В статье освещены основные способы тюнинга двигателя, отмечены важные моменты, которые необходимо соблюдать при проведении доработок, даны некоторые общие рекомендации.
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 – корректировке программы бортового компьютера. Такой метод позволяет повысить мощность агрегата без наддува на 10 %, с наддувом – на 30-40 %(при желании и больше). 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.
Настройка двигателя - это регулировка или модификация двигателя внутреннего сгорания или блока управления двигателем (ECU) для обеспечения оптимальной производительности и увеличения выходной мощности двигателя, экономичности или долговечности. Эти цели могут быть взаимоисключающими; двигатель может быть скорректирован в отношении выходной мощности в обмен на лучшую экономичность или более длительный срок службы двигателя из-за уменьшения нагрузки на компоненты двигателя.
Тюнинг может включать в себя широкий спектр регулировок и модификаций, таких как обычная регулировка карбюратора и системы зажигания, а также значительный капитальный ремонт двигателя. Настройка производительности двигателя может включать в себя пересмотр некоторых конструкторских решений, принятых в ходе разработки двигателя.
Настройка оборотов холостого хода, соотношения воздуха и топлива, баланса карбюратора, зазоров между свечами зажигания и распределителем, а также опережения зажигания были регулярными задачами технического обслуживания старых двигателей и являются заключительными, но важными шагами в настройке гоночного двигателя. На современных двигателях, оснащенных электронным зажиганием и впрыском топлива, некоторые или все эти задачи автоматизированы, но они по-прежнему требуют начальной калибровки органов управления. ECU выполняет эти задачи и должен быть откалиброван надлежащим образом, чтобы соответствовать оборудованию двигателя.
Термин "настройка" обычно обозначает плановое техническое обслуживание двигателя в соответствии со спецификациями производителя. Настройки необходимы периодически в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы гарантировать, что автомобиль работает должным образом.
Настройки могут включать следующее:
- Регулировка оборотов холостого хода карбюратора и топливовоздушной смеси.
- Проверка и возможная замена компонентов системы зажигания, таких как свечи зажигания, точки контактного выключателя, колпачок распределителя и ротор распределителя.
- Замена воздушного фильтра и других фильтров.
- Проверка контроля выбросов.
- Регулировка клапанного механизма.
Далее в статье освещены основные способы модернизации двигателя, отмечены важные моменты, которые необходимо соблюдать при проведении работ, даны общие рекомендации по тюнингу.
Введение —
Двигатели обычных автомобилей, как правило, имеют некоторый конструктивный запас прочности. То есть они готовы выдерживать более высокие нагрузки, чем заложено производителем. Поэтому увеличить мощность можно практически всегда — вопрос только в размере «прироста».
Кроме того, иногда производители специально ограничивают мощность двигателя — не из-за его конструкции, а по экономическим соображениям. Например, в Москве за мотор, выдающий по паспорту 249 сил, нужно заплатить 18 675 рублей (75 руб./л.с.) транспортного налога. А за двигатель мощностью 251 л.с. — уже 37 650 рублей (150 руб./л.с.)! Разница всего в 2 силы, а сумма отличается вдвое, что влияет на выбор покупателей. При этом в другой стране та же модель с тем же двигателем может развивать на 10 или даже 30 л.с. больше.
Словом, так или иначе запас есть всегда. Вопрос: почувствуете ли вы изменения, если увеличить мощность? Многое зависит от того, как и на сколько её можно поднять.
Какие есть варианты повышения мощности двигателя —
Мощность для любого двигателя внутреннего сгорания может быть выражена как крутящий момент, умноженный на обороты, с коэффициентом.
Поэтому очевидно: для увеличения мощности нужно увеличивать крутящий момент и обороты. Ну или один из этих параметров.
Способы увеличения мощности двигателя можно разделить на два направления, которые условно называют программным и механическим. К программному относится ныне популярный чип-тюнинг, а к механическому — всевозможные доработки с применением новых деталей. Это установка наддува на атмосферный двигатель, увеличение рабочего объёма мотора, замена компонентов силового агрегата более прочными и более лёгкими, оптимизация впускного и выпускного трактов, внедрение более производительной топливной системы и тому подобное.
В зависимости от бюджета тюнинга или желания владельца автомобиля вмешиваться в конструкцию двигателя можно выбрать один вариант модернизации мотора либо комбинировать их в различных сочетаниях. Кроме того, большинство механических доработок дадут эффект только в сочетании с программной. Всё это позволяет увеличить мощность двигателя относительно паспортных значений, но степень прибавки напрямую зависит от способов доработок и даже от типа силового агрегата, который подвергается тюнингу.
Как повысить мощность атмосферного двигателя —
Облегчить все движущиеся части; установить тюнинг впуск-выпуск; правильно подобрать тюнинг распредвалы и выставить перекрытия(доработать гбц) ; грамотно настроить трансмиссию; закончить все чип-тюнингом.
Самый простой вариант — упомянутый выше чип-тюнинг. Изменение программы управления двигателем позволяет получить прибавку в мощности за счёт корректировки заводских алгоритмов работы силового агрегата. Особенно актуален программный тюнинг для владельцев автомобилей, у которых на разных модификациях одной модели (или родственных моделей) устанавливается один и тот же двигатель. Например, у концерна Volkswagen один и тот же двигатель может выдавать разное количество сил на разных рынках. Можно использовать прошивку от более мощного агрегата для повышения мощности базовой версии мотора.
При этом на особую прибавку мощности атмосферного двигателя за счёт чип-тюнинга рассчитывать не стоит. Одно только изменение программы управления даст не более 10% прироста, и то в лучшем случае: обычно прибавка составляет не более 5%. Если нужно ещё больше мощности — придётся заниматься уже механическими доработками автомобиля.
Как уже говорилось ранее, вне зависимости от выбранной разновидности тюнинга, конечной его целью будет обеспечение сбалансированной работы и согласованности функционирования всех узлов системы.
Как увеличить мощность двигателя, если динамика кардинально не устраивает? Один из вариантов — превратить атмосферный мотор в турбированный, оснастив силовой агрегат наддувом. Правда, это тоже совсем не бюджетный вариант. Кроме того, не всякий двигатель выдержит такие доработки — ресурс мотора значительно сократится. Чтобы этого избежать, помимо турбокомпрессора, понадобится и много других, более прочных, чем стандартные, деталей — что тоже кардинально увеличивает стоимость такого проекта.
Есть способы повышения динамики, не затрагивающие двигатель как таковой. Ведь мотор лишь поставщик тяги, с «посредником» в виде трансмиссии. К примеру, можно поменять дифференциал на другой, с уменьшенным или увеличенным передаточным числом. Можно менять и шестерни в механической коробке. Конечно, такой тюнинг влияет лишь на нюансы динамики — улучшает разгон на малых и средних скоростях или, наоборот, увеличивает «максималку». Но другие характеристики при этом неизбежно ухудшаются.
Как повысить мощность турбированного двигателя —
По той причине, что определение мощности двигателя происходит из количества смеси топлива и воздуха, которую он может превратить из тепловой энергии в кинетическую за определенную единицу времени, то повышение объема используемой смеси в обязательном порядке повлечет за собой увеличение мощности.
Достижение такого результата происходит благодаря изменению разницы давления воздуха, создаваемого мотором совместно с нагнетателем. Хотя сама насосная мощность двигателя в данной ситуации не имеет слишком большого значения. Для того, чтобы получить максимальную степень эффективности, следует повысить пропускную способность механизма газораспределения.
Тюнинговый турбокомпрессор позволяет поднять мощность вдвое — и даже ещё сильнее. Лишь бы мотор выдержал.
Наддувные двигатели дорабатывать обычно начинают всё с того же чип-тюнинга. Одним только программным способом отдачу силового агрегата можно увеличить на 20% — подняв предел давления, которое создаёт турбина (его контролирует электроника), и, соответственно, подав в камеры сгорания больше топлива.
А вот дальнейший прирост мощности потребует уже механического вмешательства в конструкцию. Однако можно обойтись относительно малой кровью, если вы не планируете наращивать отдачу более чем в полтора раза от заводских параметров.
Как сделать двигатель мощнее в случае, если вам нужна прибавка, например, 50% и более? Необходимо будет установить более производительные турбину, интеркулер и топливную систему. Помимо новых компонентов, нужно будет усилить блок цилиндров, чтобы он выдерживал повышенные нагрузки, установить более прочные поршни и шатуны, а также улучшить охлаждение мотора. Фактически придётся построить заново двигатель, использовав более «выносливые» элементы. Форсировкой турбомотора можно добиться увеличения тяги двигателя в несколько раз относительно паспортных показателей. Но экономия на комплектующих грозит обернуться скорым выходом силового агрегата из строя с дорогостоящим ремонтом.
Есть и способы, как увеличить мощность дизельного двигателя, который сегодня тоже на легковом автомобиле имеет наддув. Это, прежде всего, отказ от «экологических» ограничителей и систем — рециркуляции, сажевого фильтра. А ещё установка более эффективного интеркулера. Он позволит увеличить плотность воздуха, а значит, улучшить наполнение цилиндров.
И учитывая относительную простоту повышения мощности турбированного двигателя, подобные доработки обойдутся владельцу автомобиля дешевле, чем доработка атмосферного мотора.
Существует два основных способа повышения мощности двигателя:
Каким образом можно увеличить эффективность процессов, происходящих в двигателе? Существует два основных способа: снижение массы движущихся частей или установка новых, улучшенных элементов, которые позволят повысить количество энергии сгорания.
- Первый вариант подразумевает замену стандартных поршней, шатунов, шкивов, клапанов и других деталей двигателя облегченными.
- Второй метод предусматривает включение в конструкцию двигателя новых компонентов.
Автомобильный двигатель выполняет функцию преобразования энергии сгорания топливно-воздушной смеси в механическую. Все процессы происходят в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) за 4 такта:
Впуск. Поршень движется вниз, смесь воздуха и бензина попадает в камеру сгорания через впускной клапан.
Сжатие. Поршень поднимается, сжимая топливно-воздушную смесь. Как только он достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, от которой смесь воспламеняется. При этом выделяется большое количество тепла, температура повышается до 2500 °С.
Рабочий ход. Под давлением поршень снова перемещается вниз.
Выпуск. При достижении поршнем нижней точки хода открывается выпускной клапан, и продукты сгорания выводятся через выхлопную трубу.
Основные способы повышения мощности двигателя:
Система впуска
Доработка впускной системы направлена на снижение сопротивления воздуху на впуске и увеличение объема воздуха, поступающего в цилиндры. В перечень элементов, требующих доработки или замены, в зависимости от степени «тюнингования», входят: воздушный фильтр, дроссельный патрубок, ресивер и впускной коллектор. Модернизация системы впуска повлечет за собой также установку прямоточного выпускного коллектора, «верхового» распредвала и изменения программы управления двигателем. Рассмотрим все по порядку.
Фильтр нулевого сопротивления:
Фильтр нулевого сопротивления — обеспечивает не нулевое, а значительно сниженное сопротивление воздушному потоку. Стандартные воздушные фильтры имеют в своем составе фильтрующий элемент, изготовленный из очень плотного материала, к тому же и конструкция таких фильтров не совсем удачна с точки зрения количества пропускаемого воздуха.
Система впуска холодного воздуха:
Чтобы исключить попадание в цилиндры горячего воздуха, в подкапотном пространстве важно выбрать место, которое было бы максимально удалено от любых источников тепла. Также следует ставить и защитный тепловой экран. К впускному отверстию присоединяется гофр, забирающий «за бортом» более чистый и холодный воздух. Специальная форма корпуса и самого фильтрующего элемента создают дополнительные завихрения, способствующие наполнению цилиндров двигателя. В итоге имеем: холодный воздух, получаемый с улицы, уменьшенное сопротивление за счет нулевика и пассивный наддув при движении автомобиля.
Следующий шаг — увеличение дроссельной заслонки.
Увеличенный дроссель снижает скорость воздушного потока и способствует увеличению производительности впускной системы по воздуху. Самый бюджетный вариант — на разборке покупается заслонка от более мощного автомобиля, которая и устанавливается на собственную машину.
Спортивный ресивер:
Далее идет замена стандартного впускного ресивера на увеличенный «спортивный». Спортивный ресивер имеет значительно больший объем и более короткие впускные патрубки. Больший, чем у стандартного, объём позволяет, при правильной конструкции и настройке, сгладить пульсации воздуха.
- Короткие впускные трубопроводы смещают максимальный коэффициент наполнения цилиндров в область высоких оборотов двигателя.
- Длинные впускные трубопроводы обеспечивают хорошее наполнение и соответственно высокий крутящий момент при низких оборотах.
Идеал – впускная система с изменяемой геометрией каналов, которая в зависимости от оборотов и открытия дросселя использует разные длины коллектора и улучшает наполнение во всем диапазоне оборотов.
Многодроссельный впуск:
Существуют системы впуска, где впускной коллектор в его привычном понимании отсутствует как таковой, вместо него устанавливаются коротенькие трубки — «дудки», настроенные на определенные, обычно очень высокие обороты. Применяются они при желании выжать из двигателя все и стоят достаточно дорого. Это уже высшая ступень в тюнинге систем впуска атмосферных автомобилей — многодроссельный впуск, где на каждый цилиндр приходится по отдельной дроссельной заслонке и коллектору.
Установка прямоточного выхлопа —
Выпускной коллектор. Как правило, коллектор варится на фланцах старого коллектора. Катализатор больше не применяется, а на месте датчика кислорода устанавливают заглушку, либо датчик через удлинитель. Обязательно условие к коллектору – сделать каждую трубу равнодлинной, чтобы не было запаздывания выпуска, иначе будет избыточное давление. К коллектору, желательно, вварить гофру, что бы гасить колебания, которые, без гофры будут передаваться на кузов.
Резонатор. Этот элемент предназначается для гашения звуковых колебаний. Отличается от обычных пламегасителей тем, что имеет более сложную форму внутри, позволяющую снизить шум и сопротивление. Изготавливается, как правильно, из нержавеющей стали, что бы выдерживать высокие температуры. За счет расположения пламегасителя можно регулировать полку момента: чем дальше резонатор стоит от коллектора – тем больше момент на низких оборотах двигателя, соответственно, чем он ближе – тем выше момент на средних и высоких оборотах коленвала.
Глушитель. Прямоточный глушитель, зачастую, ставят вместо штатного глушителя, надеясь получить заветные несколько «лошадок», но получают только гремящий бас выхлопа. После того, как резонатор заглушил звуковые колебания, глушителю остается лишь беспрепятственно высвободить газы. Если же хочется получить прибавку мощности, не рискуя повышенным уровнем шума, то нужно приобретать прямоток с сопротивлением, которое, в отличие от штатной системы, все равно будет меньше.
Правильно настроенный выхлоп дает прибавку в мощности, но и позволяет сэкономить топливо, что ощутимо по трассе.
Касательно автомобилей с турбиной. Особенность выхлопной системы в таком случае состоит в том, что впускной и выпускной коллекторы связаны между собой турбиной. Чем выше давление на выпуске, тем больше раскручивается турбина и дает высокое давление на впуске. Важно знать, на сколько % мощности дает прибавка такой системы на турбированном моторе, что бы для впуска не было избыточного давления.
Расточка блока цилиндров —
Обычно объем двигателя указывается в литрах (1,8 л., 2 л., 4 л. и т.д.) или кубических сантиметрах (в 1 л 1000 см3). В американских автомобилях используются кубические дюймы.
Увеличению этого показателя способствует процедура расточки цилиндров на специализированном станке. Такая операция позволяет увеличить сечение гильз изнутри при сохранении их правильной геометрии.
Решаясь на расточку, необходимо помнить, что для модернизированных таким образом цилиндров нужны поршни большего диаметра, так как только идеальное совмещение этих деталей обеспечит необходимый уровень компрессии и высокую степень сжатия.Установка усовершенствованного распределительного вала.
Тюнинг распредвалы —
Наибольшее влияние на кривую крутящего момента оказывают параметры газораспределения. Один из самых популярных способов тюнинга двигателя. В отличие от обычных распредвалов, тюнинговые имеют кулачки другой формы – более высокие и широкие. Это позволяют клапанам подниматься выше и находится в открытом состоянии дольше, что способствует подаче большего количества топливно-воздушной смеси.
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.
Установка высококомпрессионных поршней —
Такие поршни используются для повышения компрессии в цилиндрах. Они изготавливаются, как правило, из алюминиевого сплава с добавлением кремния. Одно из колец в таких поршнях больше других, а на верхней части имеется выпуклость.
Высококомпрессионные поршни создают большее, по сравнению со стандартными, давление, чем ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность ДВС. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, поэтому используются в самых современных автомобилях с форсированными двигателями.
Несмотря на высокую износостойкость усовершенствованных поршней им, как и любым другим высоконагруженным деталям, необходима дополнительная защита. С этой задачей прекрасно справляются специальные антифрикционные составы, наносимые на юбки поршней.
Уровень компрессии можно увеличить также с помощью шлифовки головки блока цилиндров. При этом прокладка ГБЦ обязательно меняется на специальную, выдерживающую избыточное давление.
Собираясь использовать различные методы повышения компрессии, необходимо помнить, что ее чрезмерные показатели могут привести к детонации и повреждению двигателя. Особенно это актуально для автомобилей с турбонаддувом.
Использование строкер-кита —
Многие компании производят уже готовые комплекты для механического тюнинга двигателя (в основном, для американских 8-ми цилиндровых автомобилей). Стандартно они включают поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал. Использование таких наборов позволяет изменить длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и добавляет двигателю 10-15 % объема.
Все детали проходят строжайший контроль качества, имеют больший запас прочности и износостойкости.
Существует несколько базовых вариантов строкер-китов для «низких», «низких-средних» или «средних-высоких» оборотов двигателя.
Масштабные доработки мотора — это внесение изменений в конструкцию транспортного средства, а значит, чтобы их легализовать, придётся пройти долгий путь с лабораторией и получением новых документов. И совсем не факт, что эксперты признают такие переделки легальными и допустимыми, а это значит, что автомобиль не пройдёт техосмотр, то есть как минимум с его продажей новому владельцу будут проблемы.
Стейдж(Stage) 1-4 что это?
В переводе с английского stage означает стадия, этап. А значит цифры после этого слова означают условные этапы в тюнинге автомобиля.
Каждый последующий этап подразумевает строгий порядок модификации. Стейдж 3 означает что вы уже прошли 1 и 2 этапы.
Эти стадии были придуманы всего лишь для удобства общения в среде профессионалов. Чтобы в них не запутаться, объясним чем они отличаются друг от друга.
Stage 1 — самый простой, подходящий для любого автомобиля в рамках ежедневной эксплуатации. Например, чип-тюнинг ЭБУ ДВС.
Данная процедура предпочтительна для двигателей с турбонаддувом, так как позволяет получить значительную прибавку в мощности. Потенциал атмосферных двигателей намного меньше для чип-тюнинга и максимальное значение прибавки мощности составляет в среднем 5-15% от стоковой. Данное решение является безопасным и практически не влияет на ресур силовых узлов при грамотной настройке специалистами.
Stage 2 — подразумевает установку или замену некоторых запчастей. Например, тюнинг впуска (холодный впуск, фильтр-нулевик) и выпуска (изготовление выхлопной системы). Так же подходит для ежедневной эксплуатации на дорогах общего пользования.
В зависимости от автомобиля рекомендуется замена интеркулера или установка радиатора дополнительного охлаждения, замена впускной системы, и в некоторых случаях также требуется доработка топливной системы.
Stage 3 — серьёзные технические модификации автомобиля. Установка новых деталей повышенной производительности, например турбина, интеркулер, форсунки, свечи, топливный насос. Подразумевает возможную эксплуатацию автомобиля на гоночном треке или участие в спортивных соревнованиях. Главный минус для ежедневной эксплуатации — это заметно повышенный расход топлива.
Чтобы добиться максимального эффекта также устанавливается система впрыска водо-метанольной смеси, либо более производительный интеркуллер. Так же используется спорт топливо.
Stage 4 — последняя стадия тюнинга, у которой нет финальной точки — развитие тюнинга бесконечно.
Мотор - это сердце авто, за ним нужен постоянный уход(вовремя обслуживать) и не экономить на запчастях и жидкостях.
Если заинтересовало, подпишись, здесь будет море информации про мир авто. Я буду очень признателен)
Смотри канал так-же в телеграмм.