Тюнінг двигуна - не так-то це просто
Що є "тюнінг"
У звичайному сенсі слова "тюнінг" означає поліпшення споживчих властивостей товару, в нашому випадку - двигуна. Теоретично два параметри двигуна піддаються зміні - потужність (крутний момент) і економічність, причому остання - в меншій мірі.
Звідси висновок, що по суті своїй тюнінг двигуна - це підвищення його потужності. Причому декількома способами. З яких найпоширенішими є доробка механічної частини, вплив на робочий процес в двигуні і настройка системи управління двигуном (чип-тюнінг).
Перший спосіб найбільш ефективний для підвищення крутного моменту на низьких і середніх частотах обертання. Він заснований на збільшенні обсягу циліндрів, що вимагає істотних змін в кривошипно-шатунного механізму і поршневий групі, а тому складний і недешевий.
Другий спосіб доступніше. Він передбачає зміну форми каналів, камери згоряння і клапанів, застосування распредвала з особливим профілем кулачків, точну установку фаз газорозподілу. Ефект помітний практично у всьому діапазоні частот обертання.
Безліч резервів приховано в системі управління двигуном. Її модифікація сама по собі не набагато покращує характеристики двигуна - виробник уже подбав про ефективність управління. Однак, змінюючи характеристики двигуна, ми зобов'язані подбати про зміну алгоритму керування, погодивши його з новими умовами, - провести чип-тюнінг. В цьому випадку можна досягти значного ефекту, особливо при роботі двигуна на високих оборотах.
На практиці, тобто в реальних автомайстерень, найчастіше використовується другий спосіб, так званий "прискорений" тюнінг. За часом процедура займає 2-3 години і включає в себе заміну распредвала на новий, установку "розрізної" шестірні і регулювання карбюратора. Результат такого тюнінгу зазвичай непоганий: крутний момент збільшується приблизно на 10%. Вартість послуги невисока (в середньому 150-200 дол.), А тому "прискорений" тюнінг дуже популярний. І не тільки серед автомобілістів. Автомайстерні середньої руки, які не мають кваліфікованим персоналом, включають тюнінг двигуна до переліку послуг для вітчизняних автомобілів, оскільки для них без праці можна придбати все "тюнінгові" комплектуючі. А необхідний приплив коштів при цьому забезпечується горезвісним "потоком".
Деякі СТО, що мають персонал високої кваліфікації, беруться за більш серйозні роботи: збільшують робочий об'єм двигуна і проводять "доведення" голівки блоку. Звичайно, такий комплекс послуг коштує дорожче - від 500дол. та й забирає більше часу. Оскільки двигун в цьому випадку піддається серйозній переробці, то, на нашу думку, тут доречніше говорити про форсування, яке повніше відображає суть справи.
"До блондинкам потрібен інший підхід".
Поставити на "потік" технологію форсування важко по цілому ряду причин (трудомісткість, спеціальне обладнання, висока кваліфікація майстра, чимала ціна). На даний момент тих, хто бажає і кому по кишені оплатити проведення таких робіт, зовсім небагато, та й вимоги до результату у них найрізноманітніші: одні хочуть отримати низькообертовий двигун з великим крутним моментом, інші - високооборотний мотор з великою максимальною потужністю. А це вимагає різного підходу до форсування.
З цієї причини, думаємо, буде не зайве нагадати, як же це "робиться".
Почнемо з того, що ступінь форсування двигуна визначає всі технологічні прийоми по його доробці. Іншими словами, чим більше бажана максимальна потужність двигуна, тим більше змін доведеться внести в його конструкцію. При цьому важливо вибрати оптимальний спосіб доробки двигуна для досягнення необхідного ступеня його форсування при мінімальній трудомісткості і, відповідно, фінансових витратах.
Доопрацювання системи управління двигуном (чип-тюнінг) сама по собі дає збільшення потужності не більше 4-6%. Це відноситься і до звичайної карбюраторної системі харчування, і до вприськової. При цьому ефект від настройки системи управління без зміни інших вузлів двигуна буде менш помітний на двигунах останніх років випуску. І навпаки. Тому для ВАЗівських моторів підвищення потужності відчувається, а ось, наприклад, для моторів Honda - навряд чи. Крім того, ефект від настройки системи управління буде більше, якщо в комплексі з нею виконувати доробку механічної частини двигуна.
Налаштування карбюраторних систем харчування може виконуватися різними способами - починаючи з підбору прохідних перетинів жиклерів і кінчаючи установкою інших моделей карбюраторів, в тому числі здвоєних.
Налаштування електронних систем управління набагато складніше. Точно налаштувати систему управління на різні особливості механічної частини (фактично - на різні двигуни) вдається, щонайменше, тільки за результатами серйозних стендових випробувань.
Система запалювання в окремих випадках також вимагає істотної зміни характеристик. Так, при установці різних розподільних валів оптимальні з точки зору крутного моменту кути випередження запалювання можуть змінюватися в досить широких межах (% 5-7 і більше). І якщо звичайний розподільник запалювання можна переналаштувати за допомогою зміни жорсткості пружин відцентрового регулятора, то втрутитися в сучасну електронну систему управління так просто вже не вдається.
Кривошипно-шатунний механізм і поршнева група таять в собі великий резерв підвищення потужних характеристик двигуна.
Найбільшу прибавку потужності дає збільшення робочого об'єму циліндрів двигуна за рахунок збільшення діаметра циліндра і ходу поршня. Перше передбачає застосування поршнів великого діаметра, друге - установку колінчастого валу з великим радіусом кривошипа.
На жаль, на практиці домогтися значного (більше 15-20%) збільшення обсягу циліндрів вихідного блоку, як правило, не вдається. Також не для всіх двигунів можна знайти "довгий" коленвал, а якщо такий є, виникають труднощі розміщення його в блоці (доводиться підрізати окремі елементи всередині блоку). Стінки циліндрів зі збільшенням діаметра стають тонше, починають "дихати". Це веде до різкого зниження ресурсу циліндропоршневої групи, а іноді - до тріщин і руйнування стінок блоку циліндрів. З цієї причини стандартний блок двигуна ВАЗ-21083 переробити на обсяг понад 1,7 л вельми проблематично.
Збільшений об'єм циліндрів має на увазі установку нових поршнів, а іноді коленвала і шатунів. При цьому важливо витримати суму розмірів деталей по висоті блоку при положенні поршня у верхній і нижній мертвих точках. Ця умова іноді приводить до необхідності збільшувати довжину шатуна, укорочувати поршень і зменшувати діаметр його пальця, щоб в НМТ поршень не «сідав" на противаги коленвала.
І, нарешті, чималий (5-7%) виграш в потужності дозволяють отримати заходи, спрямовані на зменшення втрат в ЦПГ. Це, як відомо, виготовлення полегшених шатунів, поршнів і поршневих пальців, а також застосування тонких поршневих кілець.
Головка блоку і газорозподільний механізм (ГРМ) містять в собі чималі резерви підвищення потужності.
Фігурою номер один в цьому комплексі є розподільний вал. Від нього залежить, наприклад, чи буде двигун "моментним" (з великим крутним моментом на низьких і середніх частотах обертання) або "спритним" (з високою максимальною потужністю, реалізованої на високих частотах обертання). В даний час можна придбати цілий ряд спеціальних "тюнінгових" розподілвалів для більшості вітчизняних двигунів, що розрізняються профілем кулачків і висотою підйому клапана. Практика показала, що сам по собі такий вал, встановлений в стандартний мотор, не забезпечить істотного підвищення потужності без правильно підібраною форми камери згоряння і доопрацювання каналів. Більш того, якщо порівняти "внесок" голівки і распредвала в процес підвищення потужності мотора, то ефект від доробки голівки блоку буде вище.
Доопрацювання головки починають з вибору клапанів (точніше, розміру їх тарілки). У разі великих тарілок буде потрібно заміна сідел клапанів на сідла з великим діаметром.
Далі виконується обробка каналів в головці і впускному колекторі за допомогою спеціальних кульових фрез. При цьому канали не повинні бути циліндричними: необхідно забезпечити їх плавне розширення у напрямку до сідла клапана, що переходить в звужений дифузор на самому сідлі (така форма знижує втрати тиску при впуску та випуску).
Клапани допрацьовують наступним чином: товщину тарілки зменшують, щоб при підйомах вона не заважала потоку суміші або вихлопних газів, а профіль сідел виконують як можна більш плавним, з ущільнювальною фаскою не більше 1,0 мм.
Дуже важливе значення має доробка камери згоряння. Головне - це збільшити перетин, що відкривається клапанами поблизу бічних стінок камери. Для цього необхідно розширити камеру, обробивши бічні стінки по контуру прокладки головки. А витискувачами іноді доводиться жертвувати - їх гострі кути не для форсованого двигуна.
Замість стандартних напрямних втулок клапанів нерідко встановлюють спеціальні бронзові - вони більш довговічні в умовах підвищених навантажень і краще відводять тепло від клапана. Обов'язково забезпечують фіксацію колекторів на голівці за допомогою центруючих штифтів або втулок, щоб прохідні канали не мали уступів в місці стику деталей.
І, нарешті, заключна операція - "проливання" камер згоряння, з метою подальшої мінімізації різниці в їхніх обсягах і досягнення необхідного ступеня стиснення.
Перелік технологічних операцій по поліпшенню експлуатаційних характеристик автомобіля в цілому можна продовжувати і далі. Включити, наприклад, комплекс робіт з доопрацювання трансмісії, підвіски і гальм. Але, думаємо, перерахувавши і коротко описавши ключові операції форсировки двигуна, нам вдалося показати, що за цим поняттям стоїть трудомістка робота, яка не може бути дешевою. Точніше, тому вона не дешева, що трудомістка і точна. І нічого спільного не має з "прискореним" тюнингом.
Ясність в будь-якій справі, як відомо, додає впевненості. Клієнту - в питанні: "форсувати - не форсувати, платити - не платити". А майстру, крім грошей - у корисності своєї справи: приємно почути подяку господаря старої "вісімки", яка легко обходить нові 16-клапанні "десятки".