W konstruowaniu silników spalinowych, podobnie jak w konstruowaniu samolotów, mostów, domów, statków itp. obowiązują pewne zasady, których omijać nie należy. W dobrze skonstruowanych silnikach nie ma wymiarów przypadkowych. Twierdzenie, że silnik, to żywioł możliwy do opanowania jedynie na drodze długotrwałych i żmudnych eksperymentów jest prawdziwe jedynie dla tych, którzy nie potrafią go obliczać.  Przystępując do modyfikacji seryjnego silnika, jesteśmy w znacznie lepszej sytuacji niż gdybyśmy go mieli konstruować od podstaw. Najcięższą pracę teoretyczną i praktyczną, wykonali już za nas konstruktorzy silnika. My mamy jedynie zwiększyć jego moc i przystosować charakterystykę do naszych potrzeb. Znamy konstrukcję silnika i to w najdrobniejszych szczegółach, jak również osiągi, które z niej wynikają. Jeżeli wiemy co chcemy osiągnąć, to do realizacji zamierzeń wystarczy nam już tylko wiedza, jak obliczyć i wykonać potrzebne modyfikacje. I właśnie tę wiedzę chciałbym przekazać przy pomocy niniejszego samouczka.

Niestety, samouczek jest w trakcie pisania, więc jeszcze przez jakiś czas będzie niekompletny. Prezentowane już treści, a także te, które dopiero napiszę, z pewnością będę wielokrotnie uzupełniał i poprawiał. Z tego powodu proszę ich nie traktować jako ostatecznych i co jakiś czas aktualizować. 

Zasadniczo zwiększanie mocy silników może sie odbywać na dwa sposoby, amatorsko lub profesjonalnie. Amatorskie zwiększanie mocy, to działanie "na żywioł" głównie w myśl zasady: "rozwiercę dziurę - zobaczę co będzie". Efekty takiego działania są zawsze nieprzewidywalne i najczęściej miast poprawą osiągów pojazdu... kończą się ich pogorszeniem. Natomiast profesjonalne zwiększanie mocy jest zawsze poprzedzone przygotowaniem teoretycznym, a efekty z dużą dokładnością są znane z góry. Podstawą przystąpienia do profesjonalnego tuningu jest poznanie charakterystyki zewnętrznej silnika przeznaczonego do modyfikacji i krzywej oporów ruchu pojazdu, który ma być przez ów zmodyfikowany silnik napędzany. Potrzebna jest również znajomość poszczególnych przełożeń skrzyni biegów, przełożenia całkowitego, a także dopuszczalnych obrotów maksymalnych silnika.

Każdy silnik spalinowy posiada swoją tzw. charakterystykę zewnętrzną, która jest wykresem przebiegu momentu obrotowego i mocy w funkcji obrotów wału korbowego w sytuacji, gdy pracuje z całkowicie otwartą przepustnicą. Zaś każdy pojazd posiada swoją charakterystykę oporów ruchu (zwaną krzywą oporów), która jest wykresem przebiegu sumy oporów (mechanicznych i aerodynamicznych) w funkcji prędkości pojazdu. Punkt przecięcia się krzywej mocy silnika z krzywą oporów ruchu pojazdu wyznacza szybkość maksymalną pojazdu, natomiast pole powierzchni zawarte pomiędzy krzywą mocy silnika, a krzywą oporów ruchu pojazdu określa jego dynamikę. Oczywiście na punkt przecięcia krzywej mocy silnika z krzywą oporów ruchu pojazdu ma również wpływ całkowite przełożenie skrzyni biegów.

Przełożenie główne i przełożenia poszczególnych biegów nie stanowią tajemnicy, ponieważ ich wartości znajdują się w opisie technicznym samochodu. Podobnie szybkość maksymalna samochodu. Natomiast charakterystykę zewnętrzną silnika bez trudu zmierzymy na jednej z wielu działających w Polsce hamowni inercyjnych lub obciążeniowych. Co się zaś tyczy krzywej oporów ruchu pojazdu, którego silnik chcemy modyfikować, to sprawa już nie jest tak prosta i niestety musimy ją zmierzyć sami, lub przynajmniej wyliczyć posługując się w tym celu podaną przez producenta szybkością maksymalną samochodu i odpowiadającymi jej obrotami silnika na najwyższym biegu przy założeniu, że potrzebna moc rośnie w trzeciej potędze przyrostu prędkości pojazdu.

Silnik spalinowy można podzielić umownie na "silnik ssący" i "silnik wydechowy" . Oba te silniki połączone są ze sobą wspólnym układem tłokowo-korbowym.

"silnik ssący", to: filtr powietrza, rura ssąca, kolektor ssący, kanał ssący z gniazdem ssącym w głowicy, zawór ssący i krzywka ssąca wałka rozrządu ( wznios i czasy )

"silnik wydechowy", to: krzywka wydechowa wałka rozrządu ( wznios, czasy ), zawór wydechowy, gniazdo wydechowe i kanał wydechowy w głowicy, kolektor wydechowy i układ wydechowy

układ korbowo-tłokowy, to: wał korbowy, tłoki i cylindry z komorami spalania

Każdy z tych "silników" tworzy własną charakterystykę napełnienia wspólnych cylindrów, natomiast zewnętrzna charakterystyka silnika, to wypadkowa nałożenia na siebie charakterystyk "silnika ssącego" i "silnika wydechowego" przy czym o wymiarach "silnika wydechowego" decydują wymiary "silnika ssącego" i odwrotnie. W silnikach samochodów do jazdy na co dzień, tzw. dupowozach, charakterystyki te są od siebie mocno oddalone na osi obrotów, co powoduje, że charakterystyka wypadkowa jest co prawda niska, ale szeroka ( płaska ). W efekcie takiej charakterystyki silniki dupowozów są bardzo elastyczne, ale ze stosunkowo niewielką mocą z litra pojemności. W silnikach sportowych, charakterystyki te są zdecydowanie bliżej siebie. Charakterystyka wypadkowa jest znacznie węższa i znacznie bardziej szpiczasta niż w dupowozach. W efekcie, silniki sportowe legitymują się znacznie mniejszą elastycznością, ale znacznie większą mocą jednostkową. W silnikach wyczynowych, charakterystyki te dokładnie się pokrywają. Charakterystyka wypadkowa jest bardzo wąska i bardzo szpiczasta ( wysoka ). W efekcie, silniki wyczynowe są bardzo mało elastyczne, ale posiadają bardzo wysoką moc z litra pojemności.

Zewnętrzne charakterystyki silników można umownie podzielić na naturalne i sztuczne. Naturalną charakterystyką silnika jest charakterystyka tworzona wyłącznie przez jego konstrukcję mechaniczną. Natomiast sztuczną charakterystyką silnika jest charakterystyka naturalna zmieniona przez regulacje i taka charakterystyka zawsze będzie powodować spadek sprawności silnika i to tym większy im bardziej ta charakterystyka sztuczna będzie odbiegała od naturalnej. Dlatego zgodnie z prawidłami sztuki tuningowej wszelkie regulacje silnika powinny jedynie wzmacniać naturalną charakterystykę, nie powodując jej zmian w funkcji obrotów.

W poprawnie skonstruowanych silnikach, z racji większej intensywności przepływu w układach wydechowych - początek charakterystyki napełnienia kształtuje właśnie układ wydechowy. W praktyce oznacza to, że samochody z dobrze skonstruowanymi silnikami, zaczynają jechać układem wydechowym, a kończą jechać układem ssącym. Wyjątkiem są samochody z silnikami wyczynowymi, ponieważ zaczynają jechać równocześnie układem wydechowy i ssącym.

Na moc silnika ma wpływ:

• stopień sprężania

• obroty mocy

• pojemność skokowa

• napełnienie

• opory

• regulacje

cdn.

© prawa autorskie - Grzegorz Grabowski