Тюнинг – это и повышение мощности двигателя, и изменения в трансмиссии, и настройка подвески, и много чего еще. Причем часто одна переделка тянет за собой вторую, третью – ведь в автомобиле все взаимосвязано. В данной книге расскажем, что можно сделать с автомобилем, чтобы он отличался от серийных машин не только необычной раскраской.
Содержание книги
- Увеличиваем мощность двигателя
- Форсировка двигателя
- Тюнинг трансмиссии и тормозов
- Улучшение управляемости и внешнего вида
Увеличиваем мощность двигателя
Самый простой способ – это так называемый чип-тюнинг. Название происходит от английского chip – микросхема. Пойти по этому пути можно, только если двигатель имеет впрыск с электронным управлением. Никаких механических переделок не требуется, суть чип-тюнинга – в замене программы блока управления двигателем путем перепрограммирования или замены микросхемы – чипа. При этом изменяется алгоритм управления впрыском и опережением зажигания.
Этим способом мощность мотора можно поднять на 5-10%. Но не безболезненно – практикуемая в таких случаях отмена ограничения максимальных оборотов ведет к повышению износа двигателя, а увеличение подачи топлива на переходных режимах подразумевает увеличение его расхода. Наибольший эффект “чип-тюнинг” дает на турбированных двигателях, особенно на турбодизелях, где есть возможность повысить давление наддува.
В карбюраторных двигателях повышения мощности можно добиться соответствующей заменой жиклеров в карбюраторе. Последствия те же. Кроме того, при этом способе увеличение мощности “на верхах” часто приводит к ее падению на “низах”, а то и в “середине”, которая наиболее часто используется в повседневном передвижении на автомобиле.
А вот ставить распредвал с резко расширенными фазами впуска-выпуска на машину “на каждый день” не стоит. Дело даже не в значительном повышении расхода топлива из-за того, что фазы впуска и выпуска накладываются друг на друга, в результате чего часть свежего заряда просто вылетает в трубу. У такого двигателя максимальная мощность возрастает, но “внизу” мотор просто умирает, его надо постоянно крутить до максимума, а на обгонах приходится или переходить на три передачи вниз, или жечь сцепление. Единственное, чем можно себя потешить – резким стартом с дымом резины: у таких моторов просто сумасшедший подхват. Согласитесь, что это небольшая компенсация за увеличенный (иногда в два и более раз) расход бензина, снизившиеся надежность и ресурс, и необходимость мириться с тем, что придется постоянно держать руку на рычаге коробки передач.
Более радикальная механическая переделка – расточка головки цилиндров. При этом увеличивают проходные сечения впускных и выпускных каналов и устанавливают клапаны с увеличенным диаметром тарелок. Из-за возрастания массы клапанов нагрузки на привод механизма газораспределения, конечно, увеличиваются, но не в такой степени, как при непомерном увеличении поднятия клапанов (спортивный распредвал). С точки зрения эффективности этот способ поднятия мощности превосходит все описанные выше методы улучшения газообмена.
У настроенных коллекторов – одинаковая длина патрубков каждого цилиндра (по этому признаку их можно отличить от обычных коллекторов). Из-за этого они выглядят причудливым переплетением труб. Для тюнинга применют спортивные “пауки” и “банки”.
Свой вклад в уменьшение сопротивления на впуске, а значит, и в улучшение газообмена, вносят специальные фильтры нулевого сопротивления. Хорошо зарекомендовали себя комбинированные (поролон+бумажный элемент+тканевая шторка) фильтры KN. Они хороши тем, что помимо снижения сопротивления обладают большей степенью фильтрации, в результате чего увеличивается срок службы мотора. Да и срок службы такого фильтра больше, чем бумажного: засорился – снял, промыл – и вперед!
К сожалению, улучшение газообмена приводит к повышению нагрузок на двигатель, как механических, так и тепловых. Снизить последние можно улучшением теплообмена. Самый простой способ – использование более густого масла – может помочь лишь в том случае, если мотор прошел не самую глубокую доработку или если его работа в предельных режимах будет крайне редка. В прочих же случаях приходится заменять радиаторы (масляный и водяной) на узлы с большей теплорассеивающей способностью.
Повышенные механические нагрузки действуют в первую очередь на детали цилиндро-поршневой группы. И если блок цилиндров и коленвал имеют приличный запас прочности, то другим деталям достается по первое число. Особенно страдают поршни и кольца. Им и так приходится несладко, а тут резко возросшие ускорения из-за повышенных оборотов, большая тепловая нагрузка и главное – рост давления в цилиндрах. Из-за этого поршни часто прогорают, не выдержав и одной десятой того срока службы, на который были рассчитаны.
Имеет смысл установить специальные поршневые кольца, имеющие большую долговечность, нежели стандартные. Особенно хороши в этом смысле кольца L-образного сечения, обладающие лучшими уплотняющими свойствами (правда, они дороже) и позволяющие обойтись одним компрессионным кольцом, что снизит потери на трение.
Форсировка двигателя
Перечисленные выше способы форсировки двигателя позволяют повысить его мощность раза в полтора. Если этого мало, придется принимать более радикальные меры. Самый простой способ повышения мощности двигателя – это увеличение его рабочего объема, т. н. форсирование по литражу. Больше объем – больше смеси сгорает – выше мощность. Но “простой” в данном случае следует понимать как эффективный, но не буквально, поскольку переделывать или менять придется практически все основные детали, создавая новый мотор.
Более пригодны для расточки чугунные блоки. Пределы увеличения диаметра цилиндров определяются минимально допустимой толщиной стенок гильз. Осталось подобрать подходящие поршни (а лучше – заготовки поршней, во избежание нестыковок с диаметром поршневого пальца), и – вперед!
Для расточки нужен специальный станок, чтобы сохранить геометрию гильз и их взаимное расположение. Но станок – это не все. Для получения необходимого качества зеркала цилиндров после расточки их необходимо подвергнуть хонингованию. Процедура не слишком сложная, нужен хонинговальный станок и собственно хон – нечто вроде шлифовальной головки, которая создает на стенках цилиндров сетку перекрещивающихся под определенным углом микроцарапин, в которых при работе двигателя удерживается масло.
Вот с хоном нужного диаметра иногда могут быть проблемы. В этом случае вместо хонингования на том же станке можно выполнить притирку с помощью полировочной пасты, но результат будет не тот – без микроцарапин поверхность зеркала получится слишком гладкой, и смазка пары поршень-цилиндр ухудшится. Без применения высококачественных синтетических масел, образующих на поверхности более прочную, чем минеральные, пленку, в таком моторе уже не обойтись.
Помимо замены поршней и колец – расточка блока подразумевает корректировку формы и объема камер сгорания в головке – для того, чтобы они соответствовали изменившимся габаритам и форме днищ поршней. По ходу дела можно и “поджать” головку блока. При этом повысится степень сжатия и дополнительно вырастет мощность, но придется переходить на более высокооктановый бензин.
Повысить отзывчивость мотора можно, уменьшив инерцию кривошипно-шатунного механизма, для этого его надо облегчить, сняв “лишний” металл с противовесов коленвала и с маховика (что дает облегченный маховик). Мощность двигателя при этом не увеличится, но раскручиваться до максимальных оборотов он будет быстрее. Правда, появится болезненная реакция на изменение нагрузки. Кроме того, возрастут вибрации двигателя. После такой операции необходимо провести тщательную динамическую балансировку коленвала, для маховика же достаточно и статической.
Другой путь увеличения мощности двигателя – использование наддува, подачи горючей смеси в цилиндры под давлением. Может применяться самостоятельно или же в дополнение к увеличению рабочего объема. Суть та же, что и при расточке, – увеличение количества сгорающей смеси, но другим способом.
Чтобы обеспечить высокое давление наддува потребуется компрессор. Он может приводиться механической передачей от коленвала или установленной на том же валу турбиной, размещенной в выпускном тракте. Первый вариант обычно называют механическим нагнетателем (supercharger), второй – турбокомпрессором (turbocharger).
Турбонагнетатели конструктивно проще, но не без недостатков – сложность регулировки давления, медленный отклик на нажатие педали газа, невысокая долговечность, требовательность к качеству масла. Механические нагнетатели сложнее, но перечисленных недостатков не имеют. Основное достоинство – мгновенный отклик, кроме того, более ровная характеристика крутящего момента и прирост мощности преимущественно на низких и средних частотах вращения двигателя, что благотворно сказывается на его эластичности.
При высоких давлениях наддува возникает проблема снижения плотности свежего заряда. Дело в том, что заталкиваемая нагнетателем в цилиндры под давлением смесь перегревается, из-за теплового расширения снижается ее плотность, уменьшается количество кислорода, подаваемого в цилиндры, и двигатель теряет мощность. За что боролись? Чтобы спасти положение придется ставить интеркулер – промежуточный охладитель наддуваемого воздуха – типа “воздух-воздух” или “вода-воздух” (как бы радиатор наоборот).
Выхода два. Первый – снижение начальной степени сжатия – приводит к потере мощности. Второй – использование другого топлива. Топлива, обеспечивающие отсутствие детонации при степени сжатия 17-18, готовятся специально и содержат в своем составе такие компоненты, как метанол, бензол, ацетон. Или взять такую взрывоопасную жидкость, как нитрометан! Но это – совершеннейшая экзотика, удел соревнований категории Top Fuel. Мы до этого еще не доросли.
Последний способ радикального улучшения скоростных и динамических характеристик машины – установка нового, более мощного мотора.
Главное “но” при этом – такие агрегаты обычно тяжелее стандартных, что резко ухудшает управляемость автомобиля. Кроме того, перед такой трансплантацией нелишне выяснить, поместится ли новый агрегат в моторный отсек. Рассчитывать перекомпоновку подкапотного пространства с изменившимися точками крепления мотора желательно не “методом тыка”. А заодно невредно прикинуть, как вы потом будете вносить изменения в техпаспорт автомобиля – эта задачка может сложнее любых изменений под капотом.
Тюнинг трансмиссии и тормозов
Вы – обладатель мотора, имеющего намного большую мощность, нежели стандартный. Можно наслаждаться визгом дымящихся покрышек при резком старте? Погодите радоваться – в машине все взаимосвязано. И увеличившаяся мощность двигателя тяжким бременем ложится на трансмиссию, которая дополнительной нагрузки может и не выдержать. А как выяснить, на что способна трансмиссия вашего автомобиля – коробка, ведущий мост или мосты? Для этого следует знать основной параметр трансмиссии: ее т. н. проходной момент. До тех пор, пока он по величине больше или равен крутящему моменту двигателя, – все в порядке. Причины для беспокойства появляются, когда максимальный крутящий момент двигателя превосходит проходной момент коробки. Незначительное превышение лишь сокращает ресурс коробки. Но если оно достигает полутора раз, шестерни будут работать практически без запаса прочности и о ресурсе можно забыть.
Если крутящий момент двигателя превышает проходной момент коробки более чем в полтора раза – придется заняться заменой коробки или хотя бы ее начинки: шестерен, валов. В противном случае есть риск просто “порвать” трансмиссию.
Как видим, в случае форсировки мотора необходима ревизия трансмиссии, а замена сцепления – просто неминуема. А раз приходится идти на крайние меры, напрашивается вопрос: а не усовершенствовать ли попутно трансмиссию, сделав ее более приспособленной к спортивному стилю вождения?
Гонки выигрывает тот, кто быстрее переключает передачи. Конечно, городские улицы – не гоночная трасса, но возможность более быстрого переключения передач может пригодиться, если не прочь пожертвовать плавностью хода. Для этого придется заменить синхронизаторы в коробке на кулачковые муфты, которые позволяют намного сократить промежутки времени, необходимые для перехода с одной передачи на другую. Кроме того, более компактные габариты муфт по сравнению с синхронизаторами в большинстве случаев дают возможность втиснуть в коробку еще одну пару шестерен и сделать таким образом из пятиступенчатой трансмиссии – шестиступенчатую.
Если вы решитесь на замену начинки коробки, самое время подумать и об изменении передаточных чисел, которые можно индивидуально подобрать под конкретный стиль вождения. Наиболее подходящим видится такой вариант: три первые передачи короткие, для быстрого отрыва со светофора, а остальные – длинные, для спокойного передвижения по прямому шоссе. Это – дело вкуса, как и выбор алгоритма переключения передач при основательной переделке привода коробки. Многим представляется удобным последовательное переключение, как на мотоцикле: повышенную – вперед, пониженную – назад. Но такой вариант неприемлем, если вы перед поворотом любите перейти на пару-тройку передач вниз.
Свой вклад вносят тормоза. Чем выше мощность рабочих тормозных механизмов, тем позже можно сбросить газ при входе в поворот, а следовательно – добиться большей средней скорости на дистанции. Да и требования безопасности, предъявляемые к динамичному форсированному автомобилю, намного выше, чем к простой машине.
Самый эффективный метод повышения тормозной динамики – полная замена стандартной системы, от главного тормозного цилиндра и суппортов рабочих механизмов до дисков. Существует много фирм, предлагающих подобные тюнинговые комплекты, стоящие немалых денег.
Но впихнуть на место увеличенные тормозные диски не всегда удается без увеличения диаметра колес, а последнее иногда бывает нежелательным из соображений сохранения стандартной внешности автомобиля.
Разумеется, при агрессивном вождении тормозная система работает с повышенной нагрузкой. Следовательно, неизбежен перегрев дисков, снижающий, причем резко, эффективность торможения. Выход один – установка вентилируемых тормозных дисков. Но даже самые эффективные трансмиссия и тормоза управляемость автомобиля улучшают ненамного. Чтобы машина стала более послушной не обойтись без изменений в ходовой части.
Улучшение управляемости и внешнего вида
Двигатель форсирован, коробка подобрана, тормоза усилены. Можно выстреливать на улицу… Не торопитесь. Ваше чудо техники способно ездить хоть и быстро, но пока только по прямой. Для придания машине соответствующей управляемости придется заняться ходовой частью, в первую очередь – подвеской. Боже упаси увлечься улучшением кинематики подвески MacPherson. Придется чтить золотое правило механика, гласящее: “Не мешай машине нормально работать”. Улучшение характеристик подвески может идти только в одном направлении: устранение компромиссов, на которые конструкторам пришлось пойти ради обеспечения пассажирам должного комфорта. Когда стоит выбор – комфорт или возможность лучше держать дорогу – удобствами придется пожертвовать.
Улучшению управляемости и повышению устойчивости автомобиля в поворотах способствуют более жесткие пружины подвески. Последнее слово в этой области – двухсекционные узлы, состоящие из двух пружин: сверхжесткой верхней и мягкой нижней. Это решение улучшает контакт колеса с дорогой: разгруженное в повороте колесо не “зависает” над поверхностью, а под воздействием нижней пружины прижимается к асфальту.
Для того, чтобы уменьшить крен машины, ведущий к “зависанию” колес в повороте, устанавливают новые, более жесткие стабилизаторы поперечной устойчивости. При их установке значительно “ужесточается” работа всей подвески. Если готовы это стерпеть, можно пойти дальше – заменить резинометаллические шарниры подвески на стальные сферические. Это значительно повысит управляемость, вот только существенно снизит комфорт.
Не всегда благоприятно влияет на управляемость увеличение ширины шины. На сухом асфальте широкая резина лучше. Но в дождь намного хуже из-за эффекта аквапланирования. Кроме того, более широкое колесо – это увеличенное плечо обкатки, а значит, повышенная нагрузка на подшипники ступицы и изменение кинематики подвески со всеми вытекающими последствиями.
Бывают случаи, когда на изменение геометрии подвески можно пойти. Такие варианты предлагают тюнинговые конторы, непосредственно связанные с заводом-изготовителем “основы” (например, немецкий AMG) и использующие заводские наработки по “оспортивливанию” поведения автомобиля на дороге. Правда, подобных предложений немного и стоят они недешево. Еще дороже стоит “пересадка” всей подвески от более мощного и скоростного автомобиля. В этом случае уже не обойтись без такой трудоемкой и дорогостоящей операции, как вваривание в стандартный каркас кузова кронштейнов от “донора”.
Такие узлы выпускаются многими тюнинговыми ателье, стоят недорого, а эффект, получаемый с их помощью, достаточно велик. В случае радикального тюнинга, сопряженного с многократным увеличением мощности, скорее всего придется заняться усилением несущей основы кузова. Чаще всего это косынки и распорки, места установки которых подсказаны раллийным опытом эксплуатации данной модели автомобиля. Можно пойти и дальше, установив трубчатые усилители днища. Самым экстремальным решением является вварной каркас безопасности, подобный гоночному, но его применение вряд ли можно рекомендовать для машины повседневной эксплуатации.
Получившийся после всех переделок “волк в овечьей шкуре” внешне от оригинала отличаться почти не будет. Но если не прочь придать автомобилю еще внешнюю индивидуальность – к вашим услугам множество наборов, позволяющих изменить (радикально или не слишком) дизайн машины. Причем зачастую такие узлы и детали могут прямо или косвенно влиять на ее ходовые качества.
Хороший пример – аэродинамический обвес: спойлеры, юбки, антикрылья, дефлекторы. Эти пластиковые детали, помимо придания машине более спортивного облика, увеличивают прижимающую силу, действующую на колеса. Некоторые из них – передний и задний спойлеры, накладки, сглаживающие переходы кузовных деталей – способствуют снижению аэродинамического сопротивления. Но только в том случае, когда обвес был профессионально проработан в аэродинамической трубе. Особенно это справедливо для задних спойлеров, изменение расположения которых на какие-то пару сантиметров может дать результат, противоположный желаемому.
Заботясь о ходовых качествах машины, не стоит забывать о комфорте. Скрасить пребывание в автомобиле, лучше почувствовать его – помогут фирмы, выпускающие аксессуары для оснащения салона: спортивные сиденья, рулевые колеса, набалдашники на рычаг КПП… Выбор зависит от финансовых возможностей и представлений об эргономике водительского места.
На повышение безопасности “работают” и более мощные, правильно отрегулированные фары головного света, прожекторы и противотуманки. Не вредно дополнительно выделить машину в потоке. Например, за счет раскраски или обклейки пленкой. Какие методы использовать при “накручивании” машины – решать вам.
Статьи по теме
- Кто такие стритрейсеры и чем отличаются от профессионалов?
- Что такое авто ралли – любительские и спортивные?
- Система нитро – газ для увеличения мощности двигателя
Что ещё почитать
