Введение

Введение

Принцип работы современных двигателей совершенно не отличается от двигателей прошлых лет. Большинство механических деталей является идентичными, и, следовательно, аналогично реагируют на работу распределительного вала, головки, системы выпуска и карбюратора. Для большинства автолюбителей разница между современными двигателями и двигателями прошлых лет представляет собой таинственную черную дыру, сформированную по большей части дезинформацией и недостаточно глубоким знанием предмета. Как и большинство автолюбителей, я чувствовал уверенность в механических деталях, деталях, которые я мог увидеть, к которым мог прикоснуться и работу которых мог сравнить. Например, я видел, что карбюратор с диффузорами большего диаметра будет поглощать больший объем воздуха. Также по собственному опыту я знаю, более жесткая пружина распределителя зажигания сместит момент изменения опережения зажигания. Однако, как сравнить один черный ящик с другим, или два компьютерных чипа? Правда состоит в том, что вы этого сделать не можете. Поэтому я, как и большинство автолюбителей, чувствовал недоверие и даже враждебность по отношению к новым технологиям. Заглянув в моторный отсек нового автомобиля, я увидел все эти шланги, датчики, провода и электронные модули, и подумал, что никогда не смогу во всем этом разобраться (пример: (рис. 1)). Через время я начал понемногу понимать назначение и принципы работы различных систем. При этом нужно отметить, что данный процесс обучения ни в коем случае не должен прекращаться, так как производители автомобилей постоянно находят все новые и новые способы оптимизации технических характеристик автомобиля.

Далее в данной книге вы найдете разделы, посвященные функциям различных электронных систем управления и механизмам контроля разрежения. В любом случае, я все же рекомендую вам прибрести руководство по ремонту вашего автомобиля и внимательно ознакомиться с разделами, посвященными электронным системам управления двигателя и системам выпуска отработавших газов. При правильном подходе вы поймете, что данные устройства не являются такими сложными. Даже если первоначально вы не могли понять принципы работы данных устройств, разобравшись в основных функциях, вы сможете приступить к выполнению полезных модификаций. Например, если вы поймете принцип работы и основные функции карбюратора, вы сможете осуществить тюнинг, не обязательно непосредственно связанный с данной системой.

.

Тюнинг современного двигателя

Вы можете выбрать распределительный вал, систему выпуска или головку блока цилиндров, например, не имея детального представления о работе карбюратора; однако, вы должны знать основные принципы его работы, в противном случае, несовместимые компоненты не смогут работать должным образом. Данный принцип применим также и к электронным системам и системам контроля за выпуском отработавших газов. Все модификации должны быть совместимы с установленными в вашем автомобиле системами, именно поэтому вы просто обязаны знать основные принципы их работы.

Самым простым, но в то же время худшим решением проблемы будет отключение всех систем контроля за выпуском отработавших газов. В действительности большинство производителей автомобилей не ставят целью бесконечное увеличение мощности автомобиля и, конечно, это в некоторой степени оправдано, так как в повседневной жизни большая часть владельцев автомобилей не используют потенциал двигателя на полную мощность (интенсивное движение, движение с частыми остановками, пробки).

Мощность двигателя не должна ограничиваться системами контроля за выпуском отработавших газов и неэтилированным топливом. Чтобы увеличить мощность и в то же время соответствовать нормам выбросов, производители автомобилей прибегают к использованию двух валов с несколькими клапанами и впрыску топлива в большинстве современных двигателей.

Современный тюнинг двигателя

Однако, тот факт, что мощность двигателя ограничивается намеренно, совершенно не означает, что его потенциал не может быть использован более эффективно. В начале своей жизни двигатель может представлять собой силовой агрегат, при этом по мере своего развития он может быть модифицирован вследствие различных причин. Например, достоверно известно, что мощность 3,8-литрового турбированного двигателя автомобиля Buick искусственно ограничена компьютерным чипом, так как стандартный задний мост конструктивно не предназначен для стартов с пробуксовкой, практикуемых многими водителями. В некоторых штатах США турбированные модели Datsun 300 ZX специально оснащены отсечным клапаном, ограничивающим скорость автомобиля до 200 км/ч в целях снижения стоимости страховых взносов. Другие модели могут быть модифицированы в целях повышения экономичности и т.д.

Недавно, автомобиль Opel Corsa, оснащенный двигателем Ecotec объемом 1,6 л с 4 клапанами на цилиндрах прошел ряд тестов. Владелец был заинтересован в недорогом, но конкурентоспособном автомобиле для движения в нормальных дорожных условиях, а также участия в непрофессиональных гонках. По возможности нужно было избегать внутренних изменений двигателя, при этом мощность автомобиля должна составлять не менее 150 л.с. Поначалу это казалось трудновыполнимой задачей, так как производитель установил мощность на выходе не более 107 л.с. при частоте оборотов двигателя 6000 об/мин. Прежде всего, необходимо было снять заводскую систему впрыска топлива и блок электронного управления двигателем.

Корпус дроссельных заслонок системы впрыска топлива был изготовлен из старой пары горизонтальных карбюраторов Weber 42 DCOE, так как было понятно, что дроссельные заслонки диаметром 45 мм, доступные в свободной продаже и использующиеся на двигателях гоночных автомобилей мощностью 220 л.с., нарушат среднее значение мощности. Новый блок электронного управления двигателем представлял собой модуль, программируемый от портативного компьютера. Данные таблицы 1.1 показывают превосходные результаты, что свидетельствует о большом потенциале для модификации современных двигателей.

Таблица 1.1. Тестирование на динамометрическом стенде автомобиля Opel Corsa, оснащенного двигателем Ecotec объемом 1,6 л

Тестирование №1

Тестирование № 1 – стандартный двигатель, стандартные впускные и выпускные коллекторы, стандартный блок управления двигателем.

Тестирование № 2 – стандартный двигатель, дроссельная заслонка система впрыска топлива диаметром 42 мм, стандартные выпускные коллекторы, модуль электронного управления двигателем, программируемый от портативного компьютера, стандартные распределительные валы с перенастроенными фазами вращения для получения оптимальной мощности двигателя.

Я видел большое количество автомобилей, технические характеристики и экономичность которых были испорчены только потому, что их владельцы имели предубеждение, что системы снижения токсичности отрицательно влияют на мощность. Действительно, некоторые устройства, предназначенные для снижения токсичности выхлопных газов, негативно влияют на мощность двигателя, однако, некоторые из них могут и улучшать технические характеристики. Примером может послужить система подогрева впускного коллектора при холодном пуске для лучшего распыления топлива (EFE). Многие двигатели с искровым зажиганием используют данную систему, чтобы быстро прогреть впускной коллектор, обеспечивая быстрое распыление топлива и равномерное распределение топлива при холодном двигателе. Быстрый подогрев системы впуска обеспечивает мелкодисперсный впрыск, что приводит к уменьшению времени образования топливовоздушной смеси. Токсичность выхлопных газов снижается, улучшаются технические характеристики пуска холодного двигателя, расход топлива уменьшается. В общем, система очень полезная, но большое количество автолюбителей отключают ее, поэтому в зимний сезон количество выбросов значительно увеличивается.

Система дожигания отработавших газов (путем подачи воздуха в выпускной коллектор) (AIR – Air Injection Reactor) имеет положительные и отрицательные стороны. На турбированных двигателях данная система улучшает технические характеристики, значительно увеличивая объем выхлопных газов и частоту вращения на малых оборотах двигателя. Это помогает быстрее раскрутить двигатель до рабочей частоты вращения, увеличивая наддув и снижая отставание и инерционность на низких оборотах. Эта и другие системы контроля за выпуском отработавших газов будут подробно рассматриваться далее в данной книге, однако, эти два примера наглядно показывают, что перед выполнением любых модификаций необходимо правильно поставить цель.

В действительности, всякий раз необходимо принимать логическое, не зависящее от эмоций решение, если мы хотим быть довольны конечным результатом.

Избегайте чрезмерного энтузиазма и дайте точную оценку возможностей и состояния двигателя Вашего автомобиля. Запишите все его сильные и слабые места. Запишите также намеченные цели, затем тщательно все обдумайте. Лично я уверен, что большое количество модификаций делаются только повод, чтобы похвастаться перед друзьями, хотя на самом деле, автолюбитель может быть не совсем доволен результатом. Таким образом, недоработки тюнинга могут привести к значительному ухудшению управляемости автомобиля. Единственным способом избежать подобных ситуаций являются тщательно обдуманные и взвешенные действия. Не выполняйте модификации только ради жажды перемен. Если клапаны достаточно большие, зачем тратить большие деньги на приобретение еще бо́льших? Если стандартный карбюратор обеспечивает нормальный расход топлива, зачем тогда устанавливать карбюраторы Weber или Holley

Подумайте также о ресурсе двигателя. Если на стандартный двигатель установлен распредвал интенсивного износа, следовательно, модифицированный распредвал может усугубить ситуацию. Поэтому задумайтесь: действительно ли вы хотите заменять вместе с распредвалом еще и коромысла каждые 24000 км пробега? Думаю, нет. В таком случае, обдумайте другие способы достижения цели. Установит ли производитель лучший распредвал на другую модель автомобиля, можно ли усовершенствовать стандартный распредвал, или лучше оставить его в покое и достичь желаемой цели, почистив головку блока цилиндров? Все эти варианты стоит обдумать. Возможно, двигатель предрасположен к быстрому износу направляющей клапана. Очевидно, что распредвал с кулачками, увеличивающими подъем клапанов, усугубит ситуацию, поэтому необходимо обдумать альтернативные решения проблемы: коромысла, хромированные штоки клапана, бронзовые направляющие клапана или кулачки с меньшим подъемом.

К тому же, необходимо принять во внимание наличие электронных систем управления двигателем. Многие системы работают автономно, поэтому вы не сможете отключить или заменить отдельные детали, придется иметь дело со всем модулем. Например, двигатель автомобиля может быть оснащен карбюратором с электронным управлением. Установка стандартного карбюратора может стать причиной неполадок в работе электроники, поэтому все модификации должны производиться на установленном производителем карбюраторе. Возможно, зажигание включено в электронную систему управления. Это значит, что кривая зажигания не может быть изменена, если только в вашем распоряжении нет альтернативных чипов. Следовательно, опции распределительного вала будут сводиться к тем из них, которые смогут работать при стандартной кривой зажигания. Также, возможно электронные системы принудительно ограничивают частоту оборотов двигателя. Таким образом, если частота вращения двигателя ограничена 6000 об/мин, при выборе типа тюнинга необходимо это учитывать.

Современный тюнинг двигателей

1. Впуск.
2. Сжатие.
3. Рабочий ход.
4. Выпуск.

4 такта хода двигателя: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск, которые происходят в каждом цилиндре каждые два оборота коленчатого вала (720°).

Тот же принцип применим к двигателям с впрыском топлива. Большинство систем впрыска топлива чувствительны к модификациям кулачка. При этом все системы смогут работать после модификации распределительного вала, но могут возникнуть трудности работы двигателя на холостых оборотах, а также получения топливовоздушной смеси в необходимых пропорциях, если только не был подобран распредвал с определенной фазой и длительностью открытия клапана. Некоторые системы впрыска топлива ограничивают поток воздуха. Частота вращения может быть понижена, обеспечивая крутящий момент в более широком диапазоне, или дроссельная заслонка может быть смещена к впускным клапанам. В каждой из ситуаций поток воздуха будет ограничен, поэтому бесполезно преобразование в 200 л.с., если система впуска сможет обеспечить количество воздуха достаточное только для 180 л.с. То же самое относится и к инжекторам. Если из соображений экономии необходимо ограничить работу инжекторов, при этом потенциально они могут обеспечить поток топлива достаточный для мощности 150 л.с., во время модификации двигателя нужно учитывать данный факт.

Поэтому чтобы избежать недопонимания основных принципов работы двигателя, я объясню, что происходит в каждом цилиндре каждые два оборота коленчатого вала (720°). Данный тип двигателя называется четырехтактным, так как различают 4 цикла, происходящие за два оборота коленчатого вала. Это впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Сначала поршень опускается, впускной клапан полностью открывается, пропуская топливовоздушную смесь в цилиндр (впуск). Во время сжатия поршень поднимается, однако сжатие не начнется, пока поршень не поднимется до половины вверх и впускной клапан не закроется. По мере приближения поршня к верхней мертвой точке свеча зажигания воспламенит топливовоздушную смесь. Сжатие горящей топливовоздушной смеси будет продолжаться, пока поршень не поднимется до верхней мертвой точки. Давление, образующееся вследствие сжатия, переместит поршень вниз во время рабочего хода. На половине пути поршня вниз выпускной клапан начнет открываться, затем по мере приближения поршня к верхней мертвой точке отработавшие газы начнут выходить через выпускной клапан (выпуск). Непосредственно перед приближением к верхней мертвой точке впускной клапан начнет открываться, чтобы запустить новую топливовоздушную смесь в цилиндр, как только поршень начнет снова опускаться для следующего такта впуска.

Я старался сделать данную книгу как можно менее «сложной» и исключить всю лишнюю информацию, предназначенную в основном для подготовки автомобилей для ралли и профессиональных гонок.