Настройка двигателя — это настройка или модификация двигателя внутреннего сгорания или блока управления двигателем (ECU) для достижения оптимальной производительности и увеличения выходной мощности двигателя, экономичности или долговечности. Эти цели могут быть взаимоисключающими; двигатель может быть расстроен относительно выходной мощности в обмен на лучшую экономичность или более длительный срок службы двигателя за счет снижения нагрузки на компоненты двигателя.
Настройка может включать в себя широкий спектр регулировок и модификаций, таких как плановая настройка карбюратора и системы зажигания для значительных капитальных ремонтов двигателя. Настройка производительности двигателя может включать пересмотр некоторых конструкторских решений, принятых во время разработки двигателя.
Настройка холостого хода, соотношения воздух-топливо , баланса карбюратора, зазоров между контактами свечей зажигания и распределителя, а также угла опережения зажигания были обычными задачами по техническому обслуживанию старых двигателей и являются последними, но важными шагами в настройке гоночного двигателя.
На современных двигателях, оснащенных электронным зажиганием и впрыском топлива, некоторые или все эти задачи автоматизированы, но они все равно требуют первоначальной калибровки элементов управления. ЭБУ обрабатывает эти задачи и должен быть правильно откалиброван для соответствия оборудованию двигателя. [1] [2]
Термин «настройка» обычно обозначает плановое обслуживание двигателя для соответствия спецификациям производителя. Настройки необходимы периодически в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы гарантировать, что транспортное средство работает так, как ожидается. Современные автомобильные двигатели обычно требуют небольшого количества настроек в течение приблизительно 250 000 километров (160 000 миль) или 10 лет срока службы. Это можно объяснить улучшениями в производственном процессе, в котором недостатки и ошибки были сокращены за счет компьютерной автоматизации, а также значительным улучшением качества расходных материалов, таких как доступность синтетического моторного масла.
Настройки могут включать в себя следующее:
Термин « итальянская настройка » обозначает вождение автомобиля с высокими эксплуатационными характеристиками, например, Ferrari , когда механики завершают настройку, чтобы выжечь весь накопившийся углерод.
Современные двигатели оснащены системой управления двигателем (EMS)/блоком управления двигателем (ECU), который можно настраивать на разные параметры, обеспечивая разные уровни производительности. Производители часто выпускают несколько двигателей, которые используются в более широком диапазоне моделей и платформ. Это позволяет производителям продавать автомобили на разных рынках с разными правилами, не тратя деньги на разработку и проектирование разных двигателей для соответствия этим правилам. Это также позволяет использовать один и тот же двигатель, настроенный в соответствии с рынком конкретного покупателя, несколькими брендами.
Перепрограммирование — это простейшая форма настройки двигателя на первом этапе; оно выполняется в основном на автомобилях с турбонаддувом , содержащих современный блок управления двигателем (ЭБУ). Почти все современные автомобили имеют ЭБУ, в основном поставляемый Bosch или Delphi Technologies . ЭБУ имеет прошивку , которая управляет различными параметрами, при которых работает двигатель. Эти параметры включают достижение соответствующего баланса между расходом топлива, мощностью, крутящим моментом, выбросами топлива, надежностью и интервалами обслуживания. В поисках этого баланса многие заводские прошивки не отдают приоритет мощности или крутящему моменту, что означает, что можно повысить производительность двигателя, перепрограммировав ЭБУ.
Многие производители создают один двигатель и используют несколько версий прошивки, известных как карты, для достижения разных уровней мощности, чтобы различать автомобили, которые по сути имеют идентичный двигатель. Это дает пользователям возможность разблокировать больше мощности двигателя с помощью нескольких изменений в заводском программном обеспечении, считывая и редактируя заводскую прошивку из ЭБУ с помощью специальных инструментов, подключенных к порту бортовой диагностики (OBD). Инструменты можно подключить к порту OBD на любом автомобиле для считывания заводского файла , сохраненного в ЭБУ. Доступно программное обеспечение для считывания определенных типов заводских файлов.
Параметры заводских файлов, такие как впрыск топлива, давление наддува, давление в рампе, давление топливного насоса и момент зажигания, настраиваются на безопасные пределы, которые устанавливаются экспертом, чтобы разблокированная производительность не ставила под угрозу безопасные уровни надежности автомобиля, расхода топлива и выбросов. Карта может быть настроена для использования в городе, для производительности на трассе или для общей карты, дающей мощность во всем диапазоне линейным образом. После настройки отредактированный файл записывается обратно в ЭБУ с помощью тех же инструментов, которые использовались для первоначального считывания, после чего двигатель проверяется на производительность, уровень дыма и любые проблемы. Тонкая настройка выполняется в соответствии с обратной связью, что обеспечивает более эффективный и более производительный двигатель.
Перенастройка может привести к повышению температуры выхлопных газов .
Настройка производительности — это настройка двигателя для автоспорта . Многие такие автомобили никогда не будут участвовать в соревнованиях, но созданы для шоу или развлекательной езды. В этом контексте выходная мощность (например, в лошадиных силах ), крутящий момент и отзывчивость двигателя имеют первостепенное значение, но надежность и топливная экономичность также имеют значение. В гонках двигатель должен быть достаточно мощным, чтобы выдерживать дополнительную нагрузку, оказываемую на него, а автомобиль должен перевозить достаточно топлива, поэтому он часто намного прочнее и имеет более высокую производительность, чем массово производимая конструкция, на которой он может быть основан. Трансмиссия , карданный вал и другие передающие нагрузку компоненты трансмиссии , возможно, должны быть модифицированы, чтобы выдерживать нагрузку от возросшей мощности.
Существует множество методов, которые можно использовать для увеличения мощности и/или эффективности двигателя. Этого можно достичь путем изменения состава воздушно-топливной смеси, всасываемой в двигатель, изменения статической или динамической степени сжатия двигателя, изменения используемого топлива (например, более высокое октановое число , различные типы топлива или химия), впрыска воды или метанола, изменения времени и выдержки зажигания и сжатия всасываемого воздуха. Измерители соотношения воздуха и топлива используются для точного измерения количества топлива в смеси. Вес топлива будет влиять на производительность автомобиля, поэтому экономия топлива (и, следовательно, эффективность) является конкурентным преимуществом.
Способы увеличения мощности включают в себя:
Выбор модификации зависит от желаемой степени улучшения производительности, бюджета и характеристик двигателя, который необходимо модифицировать. Модернизация впуска, выпуска и чипа обычно относится к первым модификациям, поскольку они самые дешевые и вносят достаточно общие улучшения. Например, изменение распредвала требует компромисса между плавностью работы на низких оборотах двигателя и улучшениями на высоких оборотах двигателя.
Капитально отремонтированный двигатель — это тот, который был снят, разобран, очищен, осмотрен, отремонтирован по мере необходимости и испытан с использованием утвержденных заводским руководством по обслуживанию процедур. Процедура обычно включает хонингование , новые поршневые кольца , подшипники , прокладки и сальники. Двигатель может быть отремонтирован до «новых пределов» или «пределов обслуживания» или комбинации этих двух с использованием бывших в употреблении деталей, новых деталей производителя оригинального оборудования (OEM) или новых деталей вторичного рынка . Предыдущая история эксплуатации двигателя сохраняется, и он возвращается с нулевым количеством часов после капитального ремонта.
Производители запчастей для вторичного рынка часто являются поставщиками OEM-запчастей для крупных производителей двигателей. [4]
«Топ-капитальный ремонт» состоит из замены компонентов внутри головки блока цилиндров без снятия двигателя с автомобиля, например, замена клапанов и коромысел. Он может включать « работу с клапанами ». «Крупный капитальный ремонт» состоит из всей сборки двигателя, для чего требуется снять двигатель с автомобиля и перенести его на стенд для двигателя. Капитальный капитальный ремонт стоит дороже, чем топ-капитальный ремонт.
«Новые пределы» — это одобренные заводским руководством по обслуживанию посадки и допуски, в соответствии с которыми изготавливается новый двигатель. Это может быть достигнуто с помощью «стандартных» или одобренных «недоразмерных» и «переразмерных» допусков. «Пределы обслуживания» — это допустимые заводским руководством по обслуживанию посадки и допуски износа, в соответствии с которыми деталь с новыми пределами может изнашиваться и оставаться пригодным к использованию компонентом. Это также может быть достигнуто с помощью «стандартных» и одобренных «недоразмерных» и «переразмерных» допусков. [4]
Восстановленные двигатели — это бывшие в употреблении двигатели, которые были восстановлены до состояния, близкого к спецификациям их производителей. [5]
Используется комбинация новых и бывших в употреблении деталей, причем как минимум блок цилиндров подвергается переработке, как правило, после обезжиривания и паровой очистки, его охлаждающие каналы, масляные каналы и каналы очищаются и проверяются на наличие трещин и других дефектов. Высококачественные восстановления включают хонингование цилиндров и, как правило, корректировку на стандартный износ путем установки по мере необходимости немного более крупных подшипников, колец и других подобных подверженных износу компонентов, новых пружин клапанов и направляющих, притирки седел клапанов и иного приведения двигателя в разумное соответствие спецификациям производителя. Еще лучше, восстановление может включать новые поршни и расточку изношенных отверстий коленчатого и распределительного валов, чтобы можно было установить более крупные втулки.
Разработка чертежей двигателя означает его изготовление в точном соответствии с проектными спецификациями, ограничениями и допусками, установленными инженерами-производителями оригинального оборудования.
Несмотря на это определение, этот термин часто используется в разговорной речи для обозначения требований к допускам и эксплуатационным характеристикам, превосходящим заводские, возможно, с индивидуальными спецификациями (например, для гонок).
Обычные цели включают в себя переделку двигателя для достижения номинальной мощности, заложенной в конструкцию его производителя, и перестройку двигателя для оптимизации его производительности путем соблюдения или превышения строгих спецификаций производителя. Чертежные компоненты позволяют более точно сбалансировать возвратно-поступательные части и вращающиеся узлы, поэтому меньше мощности теряется из-за чрезмерных вибраций двигателя и других механических неэффективностей.
Когда это осуществимо, как в случае с гоночной командой, спонсируемой заводом, чертежи выполняются на компонентах, снятых с производственной линии до обычной балансировки и отделки. Переобработанные, недолитые и некачественно изготовленные детали отбраковываются, и выбираются только те, которые либо точно соответствуют спецификациям, либо позволяют удалить излишки материала. Сторонние производители и частные лица должны работать с тем, что у них есть, или искать подходящую замену, которая может быть доведена до спецификации, следуя тем же рекомендациям.
Современный тюнинг двигателей появился благодаря сочетанию достижений в области автогонок, послевоенного движения хот-родов , а также передовой электроники и технологий, разработанных во время Второй мировой войны.
Электронный тестер зажигания «Igniscope» был произведен компанией English Electric в 1940-х годах, первоначально как «тип UED» для военного использования во время Второй мировой войны . [6] Послевоенная версия, электронный тестер зажигания «тип ZWA», рекламировалась как «первый в своем роде, использующий совершенно новую технологию». [7]
Igniscope использовал электронно-лучевую трубку , давая полностью визуальный метод диагностики. Он был изобретен D. Napier & Son , дочерней компанией English Electric. [8] Igniscope был способен диагностировать скрытые и фактические неисправности как в системах зажигания катушки , так и в системах магнето , включая плохое соединение аккумуляторной батареи, проблемы с контактами и конденсаторами, отказ распределителя и зазор свечи зажигания. [9] Одной из особенностей был контроль «нагрузки», который делал скрытые неисправности более заметными.
В руководстве UED приводится порядок зажигания свечей зажигания танков и автомобилей, используемых британскими вооруженными силами. [10]