Страница посвещенная модификации 4A-GE

В этой статье я расказываю о различных доработках которые понадобятся, для того чтобы поднять мощьность двигателя 4A-GE (от Тойота объемом 1600 кубиков) с низких 115 л.с. до 240 л.с., постепенно с приростом в 10л.с. на каждом этапе, а может быть и с большим приростом!

Начнем с того, что существует четыре типа двигателей 4A-GE:

-"Большой канал "(с большим проходным отверстием клапана) с T-VIS

-"Маленький канал" без T-VIS

-20-ти клапанная версия

-версия с механическим нагнетателем (суперчаржером)

Сказать, что писать страницу как эта, сложно, это ничего не сказать!

Численость отклонений в мощности у всех 4A-GE в мире, это численность различных способов установки одной и той же детали людьми, на их машинах и т.д. Сделать точный расчет, сколько л.с. вы можете получить если сделайте то, или иное, это наиболее сложная задача . Но ни как не меньше, Я даю эту информацию, основываясь на собственном опыте, на работе с многочисленными электронными письмами, телефонными разговорами, а так же на общение со многими водителями и инженерами со всего мира. Я также использую данные полученные с моей аппаратуры, так же были подтверждены мои предположения об изменениях мощьности вверх и вниз, во время замены распредвалов и т.д.

4A-GE

115 л.с. - 134 л.с.

Это разница лошадинных сил у стандартных 4A-GE в мире . Thе Air Flow Meter (считалка поступаемого воздуха, в дальнейшем AFM) на версии TVIS выдает 115 л.с., обычные для США и других стран. Датчик давления воздуха во впускном колекторе (The manifold Air Pressure Sensor = MAP) с версией TVIS, который еще более распространен, выдет 127 л.с. Такие чаще всего встречаются в Японии, Австралии и Новой Зеландии. Оба типа этих комплектаций ставят на АЕ-82, АЕ-86 и других Короллах, и имеют большой размер впускных окон. 4A-GE Короллы АЕ-92не имеет TVIS, А следовательно маленькие впускные окна, и выдает 134 л.с. с МАР датчиком. Вот некоторая информация:

-Компъютеры "маленьких проходных окон" и "больших проходных окон" редко взаимозаменяемы, но редко могут повысить или понизить выходную мощьность двигателя.

-компьютеры AFM типа и MAP типа не взаимозаменяемы, если только не заменить всю необходимую проводку.

-Все двигатели оснащенные датчиком МАР иметют примерно одинаковую мощьность и крутящий момент, поэтому это не воспрепятствует замене двигателя (скажем на версию с маленькими проходными окнами) и попробовать достигнуть большей мощьности.Но есть более эфективные пути вложения ваших денег.

150 л.с - 160 л.с.

Cинхронизация стандартного распред.вала продолжается 240 градусов, с места на место, и это типично для современного пути двух вального двигателя. Пара распредвалов на 256 градусов и вышеупомянутые доделки дадут вам от 140 л.с.

-150 л.с., этот параграф даст вам приблизительно 150 л.с., если все правильно, но если вам нужно больше, то конечно понадобятся распредвалы с отметкой 264 градуса. Это максимальный размер распред.валов, которые вы можете использовать с заводским компьютером, так как для правильной работы прийдется нералезировать значения вакума во вп. колекторе. Версия с датчиком AFM может немножко богаче, но у меня нет информации по этому поводу.

Вы не сможете получить 160 л.с. со стандартным компьютером, и вам так же прийдется потратить несколько долларов на дополнительные системы.Я бы посоветовал взять програмируемую систему, чем чипы или еще какие-либо добавки к стандартному компьютеру, потому что если вы захотите дополнительных лошадок позже, то вы не будете ограничены в ваших возможнастях, в отличии от чипов и добавок, которые уже запрогромированы.

Когда у вас есть дополнительный (или другой ) компьютер, то вы можете использоваль любые распределительные валы, с небольшой погрешностью так, чтобы обеспечить мощность более чем 160 л.с., Вам следует использовать валы с 272 градусами.

Заметка: при использовании валов с меркой более чем в 260 градусов, Вам будет полезно удалить TVIS, если таковой имеется. Когда T-VIS используются с меньшими шестернями чем эти, это обеспечит отсечку тяги (4400 об/мин) на более низких оборотах, этот эффект исчезает с использованием больших шестерней!

150 л.с. -160 л.с.

Это такая отметка, в которой будет необходима некотарая работа с головкой блока цилиндров. К счастью, не так уж много надо закончить и, если у Вас головка снята, то можно дельно потратить немного больше времени и сделать дороботки, которые позволят вытянуть из вашего двигателя до 180-190 л.с.

Существуюет 4 области у головок 4A-GE, которым необходимо уделить внимание

- область над седлами клапанов, камера сгорания, и сами проходные окна клапанов и сами клапана и седла.

- Область над седлами чуть слишком параллельна и нуждается в маленьком заужении, чтобы немного создать эффект Вентури.

- Камера сгорания имеет многочисленные острые края, которые необходимо сгладить, чтобы исключить раннее воспламенения топлива и.т.д.

- Впускные и выпускные окна (отверстия) вполне нормальные в стандарте, но они не много большие в головке с большими проходными окнами и немного маленькие в головке с маленькими проходными окнами. В головке с маленькими проходными окнами легко сделать их немного побольше, но сделать большие проходные окна меньше намного сложнее, так что лучше не пробуйте, только очистити все ненужные маленькие неровности и взамен сделайте новую наплавку до края головки.

- Клапана и седла дают прекрасные результаты после хорошей третей или даже пятой резке углов. Некоторые мастерские оставляют окна близкими к зеркалу и промежутки между окнами становятся острые почти как бритва. Это неправильно!!!

160 л.с. - 170 л.с.

Теперь начнем снимать серьезную мощьность!!! Вы можете забыть о здаче каких-либо норм на выброс газов, которые могут быть в вашей стране.

Вам понадобятся распределительные валы, как минимум на 288 градуса, и Вам можно уже начать задумываться над изменении нижней мертвой точки (НМТ в дальнейшем).

Также начинанается приближениее к пределу впускного колектора, и это уже отметка, от которой вещи становятся дорогими.

Вся работа с головкой, описываемая в передъидущем параграфе, будет входить в сумму мощьности для этого парграфа, так, чтобы усовершенствовать 150 л.с -160 л.с. Вам надо будет повысить компресию в двигателе (цилиндрах двигателя). Существует два варианта: шлифовка головки блока или покупка новых поршней. Стандартные поршня вполне нормальные для 160-ти л.с., без сомнений, но после этого я рекоммендую использовать хорошие нестандартные комплекты, такие как Wisco. Вам нужна будет компрессия 10.5:1, а с использованием бензина с октановым числом 96 возможно поднятие компрессии до 11:1 особо не беспокоясь о детонации!

Использовать стандартные пальцы (поршневой палец) можно до 170 л.с., но после вам следует поменять их на лучшее, что вы сможете достать, например ARP или маленький блок Chevy. (Я иммею ввиду, если вы собираетесь поменять их, это будет тоже полезная работа)

Вы также должны быть готовы раскручивать двигатель до 8000 об/мин. А может и 8500 об/мин.

Впускной колектор небольшая проблема, но если вы достаточно хитры, то можно сделать двойной (разделенный колектор) по дроселю на каждый в стиле Вебера, что будет гораздо дешевле (к примеру вся работа с материалами обойдется 150 австралийских долларов, но если проделать ту же работу с покупкой фирменых запчастей это легко выльется в 1200 ав . долларов!) А я сделал вот что : кувил литую пластину толщиной примерно 8 мм и толстостенную трубу диаметром 52 мм. Затем я вырезал фланец для базы Вебера и под цилиндры на головке . Потом я отрезал четыри трубы равной длины и частично смял их так, чтобы онибыли похожи на впускные окна . И еще потратил дня два на шлифовку и подточку, чтобы все детали подходили, а уже потом сварил это все. Потратил два часа на сглаживания швов от сварки.

Затем я запустил специальный станок чтобы проверить пропускную способность прямого угла между головкой и дроселями. За дроселя вы отдадите 400 + ав. долларов каждый. Я просто купил пару Б/у "мертвого" Dellorto 45 мм. Я заменил только внутрености, а именно только дросельные заслонки, поэтому получилось дешего!

Может проще и легче использовать что-нибудь типа пары 45-ти мм. Веберов. Я очень рекомендую использовать электронный впрыск топлива (инжектор), чем карбюратор, потому что инжектор можно более аккуратно и точно настроить.

Быстрая заметка: на моем 4A-GE (АЕ86 Спринтер) стоят распределительные валы на 288 градусов, не стандартный компьютер, комресия 10.5:1 и немного дороботаная головка. Он выдает 165 л.с., с заводской НМТ. Он раскручивается до 8500 об/мин без проблем (пока что).

170 л.с. - 180л.с.

Все еще нет огромной разницы между большими и малыми проходными окнами . Не так много работы нужно сделать, чтобы получить дополнительные 10 л.с. с имеющегося двигателя, только поставить распред валы побольше. Я порекомендую от 288 град. до 304 град.

180 л.с - 190 л.с.

Однозначно распред валы на 304 град. и вам нужно начать обращать внимание на тюнинг впускного колектора (равнодлинный колектор ), если вы еще не сделали это. Также подходит к пределу возможности головки с малыми проходными окнами.

190 л.с. - 200 л.с.

Уперлись в предельно допустимый размер распределительных валов - 304 град. И вам понадобится компресия 11:1, 200 л.с. примерный придел для головки с малыми проходными окнами, независимо размер окон, так для больших окон все только начинается! Еще одна область, которая практически достигла предела - это клапана. После 200 л.с. вам понадобится набор больших клапанов. Подробней об этом в следуещем параграфе.

Стандартный выпускной колектор так же достиг предела, так, что 200 л.с. это максимум, что вы можете достигнуть сохронив наибольшее колличество заводских частей. Чтобы получить 200 л.с. нужно будет раскручивать двигатель до 9000 об/мин, если вы сделали все как следует, то двигатель будет способен ездить по дорогам.

200 л.с. - 220 л.с.

После 200 л.с. 4A-GE становится все более серьезным двигателем, и поэтому требует обращать все больше внимания на детали. С этой отметки мы начинаем тратить все больше денег за меньшие результаты. Но, если вы все-таки хотите дополнительных лошадок вам прийдется тратить доллары:

Причина, по которой я скакнул с 200л.с. до 220 л.с., это то, что я знаю не так много людей, которые сделали что-нибудь подобное из 4A-GE, поэтому у меня не так много информации о них. Я нахожу, что после отметки в 180 л.с., это настоящие рэйсеры, которые делают все возможное, чтобы достичь больше чем 200 л.с., хотя это и небольшой скачек. Причина, по которой я пропустил значения 170-180 л.с. -190 л.с. - 200 л.с., это одна и таже работа завершенная с головкой, дальше мы меняем валы, которые и делают отличия между этими отметками. Вы делаете немного здесь, там с компрессией и т.д. И вправду не так уж много работы нужно сделать чтобы скакнуть со 170 л.с. до 200 л.с.

Итак нам нужны валы с разметкой в 310 град. и поднятием 0.360/9.1 мм. Вы так же должны начать думать, где можно достать подкладки под стаканы, у которых есть регулировочные шайбы не менее 13 мм, это будет предпочтительней, чем 25-ти мм шайбы, которые сидят на самом стакане. Т.к. распредвалы больше чем в 300 градусов и подъемом клапана 8 мм (примерно), края шайб, которые устанавливаются над стаканом редко будут соприкасаться с выступом распредвала, при этом кулачек отбросит в сторону, что моментально приведет к разрушению стакана, и что более правдиво - кусок самой головки за считаные миллисекунды!!! Наборы подстаканных шайб (прокладок) можно купить, как от ТРД, так и в других спортивных магазинах, но это будет стоить огромных денег!

Клапана с большим седлом, так же дороги, но опять я знаю путь как снизить цену. Я узнал, что клапана от 7M-GTE (Тойота Супра) похожи на набор больших клапанов для 4A-GE от ТРД. Они на 2 мм больше, чем клапана от 4A-GE, и не должны подходить, если двигатель выдает меньше 200 л.с., потому что вы ПОТЕРЯЕТЕ необходимую мощьность! Другая проблема с этими клапанами, то что они на 2 мм короче чем 4A-GE, так что понадобятся более толстые шайбы. С шайбами, которые распологаются над стаканами это будет выглядеть уродливо, но мне кажется это возможно с подстаканными шайбами.

Существует два типа коленвалов для 4A-GE, маленький, у которого кривошип по паспорту 40 мм, и большой с большим кривошипом в 42 мм. Но большой коленвал весит на 700 грамм больше, чем маленький (~11 кг. против ~11.7 кг). И где-то до 200 л.с. - 220 л.с. прочнее, но на практике все-таки есть небольшие отличия между двумя кривошипами. Эти изменения для большей мощности, чем эта.

Стандартный выхлопной колектор, как уже было сказано приемлем до 200 л.с., сейчас нам нужно будет поменять его на улучшенный. Я имею в виду, что они должны подходить по нескольким критериям, которые ставят их на ступень выше среднего. Должно быть 4 трубы одинаковой длины, в пределах меньших, чем 1/4 дюйма / 6 мм.

- Четыри трубы НЕ должны быть мятыми (результат згибания энных)

- Четыре трубы должны подходить,согласно очередности зажигания, т.е. 1-3-4-2. Многие просто подводят трубы к колектору в любом (который им прейдет на ум) порядке, но это меньше лошадок, нежели при установки хорошего выхлопа.

- Колектор должен быть диаметром примерно 60 мм. Многие нестандартные колектора оснащаются трубами диаметром 50 мм, и это не достаточно для хорошего результата.

220л.с. - 240л.с.

Можно сохранить много времени и денег, купив б/у двигатель Formula Atlantic! А если серьезно, то это зона для больших мальчиков, и опять ставки повышаются.

Предпочтительней ипользовать маленький коленвал до 220 л.с., нежели большой, т.к. большие вкладыши создают большее трение, в тоже время большой диаметр (42 мм. против 40 мм.) имеет лучшую радиальную скорость на одинаковых оборотах. Иногда приходится раскручивать движок аж за 10 000 об/мин, так что это тонкий баланс между прочностью, трением и инерцией.

Конечно, что бы получить наибольшую конечную мощность Вам необходимо использовать кованый коленвал, и следавательно это редкость и соответствующая цена.

Я был бы счастлив использовать стандартные шатуны (с вышеупомянутыми болтами от ARP) до 220 л.с., но после этого лучше бы установить вроде Carillo's, Cunningham, или шатуны от Crower. Они должны быть сделаны так, чтобы их вес был на 10% меньше стандартных для снижения возвратно поступательной массы.

Поршни от Wisco тоже прошли свой предел, и так лучше взять высоко-качественные (и конечно дорогостоящие) поршни например: Mahle

Используя стандартный масляный насос мы рискуем переливания смазки в пяти областях, и решение этой проблемы может быть, или покупка дорогого агрегата от ТРД, или же просто подогнать насос 1G. Они стоят достаточно дешего на разборках, и впринципе идентичны насосу от ТРД. FWIW, стандартные насосы имеют тенденцию (склонность) раскалывать ведущую шестерню поперек самой широкой части корпуса, при больших оборотах, и тем самым крошить насос на ходу!

Нам необходимы шестерни в 320 град., с подъемом кулочка 0,400" /10,1 мм. Они помогут нам преобрести немного больше тяги ниже 6000 об/мин.

Сухой поддон так же очень хорошая идея, если он сделан правильно, то двигатель сможет выдавать немного больше л.с., чем это могло быть с мокрым поддоном.

240 л.с. - 300л.с.

Если бы у меня был мешок денег и много свободного времени, то я смог бы получить 260 л.с от 4A-GE. Лучше больше. Я бы сделал ход поршня короче, и расточил гильзы чтобы поставить поршня как можно больше, постараясь сохронить объем около 1600 кубиков.

Далее я бы установил титановые шатуны, усовершенствовал или купил пневматические пружины клапанов, так чтобы раскручивать двигло до 15 000 об/мин, или больше, если возможно. Или, просто взял бы штатный 4A-GE, снизил компресию до 7.5:1 и поставил турбину. Получив даже больше лошадок за меньшую стоймость.

Ладно, теперь серьезно, лучший способ получить сопящий турбо двигатель (4A-GTE) будет, просто купиь 4A-GZE, продать суперчаджер и колектора, потом на полученые деньги купить подшипниковую турбину и RWD колектора от AE-86. Купить гнутые трубы в каком-нибудь магазине выхлопных систем, сделать выхлопной колектор для турбины, и даже можно попробовать оставить стандартный компьютер от 4A-GZE или, сохранив много времени и избежав проблем, купить програмируемый усовершенствованый компьютер.

Используя мою компьтерную дино программу, я высчитал, что с достаточно малым давлением 16 psi даст вам около 300 л.с. Вам так же понадобится интеркулер, они вполне рапространены в наши дни. Я так же поставил распредвалы побольше стандартных - 260 градусов.

300 л.с. - 400 л.с. (может больше ???)

Чтобы получить больше чем 300 л.с., потребует немного больше работы, что-то похожее на дороботки 4A-GE для 220 л.с. (смотри выше) . Тот же самый кованый коленвал, не серийные шатуны, поршня пониженой компрессии (где-то 7:1), большие клапана и шайбы под стаканы клапанов. Плюс еще турбина и колектора. (Я сомневаюсь, что заводские колектора будут достаточно хороши, так что вышеперечисленный прийдется делать своими руками. Это нестолько трудно, сколько займет некоторое время)

И опять на дино тест. Итак с давлением в 20 psi двигатель выдает 400 л.с..

Если вы сможете сделать двигатель способный выдержать давление турбины 30 psi вы сможете перепрыгнуть через отметку в 500 л.с.!!! Сделать больше этого возможно, как я считаю, потому что турбированные двигатели Формулы 1 конца 80-х годов с объемом 1500 кубиков выдавали больше 1000 л.с. Я не думаю, что это возможно при вышеперечисленных переделках на базе 4A-GE, но...

4A-GE 20-ти клапанные двигателя

Я никогда не работал с 20-ти клапанниками, но по большому счету двигатель есть двигатель . Единственное отличие это, то что этот двигатель имеет три впускных клапана, поэтому некоторые обычные правила не работают. Тойота афиширует их как 162 л.с. (165 л.с.) для первой версии и 167 л.с. для второй (последней) версии. FWIW, у первой версит серебрянная клапанная крышка и AFM датчик, а на второй черная и датчик MAP.

В Тойоте возможно лгут, когда говорят, что 20-ти клапанник выдает столько лошадей - судя по замерам, о которых мне приходилось когда-либо слышать они выдают 145 л.с.- 150 л.с. Так что я думаю, что лучший способ поднять мощность стандартного 4A-GE (16 клапанная версия) со 115 л.с.-134 л.с. до 150 л.с. - это просто воткнуть двигатель с 20 клапанной версией. Исключением будут лишь задне-приводные автомобили как AE-86, только нужно будет сделать отверстие в огнеупорной перегородке (между моторным отсеком и салоном) для трамблера (прерывателя-распределителя).

Насколько я вижу не так уж много нужно сделать, кроме шлифовки впускных окон и много-угольной работы с посадочными местами клапанов (седлами). Дальше только менять распредвалы на большие и шестерни, чтобы получить большую отдачу, и опять же все это до 200 л.с., дальше прейдется менять внутрености на более прочные и легкие узлы. Получается таже самая комбинация по увеличению мощности, но главно при увеличении оборотов двигателя нужно запихать достаточно воздуха, чтобы получить хорошую отдачу. FWIW нижняя поверхность 20-ти клапанника очень похожа на 16-ти клапанник (с маленькими впускными окнами), но поршня разные, поэтому не могут быть собраны во едино.(Когда люди спрашивают меня могут ли они просто поставить головку от 20-ти клапанной версии, я отвечаю не определенно - может быть, Да, т.к. болты и каналы подходят и Нет, потому что проточки на поршнях разные.)

Максимум, что я встречал из 4A-GE 20-ти кл. это 215 л.с., или близко к хорошему 16-ти кл. без 30 л.с.

4A-GZE

145 л.с. -165 л.с.

Самый ранний 4A-GZE оснащен 145 л.с., и существует 3 варианта (на мой взгляд) получить побольше лошадок - просто установить более позднюю версию, у которой уже 165 л.с., или поставить большую шестерню коленвала (это позволит вращать нагнетатель быстрей, на меньших оборотах, и следовательно получать большее количество воздуха) что-нибудь от HKS или Cusco. И третий вариант - тоже самое, что бы вы делали с обычным двигателем, а именно большие распредвалы, впускные окна и т.д. При комплектации с нагнетателем мы ограничены в оборотах двигателя, например нагнетатель не любит, когда его крутят больше 10 000 об/мин. Причиной тому явяются лопатки ротора (крыльчатки), которые при высоких оборотах начинают плавить сальники.

Так, что мы ограничены оборотами около 8 000 об/мин (нагнетатель проварачивается 1.25 раза за один поворот коленчатого вала, и с шестернями от HKS даже больше). Это означает, что все наши усилия будут направлены на то, чтобы заставить нагнетатель пихать как можно больше воздуха на стандартных оборотах.

Следовательнно, чтобы получить прирост мощности в количестве 20 л.с. нужно будет провести работы с впускным колектором и головкой, может быть распредвалы побольше (256 град), что легко даст вам 20 л.с., которые вам необходимы. Больший интеркулер, улучшение пропускной способности воздуха (в стандарте она намного хуже) впуск и выпуск, так же очень помогут.

165 л.с - 185 л.с.

Опять же, наиболее легкий путь перейти со 165 л.с. до 185 л.с. - это просто поставит распредвалы побольше, и может быть небольшие работы по шлифовки (зачистки ) сужений во впускном и выпускном колекторах . По окончанию этой шкалы мощности, я считаю, что впускной колектор слишом заужен, т.к. нагнетатель дует в одно дуло, которое затем разделяет его на четыре канала, по каналу на каждый цилиндр . Проблема в том, что три из этих каналов входят в головку под углом далеком от прямой, и поэтому острый угол будет создавать нежелательную турбулентность (FWIW, канал для первого цилиндра подходит под смешным углом!). Если Вы потратите немного времени и приложите достаточно усилий, чтобы сделать качественный калектор (или возможно просто поставить колектор типа как от заднеприводной AE-86), который легко даст вам дополнительный 20 л.с.

Большие распредвалы на 264 град. сделают свой большой вклад, но как и с 4A-GE после такого кол-ва лошадей стандартный компьютер будет иметь проблемы с замерами вакума во впускном колекторе. Конечно, Вы можете поставить тюнинговый компьютер, который больше использует положение дроссельной заслонки, нежели чем датчик МАР, но взяв вышеуказанный вы выиграете всего лишь день. Я максимально настаиваю на использование вспомогательных (регулируемые) компьютеров, которые как минимум содержат следующие опции - использование смешанных сигналов дросельной заслонки и датчика МАР, возможность корекции при возросшей мощности, так же изменения сигнала от датчика кислорода.

185 л.с. +

Лучший 4A-GZE, о котором мне приходилось когда-либо слышать насчитывал что-то около 200 л.с., я считаю, что без вопрсов на нем были сделаны вышеперечисленные модификации. Я думаю, что лучшим способом получить больше мощи на выходе - это установить нагнтатель от 1G-GZE, который при тех же оборотах накачивает на 17 процентов больше воздуха нежели стандартный, это также означает, что он должен вращаться медленнее чтобы получить одинаковое количество (как на стандартном) воздуха при одних оборотах . Это значит, что двигатель будет страдать потерей мощности (провалом), нежели это было бы с меньшим нагнетателем . Провал о котором я говорю, это мощность, которой не хватает, когда стрелка тахометра заходит за красную линию. Затем мощность резко возрастает, в соответствии с оборотами двигателя, и чем больше вы сделаете, чтобы уменьшить этот провал, тем лучше результат вы получити.

Трюк в том, чтобы установить для себя обороты, при которых Вы хотите максимальную отдачу от двигателя, ну скажем 7 000 об/мин, и попытаться заставить двигатель вырабатывать максимальное кол-во воздуха вокруг этих оборотах. И опять, все вышеупамянутые трюки и есть путь к совершенству.

Самые крутые обои на рабочий стол