5. Наддув и закись азота#

Наддув не меняет философию калибровки — он сдвигает цифры.

5.1 Общая физика#

Любое сжатие газа греет его; насколько сильно — зависит от степени сжатия и эффективности компрессора.

Главное методическое правило: не путать давление в ресивере с давлением в цилиндре. Смотреть надо на нагрузку, то есть на расход воздуха, а не на буст. Буст — всего лишь мера сопротивления между компрессором и мотором. Улучшили продувку (выхлоп, вал) — буст может упасть при той же шестерне привода, а нагрузка и потребность в позднем зажигании при этом вырастут.

Частичные режимы при наддуве калибруются как у атмосферного: λ = 1, MBT. Меняется только сшивка к новым зонам карты выше 100 % нагрузки и, возможно, требования к ускорительному обогащению из-за больших скачков расхода.

5.2 Центробежный нагнетатель#

Привод ремнём от коленвала; поток и буст растут почти линейно с оборотами, поэтому максимум давления — у отсечки.

Внизу почти атмосферное поведение — беднее и раньше. У пика момента добавка нагрузки умеренная, ретард меньше, чем у отсечки, где нагрузка максимальна.
Высокие обороты остаются «полезными» дольше: растущее давление компенсирует увядание ram tuning.
Приводные потери: единицы л.с. на холостом, но 30–50 л.с. на полной нагрузке — учитывать при расчёте топливной системы.
Байпасный клапан обязателен: на закрытом дросселе сбрасывает давление между компрессором и заслонкой, разгружая привод и облегчая холостой ход.
В mass-air системах весь воздух должен проходить расходомер ровно один раз. Возврат байпаса перед MAF даёт двойной учёт; сброс после MAF в атмосферу — богатую смесь.
IAT ставить после компрессора; функция снижения зажигания по IAT настраивается на реальные температуры заряда.

Цели: старт λ ≈ 0,8 (11,7 : 1) выше 100 % нагрузки; интеркулерные могут жить на 0,85. У автора был не-интеркулерный драг-проект, показавший лучшую мощность на λ ≈ 0,89 (13,1 : 1) — но только на десятисекундных заездах.

5.3 Объёмный нагнетатель (Roots, винтовой)#

Полный буст рано, уже чуть выше холостого; полка давления плоская. Отсюда другое распределение работы калибровщика.

Приводные потери выше центробежного и растут с оборотами. Перекрученный Eaton на Ford Lightning может съедать 80+ л.с. Перегруз привода резко греет выход без роста массового потока.
Заметная нагрузка уже на холостом ходу — скорректировать целевые обороты и углы. Байпас обязателен против нагрева заряда и нагрузки на коленвал. Дроссель обычно стоит перед компрессором, поэтому MAF и IAC калибруются почти как у «большого атмосферника».
Высокая нагрузка снизу: углы внизу удивительно малы — цилиндровое давление растёт само. К пику момента, где буст и пик эффективности вала совпадают, опережение у детонационного порога минимально. После пика угол снова растёт с оборотами, как у атмосферного.
Заряд горячее, чем у центробежного — нужен интеркулер; автопроизводитель чаще ставит встроенный «вода-воздух». Без него — богаче: старт λ ≈ 0,78 (11,4 : 1), с хорошим охлаждением возможны 0,85. Немного лишнего топлива почти не стоит мощности и сильно бережёт от детонации при тепловом насыщении или плохом бензине.

5.4 Турбонаддув#

Компрессор тот же центробежный, но привод — энергия выхлопа, а не коленвал. Отсюда уникальный характер.

Паразитные потери минимальны — часто менее 15 л.с., на круизе и холостом практически ноль. Цена — рост противодавления выпуска. Бонус: турбина дробит выхлопные импульсы, выхлоп тише.
Спулинг: буст появляется, когда энергии выхлопа хватает раскрутить турбину; кривая буста поднимается к целевому уровню и держится вестгейтом до отсечки.
Ускорить спулинг калибровкой можно, добавив энергии в выхлоп: позднее зажигание или чуть богаче смесь — догорание у турбины. Цена — чуть меньше давления в цилиндре сейчас, но быстрый буст окупает. Слишком ранний спулинг смягчают ранним зажиганием или дросселированием.
Карта зажигания ведёт себя как у объёмного нагнетателя: меньше угла около пика момента, добавление с оборотами по мере падения цилиндрового давления — в рамках IAT и детонации.

Контроль EGT — критичен#

Ориентир OEM — ограничение ~1600 °F (870 °C)
Чугун светится оранжевым уже при ~1300 °F (700 °C)

Свечение коллектора означает слишком позднее зажигание — надо добавлять угол. Если упираетесь в детонацию — обогащайте шагами примерно 0,02 λ и повторяйте. Лёгкое изменение цвета чугуна под длительной нагрузкой допустимо, но оставлять без контроля нельзя.

Дополнение курса. Сравните с разбором сценария «греется турбина» в модуле 14: там та же логика изложена как диагностическая процедура с 11 гипотезами по вероятности.

5.5 Закись азота#

N₂O — молекула, содержащая кислород, хранится жидкой под давлением, при впрыске резко охлаждает заряд. Двойная выгода: больше кислорода и холоднее заряд. Идеальна для коротких событий — драг, спринт, — где тепловая инерция не успевает навредить.

Уточнение. Оригинал говорит «33 % кислорода». По массе в N₂O кислорода 36,4 %: атомная масса кислорода 16, молярная масса N₂O — 44,01, отсюда 16 / 44,01 = 0,364. Тезис книги «примерно вдвое больше, чем в воздухе» при этом верен: в воздухе 23 % кислорода по массе.

Правила безопасной калибровки#

Сначала полностью откалибровать мотор без закиси (атмосферная полная нагрузка). На холостом и частичных система не влияет никак.
Обязательны блокировки: арминг-выключатель, WOT-switch (закись только на полном газу) и ограничение по оборотам — старт не ниже ~2500–3000 об/мин, на АКПП выше оборотов буксования гидротрансформатора. Закись на частичном дросселе, где λ ≈ 1 и MBT, убивает мотор мгновенным ростом давления ещё до всякой детонации.
Дозирование жиклёрами, поток не зависит от оборотов: момент приходит ступенью. Топливную добавку подбирают жиклёрами или азотными аддерами импульса — базовые карты мотора не трогаем.

Стехиометрия и целевой состав#

Стехиометрия смеси с N₂O иная: примерно 7 : 1. Целевой AFR считается взвешиванием по долям мощности:

Целевой AFR = (AFR мотора × Мощность мотора + AFR N₂O × Мощность N₂O)
              ─────────────────────────────────────────────────────────
                              Суммарная мощность

Пример: 300 л.с. на 12,7:1  +  100 л.с. закиси на 7:1
        (12,7 × 300 + 7 × 100) / 400 ≈ 11,3 : 1

Зажигание#

Стартовое правило производителей — минус 2° на каждые 50 л.с. дозы. То есть «150-сильный» комплект требует −6° в начале настройки. Дальше при верном λ аккуратно добавлять к порогу детонации.

Угол минимален у пика момента и растёт с оборотами, потому что доля закиси в общей мощности падает. Температурные компенсации по IAT могут быть мягче, чем с нагнетателем, — закись сама морозит заряд.

Прочее#

Тестировать при давлении баллона, близком к рабочему максимуму. Калибровка на полупустом или холодном баллоне обернётся детонацией потом, на полном и тёплом. Для стабильности давления применяют подогрев баллона.
Сопло не направлять в MAF или IAT — обмороженный датчик врёт.

Суть: наддув не меняет философии калибровки, а сдвигает цифры. Выше плотность и температура заряда — богаче λ и меньше зажигания у пика момента; контроль EGT и IAT становятся обязательными. Закись — это мгновенный ступенчатый наддув со своей стехиометрией и строгими блокировками.

Следующая страница: 6. Платформы и инструменты