Тюнинг двигателя: основные способы модернизации ДВС
В статье освещены основные способы модернизации двигателя, отмечены важные моменты, которые необходимо соблюдать при проведении работ, даны общие рекомендации по тюнингу.
Тюнингом называется доработка двигателя в целях увеличения его мощности и эффективности. Модернизация происходит за счет замены заводских деталей, установки новых механизмов и улучшения уже имеющихся систем.
Двигатели современных автомобилей с электронным блоком управления подвергаются также чип-тюнингу – корректированию программы бортового компьютера. Такой метод позволяет повысить мощность ДВС без наддува на 10 %, с наддувом – на 30-40 %.
Достичь наилучших результатов форсирования двигателя можно только в специализированных сервисных центрах, оборудованных профессиональным инструментом и качественными запчастями.
Каждый автомобиль имеет свои конструктивные нюансы, поэтому индивидуальный подход к ТС – залог его оптимальной доработки. По большому счету, в улучшении параметров нуждаются только двигатели гоночных автомобилей, в остальных случаях тюнинг не всегда целесообразен, так как требует больших затрат при спорных результатах.
В статье освещены основные способы модернизации двигателя, отмечены важные моменты, которые необходимо соблюдать при проведении работ, даны общие рекомендации по тюнингу.
Основные способы модернизации ДВС
Существует два основных способа повышения мощности двигателя: снижение массы движущихся частей и установка новых элементов.
Так, к примеру, стандартные детали ДВС заменяют на облегченные (поршни, шкивы, маховик и пр.), вместо механических систем устанавливают электрические. Некоторые автовладельцы (особенно это касается владельцев гоночных автомобилей) в целях снижения веса снимают с ТС все навесное оборудование.
Рассмотрим наиболее распространенные методы совершенствования двигателя подробнее.
Смена головки блока цилиндров
Сегодня существует множество вариантов головок блока цилиндра, предназначенных специально для тюнинга двигателя. Их соединительные разъемы и патрубки имеют такую же конструкцию, как и стандартные ГБЦ, поэтому при их установке сложностей не возникает.
Помимо специальных головок, выпускаются модифицированные модели для конкретных автомобилей. Стоят они дешевле тюнинговых, однако также привносят новые возможности для двигателя.
Современные ГБЦ с вертикальным и горизонтальным вихрем увеличивают скорость поступления воздуха и в улучшают общие характеристики воздушного потока.
Расточка блока цилиндров
Процедура расточки цилиндров помогает увеличить общий объем двигателя. Операция по увеличению сечения гильз изнутри осуществляется только на специализированном высокоточном станке, позволяющем сохранить их правильную геометрию.
Для расточенных цилиндров подбираются бОльшие по диаметру поршни, так как только идеальное совмещение этих деталей обеспечивает необходимый уровень компрессии двигателя.
Тюнинг клапанов двигателя
Клапаны двигателя пропускают и выпускают воздушный поток. Временем открытия клапанов управляет распределительный вал, а степенью – толкатель.
Впускные клапаны не должны иметь острых углов и «заусенцев», препятствующих прохождению воздуха, поэтому эти элементы должны быть тщательно отполированы. Важно, чтобы клапаны размещались в посадочных местах плотно и без зазоров.
Увеличить количество поступающего воздуха можно путем расширения впускных отверстий или установки большего количества клапанов (16, 20, 24, 32 и т.д.). Последний способ наиболее актуален, так как увеличенные отверстия и большие клапаны уменьшают скорость воздушного потока на низких оборотах, что негативно отражается на крутящем моменте.
Помимо увеличения количества клапанов, устанавливают специальные тюнинговые клапанные пружины.
Замена штатного распредвала
Не менее популярный способ тюнинга, чем расточка блока цилиндров.
Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов двигателя. Время открытия задается профилем кулачков вала.
В отличие от обычных распредвалов, тюнинговые имеют более высокие и широкие кулачки, позволяющие клапанам подниматься выше и находится в открытом состоянии дольше. Это способствует подаче большего количества топливно-воздушной смеси.
Существует несколько видов модернизированных распределительных валов для умеренной, быстрой и спортивной езды:
- Mild Road Cams подходит практически для всех автомобилей, улучшает приемистость и мощность, двигателя
- Fast Road Cams идеален для скоростных автомобилей, он увеличивает мощность ДВС, однако нестабильно работает на холостом ходу
- Competition Cams предназначен для спортивных автомобилей; эффективно повышает мощность двигателя, однако увеличивает расход топлива, обладает неровным холостым ходом и быстро изнашивается
Спортивные распредвалы непригодны для использования в городских условиях, так как характеризуются максимальной отдачей в области почти предельных частот вращения двигателя (2-3 тыс. оборотов).
Доработка топливной системы
Для повышения мощности двигателя очень важно увеличить количество топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания. Сделать это можно путем доработки топливной системы автомобиля: установки более производительного насоса, топливной рампы с мощными инжекторами, усовершенствования топливного регулятора.
После проведения этих мероприятий обычно требуется использовать бензин с максимальным октановым числом.
Использование строкер-китов
Многие компании производят готовые комплекты (поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал) для механического тюнинга ДВС. В основном, эти наборы ориентированы на американские 8-ми цилиндровые двигатели. Их использование изменяет длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и в результате добавляет двигателю 10-15 % объема.
Все детали строкер-китов изготавливаются по передовым спортивным технологиям, поэтому имеют больший запас прочности и износостойкости.
В зависимости от оборотистости двигателя существует несколько базовых вариантов строкер-китов с деталями разной высоты, ширины, углом поворота кулачка и прочими характеристиками.
Повышение компрессии двигателя
Повысить компрессию в цилиндрах можно разными способами. Одним из них является использование так называемых высококомпрессионных поршней. Обычно они выполнены из алюминиевого сплава с добавлением кремния, имеют увеличенное компрессионное кольцо и выпуклость на днище.
Высококомпрессионные поршни создают более высокое давление, чем стандартные, чем ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность ДВС. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, поэтому могут использоваться для комплектации автомобилей с самыми мощными двигателями.
Снизить износ дорогостоящих высококомпрессионных и стандартных поршней помогает их обработка специальными антифрикционными покрытиями с дисульфидом молибдена и графитом.
Ранее они наносились только на заводе-изготовителе, сейчас их применение не ограничено промышленными рамками – защитные составы доступны в компактном и удобном аэрозольном формате.
По-настоящему уникальным средством для восстановления изношенного заводского покрытия является MODENGY Для деталей ДВС. Оно защищает детали при «масляном голодании» и перегреве, предотвращает появление задиров на сопряженных поверхностях и максимально снижает их износ.
Состав используется для юбок поршней, вкладышей распредвалов, дроссельных заслонок, шлицевых соединений, штоков клапанов.
Наносится он после предварительного очищения и обезжиривания поверхностей, сохнет при комнатной температуре и не требует возобновления в дальнейшем.
Уровень компрессии двигателя можно увеличить не только с помощью применения специальных поршней, но и путем шлифовки головки блока цилиндров. При этом стандартная прокладка ГБЦ меняется на тюнинговую (выдерживающую избыточное давление).
Различные методы повышения давления не следует применять в двигателях с турбонаддувом – для них свойственна малая компрессия, в противном случае возникает риск детонации и повреждения ДВС.
Установка турбокмпрессора или турбонагнетателя
Принудительно закачать во впускной коллектор больше воздуха и создать тем самым более высокое давление могут 2 устройства: турбокомпрессор и турбонагнетатель.
Турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя только при достижении нужного числа оборотов. Промежуток времени от старта ДВС до этого момента называется турболагом.
Турбонагнетатель начинает свою работу сразу, однако при этом отнимает около 30 % мощности двигателя.
Установка прямоточного глушителя
Чтобы выхлопные газы легче отделялись от двигателя с турбокомпрессором, устанавливается глушитель без катализатаров, с ровными изгибами или вообще без них. Он оказывает наименьшее сопротивление газам, и при комплексном подходе к тюнингу выхлопной системы прибавляет 15-20 % к мощности ДВС.
Установка дополнительного радиатора
Мощный модернизированный двигатель испытывает экстремальные нагрузки и температуры, поэтому требует более совершенной системы охлаждения.
Именно поэтому, чтобы продлить срок службы ДВС после доработки, желательно установить отдельный масляный радиатор и тосольный радиатор большего размера.
Общие рекомендации
Затраты на тюнинг практически не ограничены, поэтому, прежде, чем приступать к доработке двигателя, определитесь с конкретными целями.
Перед покупкой запчастей для тюнинга обязательно проконсультируйтесь у квалифицированных специалистов, а лучше доверьте им весь процесс.
Внимательно относитесь к автомобилю после тюнинга, не пренебрегайте советами мастеров, вовремя меняйте масло и проходите диагностику.
Помните, что в некоторых случаях замена двигателя целесообразнее его доработки.
Как тюнинговать двигатель
В этой статье мы рассмотрим как тюнинговать двигатель и какая от этого польза. Тюнинг двигателя это комплекс мер с целью увеличить мощность и крутящий момент. Теперь коротко поговорим о том , что такое мощность и крутящий момент.
Крутящий момент и мощность связаны друг с другом. Мощность это крутящий момент умноженный на обороты измеряется чаще в л.с или в к. ватт. Мощность двигателя достигается на определенных оборотах , влияет на максимальную скорость автомобиля , также мощность показывает то сколько мотор может выполнить работы за секунду.
Крутящий момент сила которая придает движение коленчатому валу, измеряется в Н/м. Максимальный крутящий момент возникает на определенных оборотах в зависимости от конструкции двигателя, максимальный крутящий момент начинается раньше чем мотор достигает максимальной мощность.
Максимальный крутящий момент двигателя этот тот период с которого достигается хорошее наполнение цилиндров тоесть с этого момента мотор начинает валить и он продолжает это делать до того как неначнет падать период в пике крутящего момента и есть максимальная мощность.
Благодаря большему крутящему моменту двигатель может быстрее набирать обороты т.к на коленчатый вал может прилагаться больше силы , также он влияет на ускорение т.к чем быстрее мотор способен набирать обороты тем быстрее наберет определенную скорость.
Тюнинг может быть легким и серьезным , при легком тюнинге можно добавить пару десятков лошадей , а на турбированном и по более. При серьезном тюнинге придется дорабатывать другие системы автомобиля : тормоза , подвеску , кузов , коробку передач.
Самые распространеные способы тюнинга это : расточка , замена распредвала , замена поршней , шатунов , клапанов на более легкие или на кованые.
Мощность прежде всего зависит от объема и оборотов , с помощью расточки увеличивается диаметр цилиндра , что позволяет поставить туда поршень с большим диаметром и увеличить объем , что улучшит тягу на низах и прибавит крутящего момента.
Коленчатый вал с большим ходом , позволит увеличить ход поршня , что также поспособствует увеличению объема.
С помощью спортивного распредвала можно поднять максимальный крутящий момент в зону более высоких оборотов , что повысит мощность и улучшит тягу на высоких оборотах , что очень пригодится на обгонах на трассе.
Облегченные детали двигателя облегчают его работу и снижают потери на весе , что позволяют мотору работать легче , поскольку меньше сил тратиться на то , что привести в движение легкие детали.
Также популярен чип -тюнинг особенно это вид тюнинга хорош на турбированные двигатели , так как мощность можно прибавить на 30-50 лошадей.
Здесь мы затронули не все аспекты тюнинга в последующих статьях будут затрагиваться и конкретизировать
Здесь можете почитать другие интересные статьи
его возможности и стоит ли?
Чип-тюнинг – это изменение характеристик двигателя автомобиля с помощью изменения калибровок программы блока управления двигателем.
Чип тюнинг: за и противРабота двигателя – это извечный компромисс между многими параметрами, нормами, потребностями и возможностями. Основными критериями для разработчиков ПО для контроллеров систем впрыска сегодня является экономичность, ресурс двигателя и токсичность выхлопа.
Ужесточающиеся с каждым годом нормы по уровню токсичности выхлопа двигателей заставляют разработчиков переводить ДВС на работу с более обеднёнными смесями и устанавливать каталитические нейтрализаторы вредных выбросов в выхлопных газах и жесткую систему контроля за уровнем вредных выбросов в атмосферу. В отечественных системах уже применяется одно- (EURO 2) и двухуровневые (EURO 3) системы контроля. Со стороны потребителя требования к автомобилю тоже взаимоисключающие. Хочется высокой мощности, большого и равномерного крутящего момента, надёжности и огромного ресурса – при всём этом желательно заправлять автомобиль самым дешевым топливом и иметь минимальный его расход. Однако бесплатных чудес на свете не бывает – улучшение одних параметров всегда ухудшает другие.
Содержание статьи
Возможности чип-тюнинга
В электронный блок управления впрыском и зажиганием заложена программа (алгоритм) его работы. Программа работы микропроцессора хранится в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и представляет собой собственно программу обработки данных (“софт” или ПО) и одно, двух и трехмерные таблицы с данными (калибровки). Калибровки для различных режимов работы двигателя (пуск, экономичный, мощностной, холостой ход, переходной) различны и применяются в зависимости от режима, в котором работает двигатель.
Блок управления, получая сигналы от различных датчиков, управляет работой исполнительных устройств для обеспечения оптимальной (по мнению разработчиков) работы силового агрегата. Необходимые параметры для управления исполнительными устройствами вычисляются в соответствии с полученными данными и коэффициентами коррекции, заложенными в ПЗУ. Изменяя данные ПЗУ (калибровки) мы можем влиять на работу практически любого исполнительного устройства, работа которого управляется ЭБУ.
Для получения других мощностных характеристик можно изменить установку угла опережения зажигания, величину времени впрыска, отключить или изменить режим работы систем, контролирующих токсичность выхлопных газов. Кроме того, можно изменить обороты холостого хода, максимально разрешённые обороты двигателя и массу других параметров.
Велика ли роль данных изменений в получении от двигателя максимальной мощности? Нет – её прирост может составлять 5-8% (исключение составляют задушенные экологическими нормами “иномарочные” двигатели с турбонаддувом, где без особых затруднений можно получить прибавку в 20% и даже более). Так есть ли во всём этом смысл? Каждый сам решает делать или нет, но тот кто хоть раз проехал на машине с грамотно перепрограммированной системой впрыска, решает этот вопрос для себя однозначно – да! Дело в том, что мало кто ездит на режиме максимальной мощности – намного более важные параметры для повседневной езды- это крутящий момент и эластичность двигателя. Все это без особых затрат даст вам простой чип-тюнинг.
Чип-тюнинг – самый бюджетный и доступный вариант “тюнинга”, когда всего лишь изменением программы управления впрыском можно хоть немного изменить поведение Вашего автомобиля, сделать его отличающимся от серийного, – более послушным, “приемистым”, экономичным и удобным в управлении. Практически во всех тюнинговых версиях прошивок улучшены режимы холостого хода, холодного пуска, снижена температура работы вентилятора системы охлаждения, устранены выявленные ошибки – порой грубые, хронически присутствующие в серийных версиях ПО. Для нестандартных двигателей с увеличенным объемом, с измененным впуском и выпуском чип-тюнинг просто необходим как воздух. Индивидуальная для каждого двигателя программа управления позволяет максимально использовать потенциал форсированного мотора.
Практика чип-тюнинга
Создание серийной программы управления двигателем для конкретного автомобиля с его массой, передаточными числами трансмиссии, типом двигателя, фазами газораспределения, системой впуска и выпуска, и, наконец, предназначением – большой труд, который выполняется широким кругом специалистов и приблизительно требует один – два человекогода затрат.
Любая программа управления удовлетворяет некоторой целевой функции, определённой для серийного автомобиля. Эта целевая функция, или, другими словами, цель настройки должна отражать компромисс между противоречащими друг другу качествами. Такими как экономия топлива и динамические показатели, эластичность и приёмистость, экология и мощность. Однако все основные характеристики двигателя определяются его конструкцией.
Это рабочий объём, фазы газораспределения, конструкция газораспределительного механизма и камеры сгорания, тип впускной и выпускной систем, наличие или отсутствие нагнетателя. Роль программы сводится к точному соответствию параметров управления тому, что требует механизм в разных режимах работы. Поэтому для большинства моторов программа управления – слуга у механизма.
Она должна корректно измерить количество воздуха, поступающего в каждый цилиндр двигателя за один такт впуска и в соответствии с ним и другими параметрами, такими, как обороты, положение дросселя, температура двигателя и всасываемого воздуха, количество кислорода в выхлопных газах, наличие детонации и т.п., установить основные параметры управления (количество топлива и угол опережения зажигания) и вспомогательные (фаза впрыска, обороты холостого хода, положение клапана рециркуляции, степень продувки адсорбера).
Для понимания того, чего можно достичь, а чего нет, с помощью изменения программы управления, разрушив тот самый компромисс, необходимо уяснить, что вращающий момент, и, соответственно, мощность (произведение момента на обороты), сильно зависят от скорости вращения коленчатого вала. С ростом оборотов от холостого хода момент растёт, достигает своего максимального значения, а затем падает.
Также необходимо представлять себе, что то ускорение, которое “спинным мозгом” ощущает водитель в кресле разгоняющегося автомобиля, – это не максимальная мощность, указанная в техническом паспорте, а именно вращающий момент, преобразованный трансмиссией в силу тяги. Максимальная мощность – энергетический параметр двигателя, который главным образом определяет максимальную скорость в смысле стандартных настроек.
Для атмосферного мотора можно увеличить углы опережения, получив, таким образом, в конце такта сжатия несколько большее давление и, как следствие, больший момент. Правда, это приводит к тому, что запас детонационной стойкости, заложенный производителем, будет израсходован и вероятность разрушения мотора детонацией повышается. Для предотвращения нежелательных последствий обычно рекомендуется перейти на топливо с большим октановым числом.
Строго говоря, это зависит от величины заложенного конструктором запаса. Иногда он настолько велик, что можно использовать прежнее топливо. Кроме того, чувствительность мотора к углу опережения зажиганием разная на разных оборотах. Как правило, в области максимальной мощности увеличение угла не приводит к росту момента. Но, в большинстве случаев это и не надо. Если цель чип-тюнинга – улучшение динамики, то важнее добавить ускорение на средних и низких оборотах, которые проходит мотор на каждой передаче.
В качестве резюме можно сказать, что добавленные 0,5 – 1 кг*м к обычным 9 -15 кг*м для средних оборотов двухлитрового мотора – не слишком большое приобретение, однако это ощутимо улучшает разгон автомобиля. Эффект зависит от того запаса, который оставил конструктор для конкретного мотора. По соотношению цена / результат – пожалуй, неплохой способ тюнинга.
Отдельно следует сказать о современных турбированных моторах, где давление нагнетания управляется контроллером. В таком случае программа управления становится хозяином положения. Если мы в программе управления изменим установку давления на большую величину, то, исполняя команду, компрессор будет накачивать большую массу воздуха в цилиндры в каждом такте впуска.
Конечно, в программе соответствующим образом корректируются и таблицы по топливоподаче и углу опережения зажигания. Таким образом, можно увеличить крутящий момент во всём диапазоне работы турбины на существенную величину. Главное, чтобы не превысить запас компрессора по производительности. Получить дополнительные 4 – 6 кг*м момента и 40 – 50 л.с. максимальной мощности у двух – трёхлитрового турбомотора – не проблема. Это справедливо как для бензиновых моторов, так и для турбодизелей. Эффект – потрясающий. Соотношение цена / результат надо признать для этих моторов наилучшим.
Однако неограниченно пользоваться дополнительными возможностями нельзя. При столь существенном росте энергетики мотора появляется дополнительное количество тепла и механических нагрузок, неучтённых конструктором автомобиля. Система смазки, охлаждения, интеркулер, вентиляция подкапотного пространства и трансмиссия ведь остались прежними. Поэтому использовать дополнительную мощность, сверх стандартной, можно только короткими импульсами для, например, старта с места или опережения впереди идущего автомобиля. После пиковых нагрузок необходимо несколько минут спокойной езды для снятия теплового стресса. Требования к качеству дизельного топлива и октановому числу бензина становятся строже.
Как правило, все, кто интересуется или что-то слышали о чип-тюнинге, так или иначе понимают, что машина поедет лучше. Из краткого вышеизложенного пояснения приблизительно понятно, как, насколько и за счёт чего. Тем не менее, всегда приходится отвечать на вопрос, что будет с ресурсом и расходом топлива. Ресурс – простой вопрос. Ресурс двигателя расходует не программа, а водитель. Дополнительные возможности программы – только увеличившийся потенциал водителя.
Чем чаще он нагружает мотор, тем быстрее приближает капитальный ремонт. Это справедливо даже для абсолютно стандартного автомобиля. Иногда ресурс серийного автомобиля у разных хозяев отличается более чем в два раза. Это есть последствия разного стиля вождения и разных условий эксплуатации. Не давите на газ без особой необходимости, и вы продлите жизнь мотору. Любому, серийному и перенастроенному.
Расход топлива требует некоторых пояснений. Все современные программы управления двигателем многорежимные. Они “понимают” водителя и включают такие калибровки, которые соответствуют условиям движения. Например, если мы движемся в спокойном темпе, настройки будут взяты для экономичного режима. Если начнём интенсивно разгоняться, программа, выполняя волю хозяина, будет использовать таблицы для максимальных нагрузок, не взирая на потребление топлива. Что касается тюнинговых прошивок, то там, как правило, режим экономичной езды не правится.
Все параметры остаются на уровне серийной. Только в форсированном режиме расход будет выше. Совершенно понятно, что дополнительную мощность мы можем получить, только сжигая дополнительное топливо. Вывод напрашивается сам собой. Не давите на газ без особой необходимости, и вы не будете лить лишнее топливо на дорогу. Это также справедливо для любого мотора. Новая программа управления – только ваша потенциальная возможность расходовать больше бензина. Приблизительно режимы можно разделить по положению педали газа. До середины – экономим топливо, более – нам на расход наплевать. Управляйте этим процессом с пониманием, и результат будет налицо.
Другой, не менее популярный вопрос от потенциальных потребителей чип-тюнинга, а каковы гарантии? Совершенно понятно, что гарантия того, что прошивка будет работать и информация сохранится в том виде, в котором записана, полная. Но, потребителя, конечно, интересует, не разрушится ли в результате мотор. Тут следует остановиться на вариантах, когда такой случай возможен. Их три.
Первый. Потребитель, заказывая нестандартную программу, заранее соглашается с теми ограничениями, которые возникнут вследствие выполненной работы. Это строгие требования по качеству топлива и кратковременный характер нагрузок. Невыполнение их может привести к нежелательным последствиям. В этом случае виноват потребитель.
Второй. Мотор настолько старый, что даже небольшие дополнительные механические и тепловые нагрузки приводят к повреждению. В таком случае или не надо давать ему непосильную задачу, или предварительно полностью отремонтировать мотор, доведя его до состояния нового. Серьёзные тюнинговые ателье в Германии не берут в работу по перепрограммированию блока автомобили с пробегом более 90 тыс. км.
Также тут следует сказать, что многие потребители сознательно пытаются скомпенсировать известные неисправности с помощью новой программы. Это невозможно. Более того, солидные тюнинговые компании никогда не возьмут в работу автомобиль с неисправностями. Так или иначе, решение потребителя о выполнении чип-тюнинга на старом автомобиле – его собственный риск.
Третий. Программа управления содержит ошибки, следствием которых, как правило, бывает детонация и повреждение мотора. Такие случаи чрезвычайно редки и связаны с источником тюнинговой прошивки. Об источниках надо сказать отдельно для отечественных автомобилей и иностранных. Для отечественных автомобилей существуют и вполне доступны по цене компьютерные программы, которые “знают” калибровки, и позволяют легко вносить изменения в штатные контроллеры.
Следовательно, источником тюнинговой прошивки может быть любой владелец такого софта. Практика показывает, что большинство таких людей специалисты в компьютерной области, но мало разбираются в процессах, происходящих в моторе. Кроме того, у них нет необходимого измерительного оборудования для настройки двигателей. Поэтому, программы калибруются по ощущениям и ошибки встречаются часто. Тут можно только посоветовать быть разборчивым и обращаться только в те фирмы, которые берут на себя ответственность и могут квалифицированно разобраться в причинах возникшей неисправности.
С иностранными автомобилями ситуация строго наоборот. Количество различных типов контроллеров и их программ огромно. Софт для внесения изменений в программы определённых блоков, оборудование для работы и измерительные стенды для настройки очень дорогие. Работа может стать рентабельной только тогда, когда тираж для каждого типа двигателя большой. Поэтому в Европе фирм, изготавливающих тюнинговые прошивки мало, их можно пересчитать по пальцам.
А компаний, продающих результат их работы, огромное количество. Иногда полученные из разных источников тюнинговые файлы совпадают с точностью до бита, хотя позиционируются как от разных производителей. Все продают подготовленные в Европе и США файлы, где это явление давно носит массовый характер. Поэтому вероятность того, что все, кто предлагает чип-тюнинг для иномарок, продают один и тот же продукт, высокая. Несмотря на разную цену и разные заявленные характеристики.
Основы тюнинга двигателя — moto strangers
Очевидно, что производители автомобилей строят «правильные» серийные моторы. Тогда откуда взяться резерву, позволяющему снять с него «лишние», точнее, дополнительные лошадиные силы?
Прежде всего, причина в конвейерном производстве, что по определению означает массовый продукт на выходе, т.е. автомобиль утилитарный, вне зависимости от имиджа или социальной принадлежности. В мотор закладывается серьезный запас прочности, моментная характеристика оптимально «прописана» на низких оборотах, программа управления двигателя бережет экологию и экономику, т.е. следит за «правильным» расходом топлива.
Все это делает серийный автомобиль практичным и удобным в эксплуатации для среднестатистического автолюбителя. Все это и есть скрытые резервы, основательно проработав которые можно сделать автомобиль более динамичным и скоростным. Тем более что не только желание стремительного разгона движет автолюбителем. В глобальном аспекте есть позитивные тенденции, благоприятствующие тюнингу. Прежде всего это тема главенства личности над массой, поэтому тюнинг шагает по миру просто семимильными шагами. Каждый автомобилист сегодня считает нормой выделить свой автомобиль из стандартизированной массы. И делает это всеми возможными путями — тюнингом экстерьера, интерьера и, конечно, настройкой двигателя. Зачем делается тюнинг двигателя? Прежде всего потому, что мы хотим иметь более динамичный автомобиль. И поэтому нам хотелось бы получить существенную прибавку в «лице» лошадиных сил… Это наиболее распространенный ответ. Автолюбитель хочет иметь динамичный автомобиль и автоматически переносит это понятие на мощность двигателя. Что в общем правильно, но не совсем. Ведь интенсивный разгон можно получить, лишь увеличив вращающий момент на колесе. Сделать это можно двумя способами: в первую очередь, увеличив крутящий момент на коленчатом вале. Или изменить передаточные числа в трансмиссии. Правда, если делать по уму, то надо делать и то и другое. Но тема статьи — тюнинг двигателя, и на ней остановимся.
Глобально весь тюнинг двигателя можно разделить на два основополагающих способа. Первый способ — увеличение крутящего момента на коленчатом вале. Второй — не трогая величину крутящего момента, переместить его в зону высоких оборотов. Прежде чем рассматривать нюансы настройки мотора, хотелось бы отметить, что работа с мотором наиболее ответственная в тюнинге автомобиля. Настройка мотора неизбежно повлечет за собой целый ряд мероприятий, таких, как работа с трансмиссией, с подвеской, с тормозами. Теоретически, да и практически, мощность двигателя можно увеличить весьма существенно, но вопрос в разумности этого мероприятия, т.к. рано или поздно сам автомобиль конструктивно перестанет соответствовать своему силовому агрегату. Есть некий предел, который ограничивает развесовка автомобиля, коэффициент сцепления его шин с дорогой. Смысла «накрутить» двигатель и в результате попросту палить сцепление, жечь резину и крошить ШРУСы — просто нет.
Увеличение крутящего момента.
Первый вариант. Совершенно точно известно, что вращающий момент на коленчатом вале — это в чистом виде объем двигателя при прочих равных условиях. Из простых рассуждений понятно, что чем больше за один рабочий ход мы получим заряд топливо-воздушной смеси в цилиндре и сожжем ее, тем больше получим энергии, которая затем превратится в движение механических частей. Это справедливо для атмосферных моторов.
Второй вариант применим к семейству наддувных двигателей. Изменив характеристику блока управления, можно несколько увеличить величину наддува, благодаря чему удастся снять больший момент с коленчатого вала.
И третий вариант — добиться лучшего наполнения цилиндров, улучшив газодинамику, — самый распространенный и самый… негарантированный. Идея в том, что нужно сделать нечто с каналами и камерой сгорания… Но все по порядку.
Рабочий объем.
Один из основных вариантов — увеличение рабочего объема цилиндров настолько, на сколько это возможно. В разумных пределах, конечно. Для дорожного автомобиля этот подход наиболее правильный, потому что, увеличив объем, при этом не изменяя распредвал, т.е. оставив моментную кривую в том же диапазоне оборотов, в котором она и была, мы не заставим водителя переучиваться манере вождения. А на выходе получим искомое — более динамичный автомобиль.
Рабочий объем можно увеличить двумя способами — заменив стандартный коленвал на коленвал с большим эксцентриситетом или расточив цилиндры под поршни большего диаметра. Возможен и рабочего объема. Логично поинтересоваться — что более эффективно и что менее затратно. Нужно, конечно, расточить цилиндры. Ведь что такое объем двигателя: это есть произведение площади поршня на его ход. Увеличив, условно говоря, в два раза диаметр, мы в четыре раза увеличиваем площадь. Потому что в квадрате. А увеличив в два раза ход, мы лишь в два раза увеличиваем объем. Вот такая математика. Теперь об экономике вопроса. На первый взгляд кажется, что замена кривошипного механизма менее затратна, нежели расточка блока в больший размер. Нюанс в том, что коленвал с большим эксцентриситетом еще найти надо. Делают их на заказ редкие фирмы, производство дорогостоящее и сложное. Разумно в этом случае уповать на стандартизацию производителя. Например: Volkswagen делает семейство моторов в равноразмерных блоках. Объемом 1,6; 1,8; 1,9 и 2,0 литра. С ходом 77,4мм; 80мм; 86,4мм; 92,8мм и 95,5мм. Вы можете подобрать в свой блок подходящий коленвал с большим, чем был, эксцентриситетом. Потому логично купить серийное изделие, в нашем случае коленвал, и уже под него подбирать поршневую группу. Конечно, понадобятся другие поршни и шатуны. Это сложно, но подобрать можно.
Для мотоциклов несколько проще — многие производители, например S&S, Wiseco, Axtell, Zippers профессионально занимаются производством ЦПГ и даже двигателей в сборе.
Вопрос в другом. Конструктивно такой ход закладывает некие дополнительные механические потери в работе двигателя, виновниками которых станут более короткие шатуны. Это аксиома — поставив коленвал с большим эксцентриситетом, придется поставить более короткие шатуны, ведь нарастить блок мы не сможем. В чем их минус и почему? Чем короче шатун, тем с большим углом он «переламывается», тем с большим усилием он прижимает поршень к стенке цилиндра. А чем больше усилие прижима, при том же коэффициенте трения, тем больше величина сопротивления движения. И этот фактор следует рассматривать не только с точки зрения механических потерь, но и с точки зрения надежности, т.к. короткие шатуны подвергаются большим нагрузкам. В тюнинге, как правило, такими «мелочами» пренебрегают. Когда нельзя, но очень хочется, то можно. Очевидный выигрыш в плане минимизации затрат — увеличение рабочего объема за счет увеличения диаметра цилиндра. Как правило, все двигатели имеют достаточно толстую стенку цилиндра, запас по прочности. Если, скажем, на два миллиметра увеличить диаметр, то можно получить дополнительный объем. При толщине стенки 7-8 мм одним миллиметром можно пожертвовать. И достаточно часто можно обойтись серийными поршнями. Ведь все поршни круглые. И механика всех двигателей диктует примерно одни и те же пропорции. Например в гамме Volkswagen нет поршня с диаметром 84мм, есть только 81,5, а у BMW есть.
Посмотрим, чем же они отличаются. Так, отверстие под палец у поршня BMW меньше на 2 мм, в этом случае можно под баварский поршень в отверстие в «родном» шатуне вставить втулку с более толстой стенкой и расточить ее под палец диаметром 20 мм. Или обработать отверстия в поршне под «родной» фольксвагеновский палец. Эти операции требуют точных станочных работ, но… Надеть поршень на шатун мы уже сможем. Теперь измерим расстояние от оси пальца до днища поршня. У поршня BMW на 0,25 мм больше. Аккуратненько возьмем его в оправу и на токарном станке срежем днище. Или на один мм короче — не проблема! Берем блок цилиндров, ставим на фрезерный станок и с верхней плиты снимаем «лишний» миллиметр. Правда, однозначно заявлять, что увеличение диаметра цилиндров дешевле, нежели замена коленчатого вала, нельзя. Каждый из этих двух способов разумно рассматривать в ракурсе специфики отдельно взятого двигателя.
«Наддув»
Семейство турбированных двигателей интересно для тюнинга своими конструктивными особенностями, серьезно упрощающими настройку мотора. В нашем случае можно получить больший момент, опять-таки не трогая ни моментную кривую, ни объем и даже не разбирая двигатель, лишь незначительно изменив величину наддува. В чем особенность конструкции наддувных двигателей? Прежде всего в особенностях управления компрессором, будь то турбина или механический компрессор. Привод и первого, и второго зависит от количества оборотов двигателя. Чем больше оборотов, тем выше давление. Но увеличивать его можно только до определенной величины. За этим следит некий блок управления, стравливая лишнее давление. Изменив характеристику, т.е. слегка подняв планку этого самого стравливания, мы увеличим давление, с которым топливо-воздушная смесь «забивается» в объем цилиндра. И забивает реально больший объем, нежели в случае «щадящих» параметров у серийного двигателя.
Работы по увеличению давления не безболезненны — у серийных двигателей есть некий запас по механическим и тепловым нагрузкам, по детонационной стойкости. В разумных пределах увеличить наддув возможно. Но если перешагнуть, то мы или сломаем двигатель, или придется выполнить дополнительные меры — увеличение объема камеры сгорания, другая система охлаждения, дополнительный радиатор, дополнительные дыры, воздухозаборники, промежуточный охладитель воздуха. Наверное придется чугунный коленчатый вал заменить на стальной, подобрать более прочные поршни и обеспечить им охлаждение.
Газодинамика
Суть понятна — для того чтобы получить больший момент, надо увеличить заряд топливо-воздушной смеси. Что можно сделать? Можно взять инструмент и убрать некие дефекты серийной сборки — сделать впускные и выпускные каналы более гладкими и ровными, убрать в камере сгорания непродуваемые зоны, модифицировать сами клапана… Работы много, но гарантии нет. Почему? Аэродинамика — вещь непростая. Математически описать процессы, проистекающие в двигателе, сложно. Взять ручку, бумагу и сделать вычисления и исходя из результатов что-то подрезать, отрезать, загнуть — сложно… Или «кинуть глазом» и сказать, где тут лишнее… Порой результат прямо противоположный ожидаемому или никакой. Ради справедливости надо сказать, что в аэродинамике есть резервы. Но извлечь их гарантированно можно, только выполнив ряд экспериментов, продувая пластилиновые макеты каналов на специальной установке, подбирая форму в соответствии с требованиями новых условий работы двигателя. Маловероятно, что это можно сделать «на коленке». Если в первом случае можно говорить о том, что увеличили на 30% объем — получили момент больше на 30%. Во втором — увеличили давление нагнетания на 10% — получили момент больше на 10%. А вот в случае модификации газодинамики сказать с уверенностью, что момент увеличится на 10-15% или увеличится вообще… Сложно.
Перенос «момента» в зону высокий оборотов
Что такое мощность? Это произведение крутящего момента на скорость вращения двигателя. Таким образом, сместив стандартную характеристику момента в зону высоких оборотов, мы получим искомую прибавку мощности. Минусы прежде всего те, о которых мы говорили выше — на низах мотор плохо «едет». Любой газораспределительный механизм (без механизма изменяемых фаз) позволяет хорошо наполнять цилиндры только в своем диапазоне оборотов. И как только мы перемещаем вращающий момент в область более высоких оборотов, мы тут же потеряем его внизу. На низких он будет плохо продуваться, а для обычного дорожного автомобиля это плохо — давим на газ, а он не едет. Водитель должен держать стрелку в зоне высоких оборотов. Трогаться с места — сцепление жечь. Поэтому все серийные двигатели имеют максимальный момент где-то в области разумных 2-3 тысяч, чтобы внизу ничего не провалилось.
Конечно, современные двигатели с изменяемыми фазами газораспределения такими провалами не страдают. На низких оборотах с помощью некоего механизма (в рамках этого материала не суть важно(VANOS)) фазы становятся узкими, перекрытие маленьким, и на низких оборотах происходит хорошее наполнение цилиндров. Как только этот двигатель забирается в зону высоких оборотов, что-то делается с механизмом газораспределения, фазы расширяются, появляется большая фаза перекрытия, цилиндры начинают хорошо продуваться на высоких оборотах, и мы имеем хороший вращающий момент.
Итак, если у нас традиционный мотор (без изменяемых фаз), мы можем сказать себе: плевать нам на низкие обороты, ставим широкофазный распредвал в двигатель, тем самым позволяем иметь хорошее наполнение в зоне высоких оборотов. Правда, маловероятно, что мы получим большой вращающий момент, скорее всего, мы его по абсолютной величине получим такой же, как у серийного, только в зоне высоких оборотов. Но произведение его на обороты, на которых он достигается, будет существенно больше, чем у серийного мотора, следовательно, и мощность выше. Двигатель будет иметь ярко выраженный спортивный характер. Использовать таким образом полученную мощность можно, только подогнав передаточные числа в трансмиссии. Это тот путь, который, несомненно, применяется в спорте ввиду ограничений, диктуемых техтребованиями.
Чип-тюнинг
Когда мы говорим «чип-тюнинг», совершенно понятно, что мы имеем в виду внесение некоторых изменений в программу управления двигателем. Рассмотрим на трех примерах, которые привели выше, когда чип-тюнинг требуется, а когда нет.
В случае семейства моторов с нагнетателем понятно, что чип-тюнинг — это основная идея, т.к. необходимо подкорректировать программу управления механизма. Отслеживающего величину наддува. Все остальные изменения в двигателе скорее всего будут следствием изменения программы. Когда мы увеличиваем только объем — наиболее вероятно, что чип-тюнинг не требуется, по двум причинам. Если мы не трогали фазы и оставили моментную кривую без изменения, только ее подняли вверх, то тогда смещать зажигания нам не придется. Вносить изменения в систему управления топливом тоже — если у двигателя есть расходометр воздуха, он измерит его и отдозирует расход топлива. Если мы сильно увеличили объем двигателя, тогда может попросту топлива не хватить. Так как производительность серийной форсунки ограничено, форсункам просто не хватит времени, чтобы «плюнуть» нужное количество топлива. В таком случае нужно ставить другие форсунки, с большей производительностью, что в некоторых случаях потребует изменения в программе управления. К работам с газодинамикой можно в полной мере отнести все выше сказанное.
Когда чип-тюнинг обязателен?
Во втором способе, когда мы получаем мощность за счет смещения момента в область более высоких оборотов, — просто без вариантов. Чип-тюнинг без вопросов. Ведь в этом случае программа управления двигателем становится абсолютно непригодной в том виде, в котором она использовалась для серийного мотора.
Дело в том, что характеристика управления зажиганием двигателя неразрывно связано с коэффициентом наполнения. А вращающий момент — отражения коэффициента наполнения. Для широкофазных двигателей все настройки становятся более критичными. Изменение состава смеси может значительно повлиять на стабильность работы. Корректировки в программе просто необходимы. Правда, если мы изменили фазы газораспределения, то изменения программы управления называть чип-тюнингом даже не хочется. Правильно говорить, что мы программу управления двигателем привели в соответствие с новыми требованиями измененного двигателя.
Чип-тюнинг в чистом виде
В среде любителей тюнинга чип-тюнинг является неким божеством, благодаря которому без каких-либо конструктивных изменений двигатель получает весомую прибавку в мощности. Даже маститым настройщикам, строящим спортивные моторы, иногда сложно понять, как с двух литрового мотора, изменив только программу управления, можно снять дополнительные 20 л.с. Есть некие моменты, в рамках которых можно маневрировать с помощью чип-тюнинга. Так, с целью иметь адаптацию двигателя к различным видам топлива, к колебанию октанового числа бензина производитель некоторым образом занижает угол опережения зажигания. Но это не факт, потому что современные двигатели имеют датчики детонации, которые слышат детонацию и отстраивают угол опережения. Поэтому теоретически, изменяя программу управления, можно подобраться ближе к порогу детонации.
Можно говорить и о том, что мы получим дополнительную мощность, если сделаем не экономичную, а мощностную смесь. Так, современный серийный двигатель с целью минимизаций экологии имеет коэффициент избытка воздуха, равный единице или даже 1.2. Это так называемые бедные или сверхбедные смеси. Мы, конечно, можем наплевать на экологию, экономику и сделаем коэффициент альфа (лямбда) в районе 0,85 — будем больше лить топлива и получим бол Однако в режимах, близких к максимальным, стандартная программа, скорее всего, настроена на мощностную смесь. У всех программ управления современными двигателями, как правило, есть две зоны управления — экономичный режим и мощностной режим. Разные производитель разбивают их по-разному. Например, если угол открытия дроссельной заслонки до 60%, а обороты до 4000, то это режим экономичный. И серийная программа управляет так, что альфа в районе 1 и угол опережения соответствующий. Мы экономим топливо и не загрязняем окружающую среду. А когда программа понимает, что мы начинаем «мести» , т.е. заслонка открывается больше чем на 60% и обороты двигателя выше 4000, она устанавливает нам максимальные режимы. В смысле чип-тюнинга можно поиграть границами — не 60%, а 30%. Это даст изменение характера двигателя, что-то в разгоне вы, наверное, положительное почувствуете. Но на максимальную мощность и максимальный вращающий момент вы вряд ли повлияете. В этом режиме все уже отстроено наверняка по максимуму.
Рассмотренные в этой статье варианты, конечно же, неким образом идеализированы. Рассматривались методы тюнинга. Понятно, что количественными мерами мы не оперировали, некоторые конкретные примеры и численные значения даны с целью иллюстрации методов. Вопрос «на сколько?» остался за рамками статьи и должен решаться в каждом конкретном случае специалистом, выполняющим работы исходя из его знаний и опыта. В реальной жизни работы по доводке двигателя включают в себя, как правило, комбинацию приведенных способов. И вовсе не потому, что «чем больше, тем лучше». Просто потому, что двигатель автомобиля — сложный организм с множеством взаимосвязанных параметров, которые необходимо учитывать, если получение результата есть цель работы, а не удовольствие от процесса.
Источник
Тюнинг двигателя Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Тюнинг.Тюнинг двигателя (англ. tune — настраивать) или форсирование двигателя (фр. forcer или англ. force — стимулировать) — проведение комплекса технических мероприятий по доводке и модернизации двигателя, с целью повышения величины его крутящего момента и максимальных оборотов, т.е. повышения эффективной мощности двигателя.
В широком просторечном понимании Тюнинг двигателя — это доработка двигателя или его замена более мощным (свап, своп, от англ. swap — менять), как правило, с целью увеличения его мощности и эффективности. Для тюнинга двигателя меняют детали заводского производства на улучшенные (поршни, шатуны, клапаны), дорабатывают и облегчают заводские детали двигателя для уменьшения потерь, устанавливают на двигатель систему турбонаддува или механический нагнетатель (компрессор), улучшают выхлопную систему, устанавливают воздушные фильтры пониженного сопротивления («нулевик»), применяют иные доработки с одной целью — получить максимальную мощность двигателя. Также есть другой способ — чип-тюнинг. В этом случае корректируется программа блока управления двигателем. Мощность двигателя без наддува увеличивается примерно на 10 %. При этом у двигателя с турбонаддувом мощность увеличивается на 30—40 %.
Для повышения эффективности и экономичности двигателя, как правило, позиционируют различные «экономайзеры». Такие устройства (озонаторы воздуха для ДВС, плазменно-форкамерные свечи зажигания, вихревые устройства приготовления топливно-воздушной смеси, устройства подачи воды в мотор) катализируют процесс воспламенения, увеличивают полноту сгорания топливной смеси. В качестве подобных устройств могут продвигаться бесполезные конструкции, например «активаторы топлива», в лучшем случае лишь безвредные[1].
Благодаря этому якобы должен сокращаться расход топлива и увеличивается мощность двигателя.
«Наиболее радикальным способом форсирования или тюнинга двигателя считается замена штатного (установленного производителем для такого автомобиля или иного транспортного средства) мотора на иной более мощный двигатель. Естественной и трудно разрешимой проблемой такого подхода является то условие, что более мощные моторы занимают значительно большее место в моторном отсеке, чем менее мощные штатные двигатели. Возможным выходом из такой ситуации оказывается замена штатного поршневого двигателя на двигатель иных типов, которые имеют лучшие показатели по удельной мощности, поэтому при повышенной мощности оказываются меньших габаритов. Пример — замена поршневого двигателя на газовую турбину, роторный двигатель Ванкеля или роторные двигатели иных типов.»
