«Глубокий» тюнинг Toyota Prius [Еще I поколения – образца 1999.] с «гибридным» бензин-электрическим силовым агрегатом – такого, похоже, не пытался исполнить еще никто в мире! Коренной вопрос, с которым столкнулись австралийские умельцы: какой здесь применить способ наддува?
Турбо или приводной?
Разумеется, с экономической точки зрения выгоднее турбонаддув (см. «С наддувом II», «Турбо», 2005, №3). В отличие от приводного компрессора, турбина не отбирает (изрядную) мощность от вала д.в.с., а использует энергию горячих выхлопных газов, иначе пропадающую впустую. Другое достоинство турбоагрегата в том, что электроника, управляющая клапаном waste-gate (см. там же), позволяет простыми средствами задать нужные характеристики наддува. Так, перепрограммируемый цифровой блок IEBC (Independent Electronic Boost Control – независимое электронное управление наддувом) от Turbosmart поддерживает давление нагнетаемого воздуха (в пределах возможностей турбокомпрессора, разумеется) по заданной вами «карте» – во всем диапазоне оборотов и нагрузок д.в.с.
Вполне подходит миниатюрная турбина – вроде Garret GT12, вал которой вращается на подшипниках качения; такие применяют на японских автомобильчиках Kei-класса (см. «В стране K-car», «Турбо», 2004, №3). Однако тут же возникли сомнения: турбина не любит резких отсечек д.в.с., выхлопными газами которого она питается. Приходится даже оснащать силовой агрегат особыми turbo-таймерами – для защиты нагнетателя. А ведь вся соль HSD (Hybrid Synergy Drive – гибридный синергетический привод) – в том, что бензиновый мотор работает в режиме старт-стоп и регулярно отключается – помимо воли водителя. Разумеется, есть техническая возможность оснастить Garret отдельным контуром смазки – с маслонасосом (независимый электропривод), бачком и радиатором. Красивое решение, но очень уж сложно; кроме того, выпускной коллектор двигателя 1NZ-FXE (он установлен с наклоном назад) размещен на стороне, обращенной к передней стенке кузова. Найти там место для турбоагрегата проблематично – разве что с заменой штатного коллектора на спецконструкцию; дорого и хлопотно.
Так что тюнинг-энтузиасты обратили взор на роторный компрессор AMR300 (типа Roots – см. «С наддувом I», «Турбо», 2005, №1) от 660-кубового движка Subaru Vivio конца 90-х. Конечно, он не обеспечит высокой подачи и давления, но дело тут не в количественных показателях, а в принципе. AMR300 удачно вписывается в схему спереди – сбоку от корпуса дроссельной заслонки. И его привод от коленвала организовать довольно просто: достаточно заменить штатный многоклиновой ремень на такой же, но увеличенной длины. Вдобавок возникла идея приспособить к приводному нагнетателю обходной клапан – вместе с тем же блоком Independent Electronic Boost Control. Обходной клапан сбрасывает давление сверх заданного обратно на вход компрессора и, по замыслу, выдерживает заданные в программе IEBC характеристики наддува. Что немаловажно для силового агрегата HSD, который играет на тонком балансе тяги от д.в.с. и электропривода.
 |
| Б/у компрессор AMR300 |
 |
| Нагнетатель на месте |
В общем и целом установка роторного компрессора выглядела намного проще, чем турбины, однако на деле – по признанию самих умельцев – все обернулось сущим кошмаром. Беда в том, что в подкапотном пространстве «приуса» крайне тесно, и одну из опор силового агрегата пришлось изготовить заново – на нее одновременно монтируется AMR300. Да еще и регулировку натяжения приводного ремня нагнетателя предусмотреть; в конечном счете одна только опора обошлась в 40 человеко-часов квалифицированной работы.
 |
| Работы на полдороге |
 |
| Капот не закрывается… |
Долго ли, коротко ли, неновый агрегат AMR300 смонтирован; можно запускать. И тут посыпались критические вопросы:
– даст ли компрессор Vivio (со штатными ведущим и ведомым шкивами привода) нужное давление?
– достаточны ли размеры «интеркулера»?
– справится ли система питания (бензонасос, инжекторы) с подачей увеличенного количества топлива – для поддержания стехиометрического состава смеси?
– не станет ли двигатель сильно детонировать под наддувом? А между прочим, поставить ведомый шкив AMR300 увеличенного диаметра (и тем самым ограничить подачу воздуха) сложно – из-за недостатка места.
Ничто не гарантировало, что весь замысел не обернется полным провалом. Поэтому прежде чем доводить его до завершения, тюнинг-мастера решили проверить работоспособность реконструированного агрегата – как есть. Воздухо-воздушный «интеркулер» повис перед радиатором охлаждения – прямо на своих патрубках и временных зажимах. Без переднего бампера, а капот притянули на место проволокой. Обходного клапана еще не установили, и AMR300 погнал воздух на прикрытую дроссельную заслонку. Так что на «холостом» ходу впускной коллектор заметно нагрелся. Давление наддува (избыточное) вышло на уровень 0,25-0,35 бар; из-за отсутствия обходного клапана убирать «газ» (прикрывать заслонку) приходилось очень осторожно, – чтобы давлением не сорвало патрубки линии нагнетания. Топливовоздушная смесь регулировалась датчиками MoTeC.
К общему удовлетворению, первый в мире агрегат HSD с наддувом заработал нормально! Д.в.с. не детонировал, состав топливовоздушной смеси соответствовал нормам (показания прибора Digital Fuel Adjuster), многоклиновой ремень привода компрессора не соскакивал – и даже не слишком сильно проскальзывал. Температура нагнетаемого воздуха после «интеркулера» оказалась невысокой. Стало ясно, что тюнинг-агрегат работоспособен, и австралийские новаторы продолжили свои эксперименты.
Интеркулер и другое
Настало время определиться с «интеркулером» на его законном месте и отлаживать всю систему воздуховодов. А какое место законное? «Интеркулер» к двигателю 1NZ-FXE приспособили от турбодизеля Mitsubishi Pajero; в интересах понижения температуры нагнетаемого воздуха его лучше ставить спереди. А у «приуса» там уже находится радиатор тиристорного преобразователя HSD (с отдельным контуром охлаждающей жидкости) – перед обычным радиатором охлаждения д.в.с. Получается многослойный «бутерброд»; как скажется на работе систем установка дополнительного теплообменника?
Решили все же монтировать «интеркулер» спереди, – но так, что он лишь наполовину перекрывает радиатор преобразователя. Тот пришлось смещать назад – с удалением середины переднего бруса несущей обвязки и ввариванием заново (нашли на «разборе»). Заменили корпус воздухофильтра, поскольку у штатного выходной патрубок направлен не в ту сторону, как нужно для нагнетателя. Взяли корпус от Daihatsu Sirion; он подошел, но измеритель потока воздуха сохранили от «приуса» и установили его на новое место. И тем самым совершили полдела; другая половина все еще оставалась впереди.
Немалую головную боль причинили воздуховоды: возня со входным и выходным патрубками нагнетателя, которые с трудом вписывались в тесное окружение. Так, входной патрубок пришлось обжимать вручную, – чтобы он прошел между шпилькой крепления впускного коллектора и электромагнитом механизма фазовращения VVT-i; то же и с выходным (патрубки компрессора и «интеркулера» изначально изготовлены из медных трубок на 50 мм, на перегибах медь заменили резиной). В итоге внутреннее поперечное сечение патрубков стало меньше, хотя переходы выполнены по возможности плавно. Радиатор охлаждения д.в.с. слегка наклонили вперед; после всех манипуляций осталось тщательно уплотнить воздушный туннель губчатой резиной и вспенивающимися материалами.
 |
| Медные патрубки воздуховодов |
Нагнетатель оснастили-таки обходным клапаном GFB, какой обычно компонуют с турбокомпрессорами. Классная вещь, но с фиттингами на 32 мм, что потребовало переходников для присоединения. Регулирующее давление отбирается от впускного коллектора – между измерителем потока воздуха и дроссельной заслонкой. В общем, не прошло и 3 недель работ, как подкапотное пространство тюнинг-«приуса» стало выглядеть более или менее цивильно.