Возможности «Чип-тюнинга» двигателя, стоит ли?

92
Чип тюнинг двигателя

Чип-тюнинг — это изменение характеристик двигателя автомобиля с помощью изменения калибровок программы блока управления двигателем.

Чип тюнинг: за и против
Чип тюнинг: за и против

Работа 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.

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.