… aneb jak zvednout výkon, snížit spotřebu a zachovat spolehlivost.

Ford Transit Mark 3 se (podle wikipedie) vyráběl v letech 1986-2003.  Hodně  těchto vozů bylo poháněno atmosférickým dieselovým motorem o objemu 2496 cc, jehož sací potrubí připomíná svazek banánů. Ne nadarmo se v Británii používá termín “banana engine”. Tyto motory měly mechanické čerpadlo Bosch, byly velmi spolehlivé, ale strašně líné.

Přeplňovaná verze tohoto motoru přišla až v polovině devadesátých let spolu s elektronickým čerpadlem a řídící jednotkou. Tato modifikace nepřinesla nějak zásadní navýšení výkonu, ale naopak snížení spolehlivosti kvůli poruchovosti čerpadel Lucas.

Už delší dobu jsem přemýšlel, jak zvednout výkon u svých banánů. Namontovat turbo byla prakticky jediná cesta, ale v žádném případě jsem nechtěl do auta nějakou pochybnou řídící jednotku, spolu s hromadou svazků, čidel, trubiček apod. Navíc nemám rád prodlevu elektronického plynového pedálu, která je u těchto aut značná. A udělat tenhle velký kompromis jen proto abych navýšil výkon o pár koní (nějaké to čipování nepřicházelo prakticky v úvahu protože to nikdo pořádně neumí, alespoň nikoho neznám), se mi fakt nechtělo. Přidělat turbo na stávající motor by sice bylo velice jedoduché, ale vzhledem k jiným kompresním poměrům jsem to nechtěl riskovat. Turbomotor má navíc předehřev / chladič oleje, jiné tvary vaček, jiné ventilové pružiny atd.

Murphyho zákon říká: co se může pokazit, to se pokazí. Nepokazí se pouze součástka, která tam není. Proto jsem se nakonec rozhodl, že použiji turbomotor s upraveným mechanickým čerpadlem BOSCH, který bude fungovat s minimem vnějších součástí, bez řídící jednotky. A svoje zkušenosti chci sdílet v tomto článku.

Budeme řešit:

1. Motor série 4GA – 4GE nebo 4EB – 4ED
2. Turbodmychadlo
3. Filtr sání, potrubí a Intercooler
   
4. Vstřikovací čerpadlo
5. Startér
6. Průměr řemenice na hydraulickém čerpadle pro posilovač
7. Alternátor
   

Nejsnažší způsob byl sehnat turbo transita, vymontovat z něj motor a ten pak postavit k obrazu svému. Tímto krokem se vyhneme zdlouhavému shánění předražených ND po vrakáčích, navíc najednou shromáždíme většinu potřebných komponent. Koupil jsem tedy levně shniláka bez TP, jednalo se o model ’97, kód motoru 4GD (63kW), který má turbo,  intercooler a spoustu senzorů,  vakuových elementů, EGR ventil a samozřejmě je řízen počítačem. Měl najeto asi 300 tisíc.

1) Motor

Začal jsem výrobou stolice, na kterou jsem motor posadil připevněný přes původní silentbloky. Pak celý motor do mycího boxu…

1. zkušenost: Nejvíc práce a času je vše rozebrat a umýt.

Humus, humus, humus… Na co člověk sáhne, to je pokryto kilometrem černého šmíru.  A co není, to se umaže při manipulaci. Všechno vyčistit je základ. Všechny šrouby musí jít  zlehka zašroubovat. Pak je radost pracovat.

Po umytí jsem s motorem zatočil a zjistil, že nemá kompresi na dvou ze čtyř válců. Takže hlavu dolů. No a jak jsem tak rozebíral, narážel jsem na další a další věci, které byly potřeba vyměnit, takže nakonec jsem

• vyměnil všechna těsnění a o-kroužky
• namontoval novou vodní pumpu
• vyměnil gufera (kolem kliky a vačkového hřídele)
• vyměnil filtry paliva a oleje
• zrepasoval ventily a zabrousil ventilová sedla v hlavě
• vyměnil rozvodovou sadu
• zkontroloval vstřikovače
• vyměnil plastové palivové hadice za gumové GoodYear
• vyměnil většinu hadic na chladící směs za nové

 2. zkušenost: Stojí to víc peněz, než člověk předpokládal.

První start nemám natočený, ale druhý ano. Je to ještě bez chladící vody

Při generálce byly zaslepeny otvory pro EGR ventil, odpojeny všechny vakua a senzory. Zůstaly akorát tyto prvky nezbytné pro chod motoru:

• čidlo teploty chladící vody (2 dráty do budíku)
• čidlo tlaku oleje (1 drát přímo do žárovky na palubce)
• Solenoid na otevření nafty v čerpadle (12V = motor jede)
• Solenoid na otevření nafty do žhavičky (12V = nafta teče)
• Žhavící svíčka v sání (12V = žhaví)

Komplet motor na koze:

Aby se k motoru bez převodovky dal připevnit startér, je třeba speciální přípravek (je vidět na fotce sestaveného motoru). Ten jsem si nechal vyříznout laserem z 10mm válcované oceli. Výkres je ke stažení na konci článku.

Co se týče těsnění – ta, která nelze koupit jsem si nechal vyřezat z klingeritu tl. 0,5mm ve firmě PP Laser. Výkres opět ke stažení na konci. Klingerit se dá koupit například ve firmě Hostr v Liberci.

Závěrem k motoru – existuje spousta verzí. Některé mají intercooler, některé ne, liší se tvarem sacího potrubí, alternátorem, chladičem, prvním dílem výfukového potrubí…. nicméně všechy by měly pasovat na držáky a na převodovku. Dost informací a obrázků se dá najít v eshopu autokelly.cz. V tomto článku popisuji motor 4GD. Ve svém transitu jsem nahrazoval motor 4HB, který byl bez řídící jednotky.

 2) Turbodmychadlo (Turbocharger)

Úkolem turbodmychadla je vhánět do motoru více vzduchu, než by si motor sám dokázal nacucnout pohybem pístu. Uvedu příklad na motoru o objemu 2,5 litru: Pokud budeme mít v sání přetlak 1 bar (oproti atmosférickému tlaku), dostaneme do motoru v jednom cyklu 5 litrů vzduchu namísto 2,5litru. Díky tomu tedy můžeme do motoru nadávkovat tolik nafty, jako u motoru o objemu 5 litrů. Tím se nám najednou motor bude chovat jako atmosférický pětilitr (ono to tak úplně nefunguje, ale pro hrubou představu to stačí).

Když se podíváme na turbodmychadlo, tak vidíme, že má ze sací části trubičku, která vede do pístu a ten nám ovládá přepouštěcí ventil ve výfukové části. To je ochrana proti nadměrnému tlaku v sání. Je dobré si do kabiny umístit tlakoměr, který napojíme na sací potrubí, abychom měli představu, kdy nám otvírá tento ventil. Otevření ventilu se pozná tak, že se ručička zarazí na nějaké maximální hodnotě a tlak se dále nezvyšuje. Také je to trochu slyšet – tubodmychadla lehce pískají a tento zvuk se při otevření ventilu změní.

Doporučuji nastavit limit na 1 bar (15 psi)! Motor by vetší plnící tlaky nejspíš zvládnul, ale převodovka asi ne. Každopádně pokud někdo zkurví motor, ať napíše komentář, protože sám bych rád věděl, kde je limit 😉 Ten se nastavuje šroubováním matek na tyčce vedoucí z pístu do ventilu. Čím více je napruženo, tím větší bude maximální tlak.

Poznámka – U motorů s intercoolerem vede vývod vzduchu z turba směrem dolů, bez intercooleru nahoru. Na obr. 4 je turbo pro model bez intercooleru, které jsem koupil na ebay, protože původní koupené se shnilákem bylo v háji. Úhel natočení výstupu se dá měnit, ale vzniká problém s pístem. Píst pro model s intercoolerem má kratší tyčku a je připevněn na druhé straně sací části stejnými šrouby, které drží sací část ke kartridži. Proto jsem musel použít zrepasovaný původní píst.

Budete také potřebovat vyměnit první díl výfuku, takový ten s pružnou částí. Banánový motor má zdvojenou trubku, turbomotor má jednu jiného tvaru.

3) Filtr sání, potrubí a Intercooler

Vzduch se při stlačování zahřívá a zahřátý vzduch se rozpíná. Intercooler ochlazuje vzduch, který se ohřál v turbu proto, aby měl při stejném tlaku menší objem a do motoru se ho dostalo větší množství. Jinými slovy – při stejném tlaku do motoru dostaneme více vzduchu. Jinými slovy – zvýšíme výkon, nebo  životnost turba. Ale bez intercooleru to bude jezdit taky.

EGR Ventil snižuje emise tím, že posílá spaliny z výfuku do sání a ty se spálí znovu. V praxi to ale dělá paseku v motoru, jelikož spaliny se usazují v sání a snižují průtok. V extrémním případě může dojít až k ucpání cesty (nehledě na vysokou poruchovost samotného ventilu). Doporučuji EGR ventil úplně odstranit a otvory ve sběrači a v sání zaslepit. Zvýší se spolehlivost a přitom transit bez problémů projde emisní kontrolu. Řezací výkres na záslepky i na těsnění je na konci článku. Ty jsou vyrobeny opět z 10mm válcované oceli.

Škrtící klapka v sání je podle mého názoru jen kvůli spolupráci s EGR ventilem. Vznětové motory narozdíl od zážehových nepotřebují škrtit vzduch v sání. Proto jsem klapku odpojil. Zůstala namontovaná jen proto, abych po ní nemusel zaslepovat otvory, ale je permanentně naplno otevřená.

*Dodatek – klapku jsem po dvou měsících provozu vymontoval a otvory po hřídelce zaslepil. Hřídelka měla špatné těsnění a  okolo se tlačil ven olej, který trochu uchází z turba a ten stékal po motoru na zem. Další zbytečná věc úplně odstraněna.

Tlakoměr v kabině doporučuji v rozsahu 0 – 1,5 Bar. Můj budík je už od -1 bar, ale vzhledem k absenci škrtící klapky tlak nikdy neklesá pod 0 (obr. 6). Budíky prodávané v tuningových obchodech jsou brutálně předražené a proto doporučuji koupit v obchodě typu hasící přístroje, svářečky, hydraulické hadice apod, kde se dá koupit již od 150-200Kč. Můj budík je plněný glycerinem proto, aby se ručička neklepala vlivem tlakových pulsů v sání, ale myslím, že i bez glycerinu by se příliš neklepala. Mimochodem mám transita z Anglie s volantem napravo, proto ten budík na pravém sloupku.

Bedna na filtr sání se liší od atmosféry tvarem a velikostí vlastního filtru. Při koupi auta se přesvečte, že v sání není olej – to s největší pravděpodobností znamená, že je turbodmychadlo v háji.

V případě intercooleru je třeba jiný chladič (menší, viz foto sestaveného motoru).

4) Vstřikovací čerpadlo BOSCH

Čerpadlo jsem pořídil na vrakáči. Je nutné k němu mít i vstřikovací trubičky a takovou tu vzpěru, protože pro Lucas je to jinak.

U vznětových motorů přeplňovaných turbodmychadlem je potřeba, aby po roztočení turba a následném navýšení tlaku vzduchu v sání se zvýšila dávka nafty vstřikované do válců. Tím se navýší výkon. Před nástupem řídících jednotek se to dělalo tak, že tlak vzduchu v sání působil na membránu ve vstřikovacím čerpadle, která svým pohybem ovládala nějaký omezovač maximální dávky. To se nás netýká, protože v našem případě použijeme čerpadlo, které nemá vstup pro přetlak ze sání. Všechno jsem si nechal vysvětlit od pana Jíny – učitele z jabloneckého LIAZU, který svého času připravoval LIAZky na legendární rallye Paříž – Dakar:

Jak je z videa patrné, nejjednodušší způsob je prostě zvýšit absolutní dávku nafty a zároveň snížit volnoběžné otáčky. Řidič si musí dávat pozor, aby nepřidával hodně plynu, když motor nemá otáčky, protože auto pak nadměrně kouří.

Šroub pro dávku paliva je z továrny docela nepříjemně zaplombován. Plomba je potřeba odstranit. Také musíte odstranit plombu ze šroubu pro volnoběžnou dávku, který  na obr.7 není vidět (je z druhé strany čerpadla). Navýšením dávky nám narostou volnoběžné otáčky a ty pak musíme snížit na nějakých 800-850 RPM.

Až budete experimetovat, zkuste tento šroub zašroubovat o 3 otáčky (oproti továrnímu nastavení atmosférického motoru). Pak sledujte, co se děje s tlakem v sání. Pravidlo je jednoduché – moc nafty / málo vzduchu = černý kouř => přidat tlak v turbu nebo stáhnut dávku nafty.  Pokud auto naopak vůbec nekouří, můžeme si dovolit přidat naftu = roste výkon.

Přidáním dávky paliva a snížením volnoběžných otáček se nám ovládací páka čerpadla značně pootočí proti směru hodinových ručiček, přičemž plná dávka zůstává na stejném místě. Tím se prodlouží dráha lanka. V mém případě se jednalo o tak velkou změnu dráhy, že byla mimo rozsah plynového pedálu. Proto bylo nutné vedle původní kuličky připevnit ještě jednu, která je blíže k ose otáčení páky (asi o 12mm). Tím se zkrátila dráha lanka na přibližně stejnou, jako před navýšením dávky. Páka je na obrázku 8; samotná kulička není dobře vidět, protože na ní je nasazené lanko.

Nastavení maximálních otáček v mém případě změna dávky nafty neovlivnila, takže jsem dorazovým šroubem (je také vidět na obr. 8) štelovat nemusel. Nicméně doporučuji překontrolovat – maximální otáčky by neměly překročit 4500 RPM.

Pokud máte stroboskop, můžete si zkontrolovat předvstřik. Ten má být při volnoběhu asi kolem 3 stupňů a nastavuje se otáčením řemenice čerpadla (obr. 9).

5) Startér

Atmosférické motory mají větší kompresní poměr, takže potřebují větší sílu na překlenutí horní úvrati. Proto mají silnější startér. Turbomotor tak silný startér nepotřebuje a má startér slabší. Nic nám ale nebrání použít silný startér s turbomotorem. Já to doporučuji, protože v zimě se to aspoň pořádně točí.

6) Průměr řemenice na hydraulickém čerpadle pro posilovač

Tento bod se týká asi jen verzí s intercoolerem, kde vede hadice z turba do intercooleru těsně vedle řemenice na hydraulické čerpadlo. Velká řemenice na čerpadle totiž vadí hadici se vzduchem. Čerpadlo jsem totiž neměnil, abych nemusel vypouštět olej ze systému. Řemenice se naštěstí nechají přehodit, takže to je v klidu.

7) Alternátor

Tohle už je jen taková třešnička na dortu. Můj původní motor měl alternátor Hitachi, tuším 65A. Ten je úplně na hovno a doporučuji vyměnit za novější 95A, který se montoval do motorů s počítačem (asi od roku 1995). Původní alternátor měl  špatnou regulaci dobíjení a baterie byla neustále vybitá. S novým alternátorem vše funguje jak má.

 A výsledek?

Naprostá spokojenost. Transit jede jako drak. Celou dobu jsem psal o navýšení výkonu, ale přesněji se jedná o navýšení točivého momentu. Ten se projevuje ďábelsky. Motorovou brzdu, kam se vejde dodávka a kde vás nechaji natočit video, v Čechách nenajdete, takže měření nemám. Nicméně zde na severu máme na dálnici u Turnova jeden kopec, říká se mu Paceřák, na kterém bych to snad mohl trochu popsat. S prázdným banánovým transitem (asi 2.2 t) jsem tento kopec jezdil ve směru na Liberec za 4, s naloženým za 3, kolem 60km/h. Nyní je to úplně jedno, naložený ve dvou lidech (asi 3,3 t) vystřelí za 5, kolem 110km/h.

Klady:

• Spotřeba se snížila z 12,5 na nějakých 10,5 l / 100km
• klesly vibrace (hučení) v kabině
• Pekelný nárůst krouťáku a výkonu

Zápory

• Mám pocit, že trochu hůř startuje v zimě, ale to se teprve uvidí.

Chtěl bych poděkovat Martinu Placheckému, který mi poskytl zázemí svého autoservisu na Ruprechtické ulici v Liberci a trpělivě odpovídal na moje neustálé dotazy. Díky!

Na závěr pár odkazů a downloadů

• Výborný výpis autodat (v angličtině): workshop-manuals.com
• Ford Transit forum: fordtransit.org
• Turbodmychadla  na Ebay.com
• PP Laser – řezání těsnění: www.pplaser.cz
• Výrobky z gumy – silentbloky, hadice, klingerit: www.hostr.cz