Весёлый D15

Многие, наверняка, видели этот нашумевший D15 в 158 сил. Поскольку он готовился к классу с очень жёсткими ограничениями по доработкам, то основным направлением работ было снижение внутренних потерь или повышение КПД. 

Для тех, кто далёк от "Хондовской" номенклатуры, поясню: D15 - это мотор объёмом 1.5 литра (ф 75мм, ход 84.5мм) с одним валом (SOHC), но 4 клапанами на цилиндр. Степень сжатия от 9 до 9.6 к 1. На некоторых модификациях также устанавливалась голова с механизмом изменения фаз газораспределения (VTEC).

Было 2 варианта шатунно-поршневой группы: 

1. шатун длиной 134мм и поршень с высотой 30.8мм

2. шатун длиной 137мм и поршень высотой 27.4-27.75мм

Естественно, был выбран второй вариант.

Во-первых, у него лучше отношение R/S (rod/stroke или длина шатуна/ход поршня), из-за чего снижается трение поршня о стенки цилиндра.

Во-вторых, это позволило подобрать поршни от более современной модели со значительно меньшей юбкой, опять же для снижения трения, и они легче на 10г каждый. 

Слева поршень 30.8мм, справа 27.6мм.

Кроме того, в новых поршнях используются более тонкие кольца, что так же способствует снижению трения. Кстати, кольца для этого мотора специально были куплены на размер больше, чтобы их можно было подпилить до необходимого зазора в замках, и этот зазор будет одинаков во всех цилиндрах. Таким образом, давление и утечки во всех цилиндрах тоже будут одинаковыми.

Помимо потерь на трение также имеют место и потери на деформацию коленчатого вала из-за разности сил, действующих на шатунные шейки. Известно, что F=ma. Ускорение поршней определяется геометрией "низа" и повлиять на него мы не можем, поэтому единственное, за счёт чего можно сделать нагрузку на коленвал равномерной - развесовка шатунов и поршней с максимальной точностью. В данном моторе шатуны и поршни были подогнаны по весу с разницей между цилиндрами менее 0.1г. Это значительно снижает потери от деформации коленвала, особенно на больших оборотах, когда поршни испытывают чудовищные ускорения.

Далее доработки коснулись коленвала, точнее его противовесов. Для примера, на 7000 об/мин при ходе 84.5мм на оси шатунных шеек колено имеет линейную скорость в 111.4 км/ч.  Кроме того, коленвал вращается в масляном тумане, который имеет сопротивление больше чем воздух. Очевидно, что более аэродинамичная форма противовесов понизит сопротивление вращению. Для этого им была придана форма капли, т.к. она является наиболее эффективной в плане аэродинамики.

После чего коленвал был отбалансирован в сборе с маховиком с высокой точностью.

В Д-моторах нет экрана, который бы отделял коленвал от картера, но зато крышки коренных вкладышей объединены в одну конструкцию, которая частично и выполняет роль экрана. При движении в среде объект не только преодолевает её сопротивление, но и передаёт своё движение окружающим областям, как бы "утягивая" их за собой, а они в свою очередь тормозят объект. Для того, чтобы "отрезать" периферийные области, были заострены кромки нижних крышек.

Это, в общем, все доработки блока. 

ГБЦ на этом моторе использовалась Р08, которая ставилась на моторы D16Z6 (125лс) и D15B (130лс). Голову регламент модифицировать запрещает, поэтому простой ремонтной операцией выравнивания плоскости ГБЦ добились степени 11.4 к 1. Впускной и выпускной коллектора по регламенту должны оставаться стоковыми.

Ещё обращу внимание на один вопрос, которому редко уделяют должное внимание - система вентиляции картера. В штатном виде система выглядит следующим образом: на блоке установлена камера вентиляции, которая через односторонний клапан соединена с впускным коллектором. Разрежение во впускном коллекторе вытягивает из камеры картерные газы и масляные пары.

У такой системы есть 2 недостатка:

1 - попадание газов и масляных паров во впускной тракт

2 - небольшое сечение клапана, которое не даёт создать разрежение в картере

Первое является главным недостатком, т.к. подобные примеси со временем образуют отложения в каналах коллектора и ГБЦ и, главное, повышают склонность к детонации.

А если сделать разрежение в картере, то и коленвалу будет легче вращаться, и значительно снизится вероятность течей прокладок и сальников.
Обычно, существующие решения направлены на устранение только одного из этих недостатков. Но в случае с данным мотором было сделано так, чтобы сразу "убить двух зайцев": было увеличено сечение шлангов и, самое главное, вытяжка была выведена в выхлоп. Кстати, конфигурация выхлопа была нестандартной, что тоже дало свой эффект, заметный на графике.

Таким образом имеем разрежение в картере и смесь исключительно чистого воздуха с топливом во впускных каналах. Выглядит это следующим образом (новый маслоуловитель около аккумулятора):

По формальным признакам, получился эквивалент 130-сильного мотора D15B, в котором степень сжатия увеличилась с 9.6 до 11.4 к 1. Однако тщательное внимание к нюансам, повышающим общий КПД мотора, дало очень хороший результат, который, признаться, даже превзошёл мои ожидания.