Тюнинг двигателя M20, Руководство по созданию 327i

Двигатель M20 - наиболее часто используемый мотор в E30. Из него можно "выжать" без наддува до 210 л.с. Следующее руководство даст опытным умельцам в руки план, по которому можно создать персональный 327i мотор.


Основные предпосылки для тюнинга


Часто обсуждалось то, что 325е (eta) благодаря своему объему 2,7 литра представляет собой хорошую основу для построения аппарата 327i, но это только половина правды. Вторая половина состоит в том, что из большинства eta-моторов мощностью 122 л.с. и им подобных едва ли можно создать настоящий 327i. Более лучшей основой для создания 327i является аппарат 325i, учитывая его впускную систему, систему управления и выпускную систему. Собственно сам объем двигателя в 2,7 литра не принесет прибавки мощности если все остальные компоненты системы двигателя не имеют уровень минимум 325i. Исключением является достаточно редко встречающийся 129 сильный eta мотор, который выпускался с 1/87 по 9/87 – он имеет одинаково хорошие, как 325i, параметры и требует замены небольшого числа деталей по сравнению с 122х сильным мотором.

Произвольная комбинация какого нибудь блока eta мотора с какими либо 320i/323i/325i головками блока цилиндров не возможна. Из-за различной формы поршней хорошо комбинируются только относительные редкие 129 сильные eta моторы/поршни с крышкой блока цилиндров от 325i. Эти eta моторы имеют собственные подходящие поршни, которые можно использовать с небольшими изменениями, или в редких случаях вообще без изменений для установки нужного распредвала.

Существуют различные комбинации которые можно более-менее успешно применить, далее они будут описаны с их преимуществами и недостатками.

Часть 1 - Обзор моторов М20
325i с 170 л.с. (171 л.с. без катализатора) самый сильный из моторов М20 разработанный BMW. При весе примерно 1200 кг. 325i не самый медленный автомобиль на немецких дорогах (на российсих тем более). Несмотря на это после некоторой практики езды на 325i можно сделать вывод, что 170 л.с. достаточно для спортивной езды, тем более что шестицилиндровый мотор способствует этому имея при 4000 об./мин.. соответствующую тягу. При малых оборотах 2,5 литра достаточны для комфортабельной езды, но недостаточно для спортивной езды. Небольшое увеличение вращающего момента в этой области могло бы дать значительное улучшение характеристики 325i.

Малолитражные моторы, такие как 320i или 323i при низких оборотах вращения естественно ограничены в своих характеристиках, спасти положение здесь может только расточка блока цилиндров. Дефорсированный 325е представляет собой полную противоположность - хорошая тяга при малых оборотах и там где другие только начинают, высокие же обороты не дают eta прибавки момента.

О тюнинге маленьких моторов: можно повысить объем до 2,7 литров и при этом получить желаемую прибавку вращающего момента. Тюнинг 325e состоит в отмене дефорсирования двигателя. При этом можно применить оригинальные части от BMW. Перед деталями точного объяснения дан обзор различных М20 моторов, которые устанавливались в Е28 и Е30:


2,7 литровые "eta" моторы
525e без катализатора (выпуск до 8/85)
Степень сжатия 11:1, 125 л.с. при 4250 об/мин, 240 Нм при 3250 об/мин, Система зажигания Motronic, диаметр клапанов 40/34, Число опор распредвала: 4, плоская голова поршня с плоским возвышением посредине которое оптимально для формы камеры сгорания, клапанный мешок Ventiltasche для маленьких клапанов и только впускной клапан такой как нужно, обжимной кант* плоский из-за плоских поршня и цилиндра с маленькими диаметрами камеры сгорания в виде отверстий*. 525e без катализатора (выпуск с 9/85)
Степень сжатия 10,2:1, 129 л.с. при 4250 об/мин, 240 Нм при 3250 об/мин, система зажигания Motronic, диаметр клапанов:40/34; Число опор распредвала: 4; плоская голова поршня с плоской впадиной посредине которая оптимальна для формы камеры сгорания, клапанный мешок для маленьких клапанов и только впускной клапан такой как нужно; [/size]обжимной кант* плоский из-за плоских поршня и цилиндра с маленькими диаметрами камеры сгорания в виде отверстий*.

525e с катализатором (до 12/86)
Степень сжатия 9:1, 122 л.с. при 4250 об/мин, 230 Нм при 3250 об/мин, система зажигания Motronic, диаметр клапанов:40/34; Число опор распредвала: 4; плоская голва поршня с плоской впадиной посредине которая создает требуемый объем сгорания, клапанный мешок для маленьких клапанов и только впускной клапан такой как нужно; [/size]обжимной кант* плоский из-за плоских поршня и цилиндра с маленькими диаметрами камеры сгорания в виде отверстий*.

525e с катализатором (выпуск с 12/86 по 9/87)
Степень сжатия 8,8:1, 129 л.с. при 4250 об/мин, 230 Нм при 3250 об/мин, система зажигания Motronic, диаметр клапанов:42/36; Число опор распредвала: 4; форма поршня по краю полукругом повышается, имеется лежащая на краю линзообразно изогнутая выемка, клапанный мешок для больших клапанов, обжимной кант* соответствует форме поршня и головы, этот мотор имеет крышку блока цилиндров практически похожую на 325i , но система смазки отличная.

525e с катализатором (выпуск с 9/87)
Степень сжатия 8,8:1, 129 л.с. при 4800 об/мин, 230 Нм при 3200 об/мин, система зажигания Motronic, диаметр клапанов:42/36; Число опор распредвала: 7; форма поршня по краю полукругом повышается, затем на краю находится противоположно изогнутая линзообразная выемка, клапанный мешок для больших клапанов, обжимной кант* соответствует форме поршня и головы, этот мотор имеет крышку блока цилиндров ПОЛНОСТЬЮ ОДИНАКОВУЮ!!! с 325i ,на нем был согласно ETK установлен другой распредвал с 7ю опорами и одинаковая с 325i система смазки реализована.

325e с катализатором (до 12/86)
Степень сжатия 9:1, 122 л.с. при 4250 об/мин, 230 л.с. при 3250 об/мин, система зажигания Motronic, диаметр клапанов 40/34, число опор распредвала: 4; поршень имеет плоскую форму с глубоким углублением посредине создающим объем для горения, клапанный мешок : только впускной клапан соответствует, обжимной кант* плоский из-за поршня и головы с маленькими диаметром объема горения в виде отверстий*.

325e с катализатором (с 12/86)
Степень сжатия : 8,8:1, 129 л.с. при 4800 об/мин, 230 Нм при 3200 об/мин, зажигание Motronic, диаметр клапанов 42/36, число опор распредвала: 4,форма поршня по краю полукругом повышается, затем на краю находится противоположно изогнутая линзообразная выемка, клапанный мешок для больших клапанов, обжимной кант* наклонен соответственно формам поршня и головы,

Моторы объемом 2,0 и 2,3 литра:320i 125л.с. (выпускались с 9.82 по 8.85)
Объем двигателя: 1990см, ход поршня: 66мм, диаметр поршня: 80мм, Степень сжатия : 9,8:1, 125 лс при 5800 об/мин, 170Нм при 4000 об/мин , система зажигания L-Jetronic, диаметр клапанов 40/34, количество опор распредвала: 7. 320i 129лс (выпускался с 9.85)
Объем двигателя: 1990см, ход поршня: 66мм, диаметр поршня: 80мм, Степень сжатия : 9,8:1, 129 лс при 5800 об/мин, 174Нм при 4000 об/мин , система зажигания LE-Jetronic, диаметр клапанов 40/34, количество опор распредвала: 7.


320i 129лс (выпускался с 12.86)
Объем двигателя: 1990см, ход поршня: 66мм, диаметр поршня: 80мм, Степень сжатия : 8,8:1, 129 лс при 5800 об/мин, 164Нм при 4300 об/мин , система зажигания Motronic, диаметр клапанов 40/34, количество опор распредвала: 7.


323i 139л.с. (выпускались с 9.82 по 8.83)
Объем двигателя: 2316см, ход поршня: 76,8 мм, диаметр поршня: 80мм, Степень сжатия : 9,8:1, 139 л.с. при 5300 об/мин, 205Нм при 4000 об/мин , система зажигания L-Jetronic, диаметр клапанов 40/34, количество опор распредвала: 7.


323i 150л.с. (выпускались с 9.82 по 8.83)
Объем двигателя: 2316см, ход поршня: 76,8 мм, диаметр поршня: 80мм, Степень сжатия : 9,8:1, 150 л.с. при 6000 об/мин, 205Нм при 4000 об/мин , система зажигания L-Jetronic, диаметр клапанов 40/34, количество опор распредвала: 7.

2,5 литровые моторы
325i 171PS (выпускался с 9.85)
Объем двигателя: 2494см, ход поршня: 75 мм, диаметр поршня: 84мм, [size="-1"]Степень сжатия : 9,7:1, 171 л.с. при 5800 об/мин, 226 Нм при 4000 об/мин , система зажигания Motronic, диаметр клапанов 40/34, количество опор распредвала: 7, повышенное тело поршня с обжимным кантом.
325i 170PS (выпускался с 12.86)
Объем двигателя: 2494 см., ход поршня: 75 мм, диаметр поршня: 84мм, Степень сжатия : 8,8:1, 170 л.с. при 5800 об/мин, 222 Нм при 4300 об/мин , система зажигания Motronic, регулируемый катализатор, диаметр клапанов 42/36, количество опор распредвала: 7, повышенное тело поршня с обжимным кантом.

2,7 литровые моторы от ALPINA
Alpina C2-2.7 2.86-10.87
Объем 2693 см., ход 81 мм, диаметр: 84 мм, 210 л.с. при 5800 об/мин, 267 Нм при 4500 об/мин, Степень сжатия 10,2:1, 231 км/ч, 0 - 100 - 7,3 сек., 11,8 л 95го бензина на 100км, система зажигания BoschMotronic II. Alpina C2-2,7 KAT 4.87-7.87
Объем 2693 см., ход 81 мм, диаметр: 84 мм, 204 л.с. при 6000 об/мин, 245 Нм при 4800 об/мин, Степень сжатия 9,8:1, 227 км/ч, 0 - 100 - 7,1 сек., 9,7 л 95го бензина на 100км, система зажигания BoschMotronic II.


Alpina B3 2,7 8.87-5.92
Объем 2693 см., ход 81 мм, диаметр: 84 мм, 204 л.с. при 6000 об/мин, 265 Нм при 4800 об/мин, Степень сжатия 9,8:1, 231 км/ч, 0 - 100 - 6,9 сек., 12,6 л 95го бензина на 100км, система зажигания Bosch Motronic M1.1 (с 9.89 M1.3), регулируемый катализатор.

Alpina RLE (Z1) 8.90-9.91
Объем 2693 см., ход 81 мм, диаметр: 84 мм, 200 л.с. при 6000 об/мин, 261 Нм при 4900 об/мин, Степень сжатия 9,8:1, 228 км/ч, 0 - 100 - 7,1 сек., 12,2 л 95го бензина на 100км, система зажигания Bosch Motronic M1.3 , регулируемый катализатор.


информация : Alpinagemeinschaft 26.12.96
M21 дизель мотор: в 324d с 86 л.с и в 324td с 115 л.с.
Hubraum: 2443ccm, Hub 81, Bohrung 80, geschmiedete Kurbelwelle
Объем: 2443 см., ход поршня 81, диаметр поршня 80, кованный коленвал.

Вариант IIc (129ти сильный 525е Блок выпуска позже 9.87 с переделанной ГБЦ)

В этом двигателе уже имеется 7ми опорный распредвал и правильная система смазки. Для его форсирования необходимо установить распредвал, впускной коллектор и другие важные части от 325i.

Часть 3.3 - Вариант III (блок 325i с 81 mm коленвалом, поршни и ГБЦ 325i
В третьем представляемом варианте в качестве базы используется 325i и все равно имеется модель с катализатор или нет. В этом варианте устанавливается коленвал от 325е (от любой модели) или от 324d/td. Таким образом это возможность переделать мотор 325i без дорогих специальных поршней и получить при этом требуемый объем камеры сгорания, таким образом отпадает необходимость поиска редкого 129ти сильного eta двигателя, достаточно коленвала и набора шатунов. Преимущества и основания для реализации этого варианта - низкая стоимость, широко распространенный 325i в качестве базы, хорошие результаты, отсутствие недостатков вариантов 0, I и II.


Отметим особенности используемых коленвалов, в принципе кованый коленвал от 324d/td стабильней чем литой коленвал от eta-двигателей, но насчет того необходимо ли устанавливать непременно d/td коленвал есть сомнения, которые возникают из за отличий массы коленвалов. Коленвал от eta двигателя весит 24 кг, d/td коленвал весит на 0,9 кг больше, а коленвал 325i весит на 0,8 кг меньше чем eta....есть ли еще Вопросы?. Конечно можно установить соответствующий маховик, например маховик 320i до 9.84 весит 6,4 кг, а маховик 325i весит уже 8,4 кг при этом надо обратить внимание на радиус на котором размещены массы (дело не только в массе маховика, но и в его моменте инерции, поэтому необходимо оценить момент инерции маховика необходимый для компенсации отличия массы коленвала)*.

Из-за увеличения хода поршней с 75мм до 81 мм, при применении шатунов от 325i, поршни стоят в наивысшем положении OT на 3 мм выше, что естественно невозможно устранить изменением формы поршней. Решением может быть специальное уплотнение ГБЦ, но его вряд ли можно найти по хорошей цене. Для того чтобы использовать оригинальные поршни возможно применение коротких шатунов (короче на 5 мм) от eta мотора, так же возможно применение сходных шатунов от 320i/323i при этом возникнет другая проблема - поршни в высшем положении OT будут примерно на 2 мм ниже, но это решается значительно проще. Эту разницу можно устранить фрезеровкой блока двигателя, замечу что фрезеровка ГБЦ на такую величину НЕ ВОЗМОЖНА, так как это негативно повлияет на форму камеры сгорания. Принципиальным недостатком является больший коэффициент трения о стенки цилиндров из за более короткого, примерно на 4%, шатуна, что однаком компенсируется отсутствием затрат на специальные поршни.
Далее надо отметить, что существуют поршни различной длины, но подходят без изменений только лишь , согласно ETK, оптимизированные по весу поршни "gewichtsoptiemiert" от некоторых новых моделей 325i с катализатором. В случае применения других прошней, для того чтобы избежать проблем с неуравновешенным (по массе) коленвалом, надо укоротить рубашку поршня Kolbenhemd, что однако не потребует специальных инструментов, можно их обработать вооружившись пилой и напильником, что не представляет особых проблем по сравнению с дорогой машинной обработкой. (в российских условиях, наверное, все же будет проще и не очень дорого обработать поршни на станке). Для удобства ручной обработки можно изготовить картонный шаблон нижней части eta поршня и одев его на поршень 325i обработать соответствующим образом. Необходимо чтобы поршни имели одинаковый вес после обработки.


При использовании моторов с катализатором которые имеют низкую степень сжатия нужно поднять степень сжатия до уровня около 9,8:1, для этого нужно профрезеровать блок мотора на 2,4 мм, если используется мотор без катализатора имеющий большую степень сжатия то достаточно фрезерования на глубину 1,5 мм. При этом переместится вниз положение зубчатого колеса распредвала Nockwellenrad на 2,4 или 1,5 мм соответственно. Из за этого благодаря фиксированной длине зубчатого ремня смещается всасывающая сторона фазы газораспределения распредвала в сторону запоздания , к сожалению невозможно просто переместить зубчатый ремень на целый зуб. Данная проблема решается установкой регулируемого зубчатого колеса распредвала (стоит дорого) или, что проще, изменением установочного штифта Passstift, результат будет одинаковым.


Метод с изменением установочного штифта Passstift после постоянных дискуссий в принципе ясен. Сначала удаляется из шестерни распредвала жестко сидящий штифт Pastift и подгатавливается для установки в распредвал, так как он короткий нужно сзади штифта в отверстие распредвала подложить еще одну прокладку для того чтобы он выдержал нагрузку шестерни распредвала. Эта переставленная часть делается так чтобы она была тоньше или равной по величине отверстию в шестерне распредвала, так чтобы шестерня села прочно при небольшом перемещении (сверлится отверстие, шлифуется auffeilen, снимется штифт, шлифуется и тд). Теперь должен быть установлен распредвал в положение опережения, после этого установочный штифт стоит не в направлении всасывания, в действительности это скорее всего не идеальное положение. Несмотря на это, например, в М40 в этом месте примененена силовая связь kraftschlussige Verbindung без установочного штифта, и кажется что надежность соединения от этого не страдает, это также лучше в направлении тяги установить, что обзначает что шестерня распредвала с помощью перемещения зубчатого ремня на целый зуб устанавливается в положение опережения и затем распредвал устанавливается в желаемое положение в направлении задержки. Решение того насколько надо переместить каждый может решить самостоятельно, так как это не выходит за рамки школьных знаний и потому не здесь описывается.


Далее заметим что в области крышки зубчатого ремня необходима маленькая подгонка, 2,4 мм значительно больше допуска деталей, так же обратим внимание на ...гильзы Passhuelsen для уплотнения ГБЦ, имеются короткие которые не должны обрабатываться и длинные которые надо обработать, далее обратим внимание на натяжение зубчатого ремня которое теперь немного расслабленной пружиной устанавливается, но эти замечания собственно для людей которые не любят слишком задумываться.


Благодаря комбинации подходящих для камеры сгорания поршней 325i с 81мм ходом коленвала и поднятой до 10:1 степенью сжатия создаются оптимальные предпосыки для мощного мотора. Резкий распредвал например с углами открытия/закрытия 272/272 или еще лучше 284/272 градусов предназначен для лучшего заполнения на высоких оборотах и делает возможным подойти близко к мощности 200 лс. Faecherkruemmer и обработка клапанов и каналов являются далее рекомендуемыми действиями для того чтобы перешагнуть магическую границу в 200 лс. Кто может себе позволить Metallkat (например Unifit) может получить еще немного больше. (что это такое совершенно не ясно)


Само собой разумеется что нужно не забывать о прошивке Motronic, здесь надо использовать соответствующую микросхему, имеются некоторые подходящие прошивки соответствующие установленному распредвалу. Очень неплоха по моему опыту прошивка от Alpina B3-2,7kat с распредвалом 284/272 гадусов и степенью сжатия 9,8:1.

Часть 3.4 - Вариант IV (325i блок с 81мм коленвалом, специальные поршни, 325i ГБЦ
Фрезеровка блока и применение коротких шатунов хороша только для продвинутых парней и не самый элегантный вид переделки М20 на 2,7 литра. Можно с помощью специально изкотовленных поршней в комбинации со стандартными шатунами от 325i достичь оптимальной степени сжатия без фрезеровки блока или ГБЦ. При этом так же без проблем ? перейти к скорректированным временам управления (блока управления). Взгляд на профессиональных тюнеров показывает, что это представляет собой технически лучшую конструкцию. В качестве специальных поршней можно например применить заказанные на заводе, Alpina производит на фирме Mahle, тот кто хочет использовать эти поршни должен себе уяснить что так же необходима обработка камеры сгорания на полушар. Взгляд на затраты показывает недостаток этого варианта - набор поршней стоит около 1000 евро. (вполне возможно что такие поршни можно приобрести в продаже



Мероприятия необходимые для переделки:
Двигатель 325i снять и полностью разобрать. Дизельный или eta-коленвал совместно со стандартными шатунами и спецпоршнями установить в блок. Подкладки под двигатель Lagerschalen относительно дешевы и должны быть в любом случае установлены новые. ГБЦ демонтируется и каналы конически к камере скгорания расширяются и все переходы подгоняются. Камера сгорания подходящая к (Alpina) поршням обрабатывается полукругом и точно выдерживается объем, под впускными клапанами выбирается немного материала. Клапана полируются и седло клапана шлифуется. Возможно так же применение клапанов фирмы Schrick, которые имеют улучшенную форму и на пару марок дешевле чем оригинальные (60 марок против 80 за штуку). Оригинальные 260ти градусный распредвал модели с катализатором в данном варианте явно неуместен, необходимо использовать распредвал с большим углом открытия и ходом. Стандартный распредвал не самый худший но для того чтобы достичь мощности более 200 лс явно не подходит. Возможные более крутые распредвалы должны иметь угол расрытия в пределах от 272 дло 284 градусов. Больший угол расрытия уменьшает наполнение при низких оборотах и имеют смысл только для спортивного применения с высокой конечной мощностью. Спорным является применение дорогого Einzeldrosselanlage от Dbilas , недостатком которого является неравномерность момента вращения при использовании более крутого распредвала при незначительной прибавке конечной мощности. Для спортивной езды это конечно альтернатива но для нормального уличного тюнинга это смысла не имеет. Faecherkruemmer в комбинации с металлическим катализатором не должно не хватать в этом дорогом варианте. Прошивку блока управления мотором надо заменить а еще лучше подогнать на специальном стенде.

В этой комбинации 200 лс и 260 Нм реально достижимы. Все проведенные измения дадут более тяговитый мотор с правильной мощностью.



Часть 4 - Заключительные замечания
Итог:
Для 325е 122лс вариант I является выгодным по цене и простейшей возможностью для eta-моторов получить прибавку при оборотах больших 4000 об/мин. Маленькая группа 129ти сильных 325е может получить больше мощности при помощи варианта II.


Для владельцев 325i которые хотяд иметь прибавку в 30-40 лс вариант III является хорошей воозможностью приблизиться к 200 лс и хорошему моменту вращения без использования дорогих специальных поршней. Наилучший вариант IV дает возможность достичь еще большей конечной мощности. Позволю себе сомнение что измененная форма камеры сгорания и меньшая боковая сила на поршни имеют большое влияние на мощность. (но на ресурс двигателя эти параметы явно имеют влияние)


Тема: тормоза
320i Fahrer ohne Scheibenbremsen hinten, die durch eine Umbau auf Leistungen auf 325i Niveau und hher gekommen sind, sollten in jedem Fall hinten die Achsschenkel des 325i verbauen.



Thema: TV
Die Eintragung des leistungsgesteigerten M20 Motor mit 2,7 Litern ist in jedem Fall mglich. Voraussetzung ist ein optisch vernnftiger Umbau, ein nicht zu lauter Auspuff und natrlich 325i Bremsen. Garantien knnen dafr jedoch keine bernommen werden. Genauere Infos zu den bentigten Unterlagen fr eine Eintragung erfragt Ihr am besten bei einem TV Prfer eures Vertrauens.

Тема создана на основе материалов с сайта www.e30.de
Перевод текста взят с сайта http://peressadko.narod.ru/
Меня самого второй раз переводить столько текста что-то не улыбнуло. :lol: