Новости

Как увеличить крутящий момент двигателя - отзывы

Что такое крутящий момент

Крутящий момент является одним из основных показателей двигателя. Он рассчитывается умножением силы на длину рычага, на который она действует. Переводя на простой язык получается, что чем больше крутящий момент, тем быстрее двигатель способен набирать максимальную мощность, и тем быстрее машина будет разгоняться с места или с маленькой скорости.

Существует два подхода к увеличению мощности двигателя:

1. установка внешних более производительных комплектующих (распределительные валы, система выпуска, воздушный фильтр и т.д.);
2. доработка конструкции двигателя.

Первый способ является менее трудоёмким и не очень затратным, однако он способен увеличить мощность двигателя лишь на 20-30%. Второй способ более капитальный, но и итоговые показатели будут на порядок выше.

Варианты увеличения мощности и крутящего момента

• Головка блока цилиндров. Доработка этого блока позволяет произвести турбирование двигателя. В результате увеличится количество сгораемого газа и возрастёт его мощность. Однако данные модификации достаточно трудоёмки и не всегда применимы на практике. Поэтому очень часто дорабатывают впускной клапан, таким образом, чтобы он более надёжно прилегал и полностью закрывал камеру сгорания.
• Распределительный вал. На некоторых автомобилях возможна замена обычных валов на спортивные, которые имеют несколько изменённый профиль кулачков. Они способствуют более эффективной подаче топлива в камеру сгорания. В результате на поршень будет оказывать повышенное давление и крутящий момент также увеличится.
• Камера сгорания. Её уменьшение позволит повысить мощность двигателя. Это связано с тем, что чем меньше будет объём, тем больше будет степень сжатия у топлива. Для уменьшения камеры необходимо произвести фрезеровку головки блока цилиндров или заменить поршень.
• Поршни. Можно заменить штатные единицы на более лёгкие аналоги. В результате этого, снизится нагрузка на коренные шейки и коленчатый вал.

Данные способы являются основными. Воспользовавшись одним или несколькими из них, можно увеличить крутящий момент двигателя и повысить его мощность. Однако необходимо отметить, что с увеличением тяговитости, он начнёт потреблять несколько больше топлива.

Если посмотреть на статистические данные, то большинство автовладельцев имеют автомобили с двигателями объемом до двух литров. При этом, мощность автомобилей не превышают 120 лошадиных сил. Именно данный факт, заставляет многих автолюбителей обратить внимание на возможность увеличения мощности. Тем более, если знать, рабочий объем моторов у болидов формулы 1 с мощностью в 600 лошадиных сил при рабочем объеме в 1,6 литра, или обратить внимание на современные разработки других моторов сравнимым объемом. Поэтому, большинству автолюбителей будет интересно знать, что именно позволяет развивать моторам с малым рабочим объемом таких мощностей, и как самостоятельно этого добиться на обычном атмосферном двигателе.

Что такое мощность автомобильного мотора?

Для полного понимания доработок, необходимо разобраться в теоретических вопросах мощности двигателя внутреннего сгорания. Но углубляться в тему не будем, а рассмотрим только краткие принципы и саму суть. Для начала, нужно усвоить главное понятие, что мощность - это крутящий момент умноженный на количество оборотов коленчатого вала в минуту с коэффициентом.

По сути, результатом таких вычислений, станет определенное число, выражающее работу за единицу времени, но оперировать данной формулой проще, чем вычислять лошадиные силы. Из выше указанной формулы, появляется единственный вывод - что бы поднять мощность двигателя, необходимо увеличить крутящий момент или обороты мотора в минуту.

Ничего сложного в понимании нет, но сложность заключается в методах и последствиях подъема оборотов или крутящего момента. Казалось бы, почему нельзя увеличить обороты коленчатого вала до 9 000-10 000, вместо 5 или 6 тысяч? Дело в том, что каждый мотор имеет свои пределы прочности, а повышение оборотов увеличивает нагрузку на двигатель в квадратичной прогрессии. Поэтому, невозможно увеличивать обороты без серьезных изменений в конструкции мотора. Естественно, при самостоятельной форсировки двигателя, нет возможности приспособить мотор к высоким оборотом, и приходится увеличивать крутящий момент.

Что такое крутящий момент

Решив поднять крутящий момент, автовладелец также столкнется с проблемой увеличения нагрузки на мотор, но уже в линейной прогрессии. Поэтому, появляется возможность аккуратного поднятия, до приемлемого уровня.

Для этого, нужно увеличить количество топливной смеси в камере сгорания. При этом, увеличивается потребление топлива и необходимость большего количества воздуха. Только при эффективном сжигании всего бензина, можно добиться высоких показателей от мотора. Но известно, для того что бы сжечь килограмм бензина, необходимо до 15 кг воздуха, что составит около 12 кубометров на 1,4 литра топлива. Поэтому, остается вопрос в повышении количества воздуха, ведь увеличить объем подаваемого топлива не так сложно.

Исходя из выше написанных сведений, следует то, что необходимо установить турбину или компрессор на Ваш мотор, или увеличить объем камеры сгорания. Именно это позволит добавить крутящего момента автомобилю, а соответственно и мощности.

Зависимость крутящего момента от рабочего объема

На данном пункте стоит остановиться подробнее, на атмосферный двигатель в полной мере распространяется правило: «на 1 литр рабочего объема, приходится от 85 до 120 Нм крутящего момента». Данное правило сохраняется на протяжении многих десятилетий, и даже современные технологии не способны его преодолеть. Только моторы совсем старых модификаций выбиваются из общей массы, и не в лучшую сторону.

К примеру, ВАЗовский двигатель, который устанавливался на «копейке». Имел рабочий объем 1,2 литра, при крутящем моменте в 87 Нм. Но это устаревший силовой агрегат с неэффективным зажиганием и карбюраторной системой впрыска топлива. А современный двигатель с таким же рабочим объемом, установленный в Skoda Fabia, способен развить до 112 Нм. А популярный мотор от Toyota с объемом 1,8 литра развивает до 170 Нм крутящего момента. В то же время, немецкий двигатель М111 с рабочим объемом 2,3 литра имеет 220 Нм, М272 с тремя литрами развивает до 300 Нм крутящего момента.

В принципе, серьезных исключений из этого правила не существует, даже самые продвинутые атмосферные моторы, устанавливаемые на болиды формулы 1. которые имели объем в 2,4 литра, не развивали более 260 Нм крутящего момента, но благодаря высоким оборотам в минуту (до 17 000 - 18 000), имели огромную мощность.

Это происходит из-за того, что крутящий момент зависит от степени наполнения камеры сгорания, а в нетурбированном двигателе, она полностью зависит от атмосферного давления воздуха. Поэтому, без увеличения рабочего объема и модификации двигателя - увеличить крутящий момент очень сложно. Конечно, можно добиться положительного результата улучшив систему впуска и выпуска, но прирост по сравнению со вложенными средствами - будет незначителен.

Совершенно иначе, выглядит ситуация с турбированными моторами. Благодаря турбине или компрессору, в камеру сгорания можно нагнать любое необходимое количество воздуха. К примеру, силовой агрегат ЕА111, установленный на Skoda Octavia, имеет рабочий объем 1,4 литра при 250 Нм крутящего момента. Поэтому, ограничение в турбированных моторах заключается только в прочности компонентов, которые должны выдержать увеличивающиеся нагрузки.

Из этого, следует единственный вывод - без турбины или компрессора, невозможно на порядок увеличить крутящий момент. Даже серьезные и полномасштабные модификации силового агрегата приведут к незначительному увеличению крутящего момента в соотношении на литр объема.

Но если, Вы остаетесь строгим приверженцем атмосферных агрегатов, то далее попытаемся рассказать о возможных действиях для форсирования мотора, и способах добиться максимальной отдачи от двигателя.

Переделка двигателя при форсировании

Не стоит расслаблять и считать, что увеличить мощность на атмосферном моторе можно без особых хлопот. Тем более, если Вы хотите пойти по пути увеличения максимальных оборотов (самый эффективный способ увеличить мощность мотора), то придется менять поршневую группу на более легкую и прочную, что может обойтись в значительную сумму.

И так, для комплексной переделки мотора понадобиться приобрести кованный и облегченный коленчатый вал, такие же Н-образные шатуны, Т-образные кованные поршни с уменьшенной высотой и естественно новые болты шатунов с увеличенной прочностью. Также, стоит позаботиться о новом масляном насосе с повышенной производительностью, для большей эффективности на повышенных оборотах. Можно приобрести специальные поршни, которые используются при экстремальном увеличении мощности двигателя, они спроектированы для использования всего двух поршневых колец для снижения потерь на трении, при минимальной толщине для снижения веса.

Не стоит думать, что все изменения закончились на данном этапе. Кроме поршневой группы, придется модифицировать систему газораспределения, для соответствия повышенным оборотам. Для того, что бы клапана успевали вовремя закрываться и открываться на повышенных оборотах, придется облегчать сами клапана с использованием новых материалов, и купить специальные пружины с большей эластичностью. Также, придется установить новые распределительные валы, позволяющие быстрее открывать и закрывать клапана. А повышенная нагрузка на все компоненты обязывает использовать дорогостоящие материалы и высокую точность производства, что приводит к высокой стоимости всех компонентов.

Примеры доработки мотора профессионалами и комплекты модификации

Далее мы рассмотрим примеры тюнинга атмосферных моторов на примере профессиональных команд и зарекомендовавших себя двигателей. К примеру, мотор Opel C20XE, который специально создавался для возможности дальнейшей модификации. Заслужил популярность среди многих гоночных команд, в том числе и Opel. Chevrolet и Lada. Тем более, что использовался в течении двух десятилетий. Что говорит о крайней надежности и эффективности данного агрегата.

Стоит немного отвлечься от тюнинга и дать небольшие пояснения. Данная статья не рассчитана на пошаговую инструкцию по переделки моторов, так как к каждому конкретному случаю требуется индивидуальный подход. Тут же, мы пытаемся пояснить принципы форсирования, и объяснить, что и для чего делается. Поэтому, далее будут приведены цены на комплекты от тюнинговых ателье, которые разрабатывали и проверяли свои детали, а не сделали все «на коленке». Также, стоит учитывать, что данный силовой агрегат обладает хорошим запасом прочности, что делает его модификацию несколько дешевле. Поэтому, качественная переделка массовых или недорогих агрегатов может обойтись дороже.

При выпуске с завода, двигатель от Opel C20XE имеет рабочий объем в два литра и максимальную мощность до 150 лошадиных сил. Долгое использование мотора в роли основного силового агрегата для участи в различных гоночных соревнованиях, позволило многим фирмам набрать большой опыт по его модификации. Поэтому, есть возможность приобрести готовые комплекты тюнинга, которые дадут уже известный результат без риска на поломку. Но двигатель должен находиться в рабочем состоянии, и не быть на грани утилизации.

Каждый из комплектов отличается по цене, комплектации и итоговой мощности. К примеру, самый дешевый комплект от знаменитой фирмы Qedmotorsport обойдется в 129 000 рублей по актуальному курсу рубля к фунту. Не дешево? Но весь комплект проверен временем и проработан до мелочей. В набор включили модифицированный впускной коллектор с дроссельной заслонкой на каждый цилиндр, модифицированная топливная рампа с увеличенной производительностью и регулятором давления, обновленный электронный блок управления силовым агрегатом, новая проводка и двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов коленвала. Также, придется установить новые распределительные валы и новые болты шатунов с увеличенной прочностью. Это даст прирост мощности до 190 лошадиных сил с гарантией надежности.

Если автовладельцу будет мало новой мощности, то можно приобрести более дорогой комплект и добиться мощности до 210 лошадиных сил. Для этого, придется выложить на 36 000 рублей больше. В данный комплект дополнительно войдут облегченные, но более прочные поршни, специальные шестерни ГРМ с возможностью более тонкой настройки фаз и другие распределительные валы для ускорения работы клапанов.

Для того, что бы двигатель работал при мощности в 220 лошадиный сил, нужно будет выложить еще 18 000 рублей, или всего 183 000. При этом, покупатель получит комплект запчастей для модификации клапанов и всей системы газораспределения. В комплект войдут распредвалы сделанные для работы без гидрокомпенсаторов, другие пружины для клапанов и обновленные толкатели.

Самый топовый комплект для данного двигателя позволит развивать до 245 лошадиных сил, но придется потратить 197 000 рублей. При этом, он ничем не будет отличаться от предыдущего, кроме настроек на более высокие обороты и нагрузки. При этом, доработанный двигатель до 250 - 260 лошадиных сил, и имеющий сертификат о прохождении проверки на специальном стенде, может обойтись от 250 000 рублей до 360 000 рублей. Данные цены указаны без учета налогов и стоимости доставки.

Стоит отметить, что двигатель данной модели мог развивать мощность в 320 лошадиных сил, при модификации его заводскими командами, имеющими неограниченный бюджет и любые тестовые стенды для тестирования.

Такая же ситуация касается и другого двигателя, зарекомендовавшего себя в раллийных гонках - это Duratec с рабочим объемом 2 литра и мощностью в 150 лошадиных сил. Технические характеристики очень похожи на предыдущий мотор, но он имеет более современную конструкцию.

Для примера, будем брать разработки одной из компаний Omex Technology Systems, которая самостоятельно дорабатывает моторы и продает их в форсированном варианте. Начальный набор, позволит увеличить мощность двигателя до 180 лошадиных сил, благодаря модифицированному впускному коллектору с отдельными дроссельными заслонками на каждый цилиндр, обновленный электронный блок управления, «агрессивные» распредвалы, болты шатунов из высокопрочных сплавов и новая выпускная система. Это позволит автомобилю выдерживать до 7,8 тысячи оборотов коленвала, а заявленная мощность агрегата достигается при 6 500 оборотах в минуту. Но стоимость форсированного двигателя составит 430 000 рублей.

Силовой агрегат доработанный до 200 лошадиных сил, обойдется в 494 000 рублей. При этом, в двигателе будет доработана головка блока цилиндров и камеры сгорания, а заявленная мощность достигается при 7 000 оборотах коленвала.

За максимальную мощность данного двигателя, придется выложить 830 000 рублей. В данном случае, мотор получит 260 лошадиных сил, благодаря новому комплекту кованной поршневой группе, усилению и облегчению газораспределительного механизма, увеличение производительности топливной системы и других модификаций. При этом, максимальные обороты коленвала увеличены до 8 700 в минуту, а максимальная мощность достигается при 8 500 оборотов в минуту.

Из этих примеров видно, что форсирование атмосферного двигателя - это дорогостоящая процедура при минимальных улучшениях технических характеристик.

Вывод

Теперь стало ясно, при тюнинге атмосферного двигателя, выгоднее поднять предел максимальных оборотах. Еще лучший эффект, получится при уменьшении падения крутящего момента на максимальных оборотах, или его увеличения. В таком случае, можно добиться до 40% подъема мощности, но стоимость такого тюнинга превысит все мыслимые пределы.

Поэтому, правильней всего, будет форсировать мотор при помощи турбины или компрессора. В таком случае, можно получить более приемлемый вариант при меньших расходах денежных средств.

Для того чтобы реконструировать двигатель Вашего автомобиля (понятно - с целью повышения качества работы), необходимо понимать, что это комплексная работа, ведь двигатель, как человеческий организм, в нем все взаимосвязано. Необходимо знать точно, можно ли произвести то или иное изменение. Если можно, то как это сделать? В конце концов, надо иметь представление о том, чего мы хотим добиться в итоге. В общем, все это сделать маловероятно без знания основных рабочих процессах двигателя.

Чаще всего спрашивают, как увеличить мощность двигателя, и это логично, ведь мощность выступает основной характеристикой работы двигателя. Только всегда помните про ту самую взаимосвязь процессов в двигателе: изменения лишь в одном узле могут привести к изменениям во всем рабочем процессе. И эти изменения не всегда будут позитивными: улучшая одно, можно испортить другое.

Повышение мощности двигателя: способы

Тюнинг двигателя по увеличению его мощности можно осуществить двумя способами:

1. повышение крутящего момента в коленчатом вале;
2. перемещение крутящего момента в диапазон высоких оборотов без изменения его величины.

Теперь попробуем поэтапно разобрать, как увеличить мощность двигателя ваз и других марок указанными выше способами.

Увеличиваем крутящий момент

Вообще, вращающий момент зависит в основном от объема двигателя и давления в цилиндре. Какие могут быть варианты в данном случае?

Объем двигателя

Основной вариант состоит в увеличении рабочего объема двигателя, но в пределах его возможности, так как увеличить мощность двигателя без создания проблем можно, лишь ориентируясь на максимальные возможности конструкции двигателя (не превышая их). Этот вариант наиболее удачен в плане дорожных автомобилей, ведь Вы не меняете диапазон оборотов, а значит, Вам не придется привыкать к новой манере вождения.

Перейдем к рабочему вопросу: как увеличить объем? Есть два способа: увеличение диаметра цилиндра или замена стандартного каленвала на каленвал с большим эксцентриситетом. Мы не будет вдаваться в подробности того, как увеличить мощность двигателя за счет замены каленвала, так как в целом этот способ менее удачен. В двух словах: каленвал с большим эксцентриситетом потребует более коротких шатунов. Чем короче шатун, тем большее усилие необходимо, чтобы прижать поршень к стенке цилиндра, в итоге увеличивается величина сопротивления движения (при сохранении коэффициента трения). В общем, наблюдаем не только механические потери, но и большую нагрузку на шатуны, а в тюнинге это совсем не мелочи. Потому рассмотрим второй вариант.

Увеличить объем цилиндра можно путем расточки цилиндра под поршни большего диаметра. Стенки цилиндров имеют достаточную толщину (что обеспечивает их прочность). Однако вполне можно пожертвовать миллиметром-двумя (при наличии толщены 7-8мм), чтобы получить дополнительный объем.

Наддувная технология

Конструктивные особенности турбированных двигателей интересны с точки зрения тюнинга, так как увеличить мощность двигателя в данном случае мы можем без разбора двигателя (не трогая объем и моментную кривую). Здесь больший момент мы получаем, лишь немного изменив величину наддува.

Давление наддува (и в турбинах, и в механических компрессорах) определяется количеством оборотов двигателя: больше оборотов - выше давление. Блок управления следит за давлением, стравливая лишнее, а значит, наша цель - изменить его характеристику. Надо-то лишь слегка поднять планку стравливания, и давление увеличится. Однако и здесь есть определенные пределы тепловых и механических нагрузок. То есть, в некоторых пределах наддув увеличить можно, однако, если Вы желаете получить еще более мощный двигатель, при данном способе не обойтись без дополнительного тюнинга (установка дополнительного радиатора, изменение системы охлаждения, увеличение объемов камеры сгорания, промежуточный охладитель воздуха, обновление воздухозаборников; кроме того, возможно, придется чугунный коленчатый вал сменить стальным и подобрать поршни с большей прочностью). В общем, дело не из простых.

Газодинамические изменения

Суть сего метода в увеличении заряда топливно-воздушной смеси. В общем-то такой способ - это лишь практические эксперименты. Процесс представляет собой устранение дефектов серийной сборки (сглаживание и выравнивание впускных и выпускных каналов, ликвидация острых углов на стыках деталей и тому подобные манипуляции). Сказать на вскидку, где и как надо сделать и что будет правильно, фактически невозможно.

Диапазон высоких оборотов

Чтобы понять, как увеличить мощность двигателя данным способом, надо понять, что есть мощность двигателя вообще. А мощность - это ничто иное, как произведение вращающего момента и скорости вращения двигателя. И тут несложная математика: смещая стандартную характеристику крутящего момента в зону высоких оборотов, получаем большую мощность. Однако есть тут и свои минусы.

В любом газораспределительном механизме цилиндры хорошо наполняются лишь в своем установленном диапазоне оборотов. В результате перемещения крутящего момента в зону более высоких оборотов мы потеряем его на низах; то есть, теперь на низких оборотах цилиндры будут плохо продуваться. Итог: жмем на газ - машина не едет; с места трогаться тоже не вариант - сожжем сцепление. А стрелку-то держать придется на высоких оборотах. В общем, для обычного автомобиля вариант не лучший, обычно этот способ применяется в случае спортивных авто для соответствующих целей. Потому и имеют серийные двигатели разумную область оборотов в пределах 2-3х тысяч.

Конечно, есть продвинутые двигатели, где автоматически изменяются фазы газораспределения, что позволяет избежать подобных провалов на низах. Специальный регулирующий механизм на низких оборотах сужает фазы и уменьшает перекрытие (продолжительность одновременно открытых выпускных и впускных клапанов), в итоге цилиндры хорошо наполняются. При увеличении оборотов регулирующий момент начинает работать в обратном направлении: увеличивает перекрытие, расширяет фазы, и вместе с хорошим вращающим моментам мы имеем хорошо продуваемые цилиндры на высоких оборотах.

Но что если у нас классический моторчик, как увеличить мощность двигателя ваз данным способом? Устанавливаем широкофазный распредвал в двигатель и забываем про низкие обороты. Конечно, навряд ли мы увеличим вращающий оборот, его абсолютная величина скорее останется той же, что у серийного мотора, просто в области более высоких оборотов. Но произведение крутящего момента на обороты будет уже выше, чем у серийного, а значит, мы увеличили мощность двигателя.

Чип-тюнинг – неплохой способ повысить мощность и крутящий момент двигателя

Чип-тюнинг – неплохой способ повысить мощность и крутящий момент двигателя, не разбирая его.

«Тюнинг» в переводе с английского означает «настройка», «регулировка» . Одно из наиболее привлекательных направлений доводки автомобильного двигателя – чип-тюнинг. Его особенность в том, что изменение характеристик мотора (мощности, крутящего момента, расхода топлива) достигают без каких-либо механических переделок двигателя – расточки цилиндров, увеличения хода поршня и т.д. Правда, это возможно только если автомобиль оснащен электронным блоком управления двигателем (ЭБУ, англ. – ECU – Engine Control Unit), который, собственно, и подвергается доработке.

ЭБУ – это своего рода автомобильный компьютер. Он руководит работой мотора, то есть формирует управляющие сигналы для исполнительных устройств – систем впрыска топлива, зажигания и турбонаддува, согласно информации, получаемой от датчиков числа оборотов и положения коленчатого вала двигателя, расходомера воздуха и т.д.

В таком компьютере находится один очень важный элемент – чип (chip) – микросхема, в которую заложена программа управления двигателем. Силовой агрегат каждой марки и модели современного автомобиля работает по собственной программе. Корректируя ее, можно изменять некоторые параметры работы систем двигателя – подавать в цилиндры больше или меньше топлива, устанавливать другой угол опережения зажигания, изменять режим работы систем, контролирующих токсичность выхлопных газов. В программе управления наддувных двигателей изменяются момент включения турбонаддува и давление наддува. Перекодировке подвергается и стандартная программа анализа состояния датчиков расхода воздуха, детонации, лямбда-зонда и т.д. Делая все это, специалисты из тюнинговых ателье высвобождают скрытые резервы мотора, которые были «зажаты» на этапе создания для получения оптимальных характеристик ресурса двигателя, расхода топлива, токсичности выхлопных газов.

Чип-тюнинг можно проводить двумя способами – при первом демонтируют стандартный чип, перепрограммируют его и возвращают на место; при втором – вместо снятой микросхемы устанавливают новую, с абсолютно другой программой. Основное преимущество чип-тюнинга – он значительно дешевле (200-500 у.е.), чем внесение изменений в конструкцию двигателя – расточка цилиндров, замена деталей цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма. Еще одно преимущество такого тюнинга – выигрыш во времени. На эту операцию затрачивается от нескольких часов до двух дней, в то время как на модернизацию двигателя (форсирование) понадобится не одна неделя.

Чип-приставки

В истории имел место еще один способ увеличения мощности и крутящего момента бензиновых двигателей, при котором программа ЭБУ не подвергалась изменениям. Характеристики изменяли путем установки на входе в ЭБУ дополнительного модуля, который «искажал» поступающую информацию от датчиков. Таким «электронным обманом» как раз и обеспечивалось повышение мощности и крутящего момента. Этот способ находит применение в исключительных случаях, так как вследствие искажений входных сигналов нарушается сбалансированность работы систем двигателя, что приводит к появлению целого ряда негативных факторов – значительно повышается токсичность отработавших газов, двигатель на холостых оборотах работает нестабильно, расход топлива увеличивается.

Механизм управления современными дизельными моторами с турбонаддувом по сложности не уступает электронике бензиновых двигателей – ЭБУ контролирует давление, момент и количество впрыскиваемого в цилиндры топлива и управляет работой турбины.

Кроме замены или перепрограммирования чипа, для дизелей предлагается добавочный модуль, который изменяет сигналы ЭБУ, управляющие моментом включения турбины. На серийных дизелях она включается в работу при 2500-3000 об/мин. А добавочный модуль (например, Digital DIVO) включает турбину уже при 900-1000 об/мин, чем исключает вялое поведение автомобиля на «низах» и обеспечивает интенсивный разгон сразу же после начала движения или включения очередной передачи.

«За» и «против»

Ресурс двигателя, подвергнутого чип-тюнингу, – главный вопрос, который беспокоит автолюбителей. Одни утверждают, что увеличение мощности таким способом ведет к росту нагрузок на детали поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма и, соответственно, к более интенсивному их износу. Другие настаивают на том, что при большем крутящем моменте передачи переключаются при более низких оборотах, когда поршни и другие детали испытывают меньшую нагрузку и совершают меньше движений, поэтому изнашиваются не так быстро.

На практике моторесурс во многом зависит и от стиля вождения. Если за рулем гонщик, естественно, речи о большом ресурсе быть не может. Другое дело, если автовладелец ни за кем не гоняется. Ресурс двигателя в этом случае вряд ли будет отличаться от стандартного. Отрицательно повлиять на долговечность мотора может чип с «эконом»-программой, уменьшающей порции впрыскиваемого в цилиндры топлива, что приводит к снижению мощности и крутящего момента. В городском режиме для включения повышающих передач это требует раскручивания мотора до более высоких оборотов, при которых детали испытывают большую нагрузку. Естественно, износ при этом повышается.

Реальные возможности

Те, кто занимается чип-тюнингом, обычно предлагают несколько вариантов доработки двигателя в целях улучшения конкретных характеристик – увеличения мощности и крутящего момента (на низких или высоких оборотах), легкого запуска двигателя в морозную погоду, снижения расхода топлива.

Например, мощность атмосферного бензинового двигателя можно увеличить на 8-12%, турбированного – на 20-25%. «Экономичный» чип снижает расход топлива на 5-15%. В случае с турбированными дизелями мощность удается повысить на 25-30%, а крутящий момент – на 20-25%. Стоит отметить, что увеличение мощности не всегда приводит к заметному улучшению динамики автомобиля. Как правило, максимальную мощность двигатель выдает на оборотах, близких к максимуму. Но вряд ли кто-то постоянно ездит, раскручивая мотор до 5500-6000 об/мин. Крутящий момент в большой степени влияет на динамические характеристики автомобиля. Именно при его увеличении, особенно в зоне малых оборотов, двигатель становится более приемистым, т.е. способным быстрее разгонять автомобиль. Чип-тюнинг как раз и обеспечивает увеличение крутящего момента и смещение его максимальной величины в сторону низких оборотов.

Сегодня у специалистов по чип-тюнингу появилась возможность устанавливать в автомобиль систему выбора программы работы мотора. Ее особенность в том, что водитель может самостоятельно менять характеристики двигателя: нужно «погоняться» – переключил ЭБУ в спортивный режим работы, хочется спокойной, экономичной езды – включил режим «эконом» или «стандарт».

У читателя может возникнуть вполне оправданный вопрос: что дает чип-тюнинг обычному водителю, который не «болен» спортивным азартом и высокими скоростями? Преимуществ здесь несколько. Во-первых, более высокие тягово-скоростные характеристики облегчают процесс управления автомобилем в городе. Во-вторых, на трассе с интенсивным движением появляется больше возможностей совершать резкие ускорения при обгонах. В-третьих, легче двигаться при полной загрузке автомобиля. Кроме того, после нескольких лет эксплуатации некоторые автовладельцы начинают жаловаться на недостаток мощности «родного» мотора. Во всех этих случаях чип-тюнинг – это реальный шанс изменить характер машины.

Одна из важных характеристик двигателя. Она показывает, сколько времени двигатель тратит на то, чтобы разогнаться до максимальной мощности. Повлиять на эту характеристику можно двумя способами. Стоит заметить, что эти два варианта не исключают друг друга - лучший результат даст гибрид, сочетающий оба подхода. У каждого двигателя есть какие-то характеристики. У какого-то они больше, у другого меньше. Все известно, что для лучшей динамики автомобилю требуется большая мощность, но мало кто знает, что такое крутящий момент двигателя. Говоря простым языком, - это момент силы, который прилагается к коленчатому валу для того, чтобы провернуть его в полный оборот. Логично предположить, что если это сила, то измеряется она в Нм. Таким образом, чем выше этот показатель, тем динамичнее автомобиль.

Но если мощность растет примерно до 5500-6000 оборотов, то максимальный крутящий момент двигателя развивается на средних оборотах. Что касается дизельных моторов, то у них такая характеристика серьезно превосходит бензиновые, поскольку степень сжатия в них почти в два раза больше, следовательно, к поршню прилагается большая энергия, которая, впоследствии, передается на коленчатый вал. Как ни крути, самым распространенным двигателем является «четверка». Их объем варьируется, но производители придерживаются именно такой конструкции, поскольку ее удобно размещать поперечно, кроме того, она не так дорога в производстве, как, скажем, «шестерка». Но неоспоримым фактом является тот момент, что увеличение количества цилиндров, без изменения других характеристик, приводит к пропорциональному увеличению крутящего момента. К примеру, если крутящий момент двигателя, который имеет 4 цилиндра и 2 литра объема, составляет 150 Нм, то увеличение количества цилиндров до 6 поднимет его до 225 Нм. Естественно, нужно учесть потери на трение и прочие сторонние силы, таким образом, чистая прибавка составляет примерно треть, то есть конечный результат – 200 Нм.

Крутящий момент и мощность постоянно стараются увеличить. Самый простой способ это сделать – уменьшить объем камеры сгорания либо другими путями повысить степень сжатия. В этом случае стоит помнить о запасе двигателя, потому что головку блока цилиндров попросту может сорвать со шпилек или болтов крепления. Второй способ – это установка коленчатого вала с большим коленом. В таком случае упадет оборотистость двигателя, кроме того, нужно менять и цилиндры, потому что изменится ход поршня. Фактически – это простое увеличение рабочего объема.

Теперь – немного теории. Вернемся к нашему увеличению количества цилиндров. Чем же оно так эффективно? Дело в том, что в первом случае (4) взрыв в камере сгорания происходит каждые 180 градусов. Это значит, что на всей длине хода поршня используется энергия одного цилиндра. В шестицилиндровом моторе этот взрыв происходит каждые 90 градусов вращения коленчатого вала. В этом случае, пока поршень проходить половину рабочего хода, происходит еще один взрыв в другом цилиндре, теперь коленвал вращают уже два поршня. Когда первый дойдет до нижней мертвой точки, второй пройдет половину хода, произойдет взрыв в третьем и так далее. Очевидно, что такая конструкция эффективнее.

Крутящий момент двигателя – это довольно важная характеристика, которая способна выделить агрегат из общего ряда. В заключение стоит добавить, что более объемные двигатели обладают большим крутящим моментом и большей мощностью. Крутящий момент практически не зависит от частоты вращения коленвала, а определяется лишь объемом двигателя и давлением в цилиндре. С объемом все понятно - чем больше, насколько позволяет конструкция двигателя, тем лучше. Давление можно повысить, увеличив степень сжатия. Правда, резервов тут немного - возможности этого способа ограничены детонацией. Можно подойти и с другой стороны. Чем больше топливовоздушной смеси мы "загоним" в двигатель, тем, очевидно, больше тепла выделится при ее сгорании в цилиндре и тем выше будет давление в нем. 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.

Увеличение крутящего момента с помощью увеличения объема двигателя

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, водителю не нужно будет 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. Логично поинтересоваться - что более эффективно и что менее затратно. 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. Поэтому 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. Вопрос в другом. Конструктивно такой ход закладывает 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? 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. 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.

Увеличение крутящего момента установкой компрессора

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. Давление наддува 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 блок управления, стравливая лишнее давление. Изменив его 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 определенный запас по механическим и тепловым нагрузкам, по детонационной стойкости. В разумных пределах увеличить наддув возможно. Но если перешагнуть, то чтобы не сломать двигатель, придется прибегнуть к дополнительным переделкам - увеличить объем камеры сгорания, изменить систему охлаждения, установить дополнительный радиатор, воздухозаборники, промежуточный охладитель воздуха. Наверное придется чугунный коленчатый вал заменить на стальной, подобрать более прочные поршни и обеспечить им охлаждение. Изменения в газодинамике. Суть понятна - для того чтобы получить больший момент, надо увеличить заряд топливо-воздушной смеси. Что можно сделать? Можно взять инструмент и убрать дефекты серийной сборки - сделать впускные и выпускные каналы более гладкими и ровными, ликвидировать уступы и острые углы в местах стыка деталей, убрать в камере сгорания непродуваемые зоны, заменить клапана и седла. 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 - тяжело... 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 впускных каналов на специальной установке, подбирая их форму и сечение в соответствии с требованиями новых условий работы двигателя. Маловероятно, что это можно сделать "на коленке".

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ В зимнее время водителя подстерегает множество проблем. В первую очередь они связаны с плохим запуском двигателя автомобиля. Для того чтобы решить данную задачу, специалисты советуют устанавливать специальные предпусковые подогреватели. Указанные уст...