы, напротив, имеют широкие фазы, высокие подъемы и довольно большую зону перекрытия клапанов. Это позволяет увеличить наполнение на верхах, как по причине увеличения проходного сечения в зоне клапана, так и за счет использования эффекта инерционного наддува. При этом почти всегда повышается мощность двигателя, а пик крутящего момента смещается в зону более высоких оборотов. Широкие фазы приводят к обратному выталкиванию смеси во впускной коллектор на низких частотах вращения, что вызывает снижение наполнения и провал на низах. Чем более “верховой” распредвал – тем сильнее этот эффект.

Разрезная шестерня

Рекомендуется также и установка так называемой разрезной шестерни – шкива Вернера, который позволяет, не меняя
натяжения ремня, смещать фазы газораспределения, то есть моменты открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов с высокой точностью, в то время как стандартная шестерня позволяет делать это с точностью в один зуб, чего недостаточно для получения хорошего результата.

Затем все узлы и детали двигателя “настраиваются” на объем двигателя, но главное, на соответствие выбранному распределительному валу. Другими словами, весь клапанный механизм, каналы впуска и выпуска, цилиндропоршневая группа – все “подстраивается” под характеристики распределительного вала. Какой бы мотор ни получился в результате – это будет уже новый, другой мотор. И им надо по-другому управлять. То есть по-иному, но точно регулировать состав топливно-воздушной смеси и угол опережения зажигания. Поэтому следующий этап работы – настройка системы управления двигателем (чип-тюнинг). Без этого новый двигатель не только не “выдаст” всех своих возможностей, но может проиграть своему стандартному аналогу. Особенно это касается двигателей с электронными системами впрыска топлива. (Подробнее о чип-тюнинге).

Кроме того, настройка мотора неизбежно повлечет за собой целый ряд мероприятий, таких, как работа с трансмиссией, с подвеской, с тормозами. Теоретически, да и практически, мощность двигателя можно увеличить весьма существенно, но вопрос в разумности этого мероприятия, т.к. рано или поздно сам автомобиль конструктивно перестанет соответствовать своему силовому агрегату. Есть некий предел, который ограничивает развесовка автомобиля, коэффициент сцепления его шин с дорогой. Смысла “накрутить” двигатель и в результате попросту палить сцепление, жечь резину и крошить ШРУСы – просто нет.

Как повысить мощность двигателя