В широком понимании тюнинг двигателя – это его доработка в целях увеличения мощности и эффективности.
Модернизация ДВС возможна различными способами: заменой заводских деталей, установкой новых механизмов (турбонаддува или механического нагнетателя), улучшением различных систем (топливной, выхлопной и пр.).
Для современных двигателей с электронным блоком управления применяется метод чип-тюнинга. Он позволяет повышать мощность ДВС (на 10 % – без наддува, на 30-40 % – с наддувом) путем корректирования программы бортового компьютера.
Для достижения наилучшего результата все манипуляции по форсированию двигателя рекомендуется проводить в оборудованных сервисных центрах или мастерских, с использованием профессионального инструмента, качественных запчастей и знаний специалистов.
Подбирать оптимальные варианты доработок необходимо с учетом нюансов конкретного автомобиля. По большому счету в улучшении параметров двигателя нуждаются только гоночные модели, во всех остальных случаях тюнинг не всегда оказывается целесообразным и оправдывающим большие затраты.
Если, взвесив все «за» и «против», вы все же решили модернизировать свой автомобиль, предлагаем ознакомиться со следующей информацией.
Принцип работы двигателя
По сути двигатель внутреннего сгорания представляет собой большой воздушный насос, в котором энергия сгорания топливно-воздушной смеси превращается в механическую. За процессы преобразования отвечает цилиндро-поршневая группа, которая действует в 4 такта. На первом такте (впуска) поршень движется вниз, воздух и бензин попадают в камеру сгорания через впускной клапан.
Затем поршень поднимается вверх, сжимая топливно-воздушную смесь (2-й такт, сжатие). Как только он достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, от которой смесь воспламеняется. При этом выделяется большое количество тепла, температура увеличивается до 2500 С. Под давлением поршень снова перемещается вниз (3-й такт, рабочий ход). При достижении им нижней точки хода открывается выпускной клапан для вывода продуктов сгорания по выхлопной трубе (4-й такт, выпуск).
Каким образом можно увеличить эффективность процессов, происходящих в двигателе, другими словами – повысить его мощность?
Глобально есть два способа:
- Снизить массу движущихся частей
- Повысить мощность сгораемой смеси путем установки новых элементов
Первый вариант подразумевает замену стандартных деталей ДВС на облегченные (шкивы, поршни, маховик), установку электрических аналогов систем (водяной помпы, ГУРа).
Некоторые экстремалы снимают все навесное оборудование, включая генератор, и заряжают аккумулятор самостоятельно перед каждым заездом.
Далее рассмотрим другие наиболее распространенные методы совершенствования двигателя.
Основные способы модернизации ДВС
Установка турбины
Чтобы принудительно закачать во впускной коллектор больше воздуха и создать тем самым большее давление, можно поставить турбокомпрессор или турбонагнетатель. Эти устройства отличаются: турбокомпрессор работает в определенном диапазоне оборотов двигателя. Пока они не будут достигнуты, мощность не увеличится. Промежуток времени от старта двигателя до достижения нужного числа оборотов называется турболаг.
У турбонагнетателя турболаг отсутствует, он начинает свою работу сразу. Однако при этом «сжирает» около 30 % мощности двигателя. В общем, ищите компромисс.
Установка прямоточного глушителя
Чтобы двигателю с турбокомпрессором (вращающему еще и крыльчатку), было легче избавляться от выхлопных газов, устанавливается глушитель без катализатаров, с ровными изгибами или вообще без них.
Тюнинг топливной системы
Для увеличения мощности двигателя очень важно обеспечить его бОльшим количеством топлива. Сделать это можно путем доработки топливной системы автомобиля: установки более мощного насоса, топливной рампы с более мощными форсунками (инжекторами), усовершенствованного топливного регулятора.
Однако учтите, что после проведения этих мероприятий вам придется перейти, как минимум, на 98-й бензин.
Смена головки блока цилиндров
Сегодня представлено множество вариантов специальных головок блока цилиндра, предназначенных специально для тюнинга. Стоят они недешево. Все соединительные разъемы и патрубки у них такие же, как у обычных ГБЦ, поэтому никаких конструкционных изменений при их установке не потребуется.
Вместо специальной головки можно приобрести модифицированную от вашего автопроизводителя, благо сегодня эти детали периодически совершенствуются. Это обойдется в меньшую сумму, но привнесет новые возможности.
Современные головки бывают с вертикальным и горизонтальным вихрем. Такой дизайн увеличивает скорость поступления воздуха и в общем улучшает характеристики воздушного потока.
Расточка блока цилиндров
Обычно объем двигателя указывается в литрах (1,8 л., 2 л., 4 л. и т.д.), кубических сантиметра или кубических дюймах (в американских автомобилях). В 1 л 1000 см3.
Объем одного цилиндра вычисляется путем деления общего объема ДВС на их количество. Увеличить это показатель помогает процедура расточки. Операция осуществляется только на специализированном высокоточном станке, позволяет увеличить сечение гильз изнутри и сохранить их правильную геометрию.
Помните, что для расточенных цилиндров нужны поршни, большие по диаметру. Только идеальное совмещение этих деталей обеспечивает необходимый уровень компрессии и высокую степень сжатия.
Использование строкер-кита
Многие компании производят комплекты для механического тюнинга двигателя (в основном, для американских 8-ми цилиндровых автомобилей). Стандартные строкер-киты включают поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал. Их использование изменяет длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и добавляет двигателю 10-15 % объема.
Все детали проходят строжайший контроль качества, изготавливаются по спортивным технологиям, поэтому имеют больший запас прочности и износостойкости.
Существует несколько базовых вариантов строкер-китов, настроенных на «низкие», «низкие-средние» или «средние-высокие» обороты двигателя (варьируются высота, ширина, угол поворота кулачка).
Повышение компрессии двигателя
Для повышения компрессии в цилиндрах используют так называемые высококомпрессионные поршни. Изготавливаются они, как правило, из алюминиевого сплава с добавлением кремния. Одно из колец в таких поршнях больше других, на верхней части имеется выпуклость.
Высококомпрессионные поршни создают большее давление, чем стандартные, ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность ДВС. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, стоят дорого и используются для комплектации самых современных автомобилей с мощными двигателями.
Для того, чтобы снизить износ любых поршней и как можно дольше поддерживать их работоспособность, юбки деталей еще на заводе изготовителе покрываются специальными антифрикционными материалами с дисульфидом молибдена и графитом.
На рынке смазочных средств есть такое покрытие, доступное в аэрозольном виде. Оно обладает такими же характеристиками, как и заводские, однако доступно в более компактном и удобном формате.
MODENGY для деталей ДВС – уникальное средство, применяемое для восстановления изношенного заводского покрытия. Оно защищает детали при «масляном голодании» и перегреве, предотвращает появление задиров на контактирующих поверхностях. Состав используется не только для юбок поршней, но и для вкладышей распредвалов, дроссельных заслонок, шлицевых соединений, штоков клапанов.
MODENGY для деталей ДВС доступно в наборе со Специальным очистителем-активатором того же бренда. Предварительная обработка деталей Очистителем-активатором гарантирует отличную адгезию покрытия и его долговременную устойчивость.
Покрытие имеет удобную аэрозольную фасовку, полностью отверждается при комнатной температуре за 12 часов. Сам процесс нанесения АФП не представляет особой сложности и не требует специального оборудования. Видеоинструкцию по работе с покрытием смотрите ниже.
Уровень компрессии можно увеличить еще двумя способами: путем шлифовки головки или замены прокладки под нее на специально предназначенную для тюнинга (выдерживающую избыточное давление).
Используя различные методы повышения компрессии, помните, что ее чрезмерные показатели могут привести к серьезным последствиям – детонации и повреждению двигателя.
Особенно это касается автомобилей с турбонаддувом, для которых как раз свойственна малая компрессия.
Замена штатного распределительного вала
Один из самых популярных способов тюнинга двигателя наряду с расточкой блока цилиндров.
Распредвал управляет открытием и закрытием клапанов двигателя. Кривая крутящего момента зависит от параметров газораспределения, так называемых «фаз распредвала», а также «время-сечения» открытия клапанов, которые задаются профилем кулачков вала.
В отличие от обычных распределительных валов, тюнинговые имеют кулачки другой формы – более высокие и широкие. Они позволяют клапанам подниматься на бОльшую высоту и дольше находится в открытом состоянии, что увеличивает подачу топливно-воздушной смеси.
Существует несколько видов усовершенствованных распредвалов:
- Mild Road Cams (для умеренной езды): может быть установлен практически на любом автомобиле; улучшает приемистость, мощность, двигателя, в некоторых случаях способствует экономии топлива
- Fast Road Cams (для быстрой езды): идеально подходит для скоростных автомобилей; увеличивает мощность ДВС, экономит расход горючего, однако нестабильно работает на холостом ходу
- Competition Cams (спортивные): предназначены для спортивных автомобилей; эффективно повышают мощность двигателей, но быстро изнашиваются, увеличивают расход топлива и обладают неровным холостым ходом
Имейте в виду, что спортивные распредвалы практически непригодны для использования в городских условиях вождения, так как максимальная отдача у них происходит только в области почти предельных частот вращения двигателя (2000-3000 оборотов).
Тюнинг клапанов двигателя
Клапаны необходимы для того, чтобы воздух мог заходить в двигатель и выходить из него. Распределительный вал управляет временем открытия клапанов, а толкатель – степенью.
Наличие на впускных отверстиях и клапанах острых углов и заусенцев препятствует прохождению воздушного потока, поэтому эти элементы должны быть тщательно отполированы. Важно, чтобы клапаны правильно размещались в посадочных местах – плотно, без малейших зазоров.
Увеличить количество поступающего воздуха можно путем расширения впускных отверстий, установки клапанов, больших по размеру, или увеличения их количества (до 16, 20, 24, 32 и т.д.). Последний способ наиболее эффективен, так как, если увеличить отверстия и установить большие клапаны, то скорость воздушного потока на низких оборотах уменьшится, что может негативно отразиться на крутящем моменте.
Важно также установить специальные тюнинговые клапанные пружины.
Некоторые двигатели имеют взаимозаменяемые головки, поэтому после небольшого подгона 16-ти клапанная головка может вполне подойти на 8-ми клапанный блок.
Замена радиаторов
Мощный оттюнингованный двигатель будет испытывать экстремальные нагрузки и температуры, поэтому потребует более совершенной системы охлаждения.
Чтобы продлить срок службы ДВС после доработки желательно поставить отдельный масляный радиатор (если он не был установлен) и тосольный радиатор большего размера.
Установка электрического вентилятора
Если на вашем автомобиле установлен вентилятор радиатора с механическим приводом, стоит заменить его на электрическую модель, которая не снижает, в отличие от механической, мощность двигателя.
Стоит, однако, отметить, что на современных автомобилях ременные вентиляторы и так практически не используется, а вот электроприводы, наоборот, применяется очень часто. Система управления отслеживает температуру двигателя и обеспечивает функционирование механизма охлаждения. Электромотор подключен к бортовому компьютеру.
Балансировка двигателя (блюпринтинг)
Блюпринтинг – балансировка двигателя по имеющейся схеме, процедура, необходимая при тюнинге ДВС.
Балансировке подвергаются распределительный вал, поршни, шатуны, подшипники, маховик. Процедура проходит в специально оборудованных мастерских, где двигатель испытывают, при необходимости настраивают, изменяют параметры, чтобы все детали работали четко.
С помощью балансировки улучшаются характеристики заводского двигателя: повышается его мощность и экономичность, продлевается срок службы за счет снижения вибраций, напряжения, грубого хода и веса некоторых деталей. Кроме того, балансировка способствует увеличению лимита оборотов ДВС.
Общие рекомендации
- Прежде, чем приступать к доработке двигателя, определитесь с конкретными задачами, так как затраты на тюнинг практически не ограничены
- Перед покупкой усовершенствованных запчастей обязательно проконсультируйтесь у специалистов
- Если вы решились на тюнинг, делайте все и сразу – так выйдет дешевле
- Пока двигатель снят, приведите в порядок уплотнительные и крепежные элементы: при необходимости замените прокладки, болты ГБЦ
- Внимательно и бережно обращайтесь с двигателем после тюнинга, не пренебрегайте советами мастеров, вовремя меняйте масло
Помните, что в некоторых случаях замена двигателя на новый, с лучшими характеристиками, целесообразнее доработки старого.