Настройка двигателя — это регулировка или модификация двигателя внутреннего сгорания или блока управления двигателем (ECU) для достижения оптимальных характеристик и увеличения выходной мощности, экономичности или долговечности двигателя. Эти цели могут быть взаимоисключающими; двигатель может быть отрегулирован по выходной мощности в обмен на лучшую экономичность или более длительный срок службы двигателя из-за уменьшения нагрузки на компоненты двигателя.
Тюнинг может включать в себя самые разнообразные регулировки и модификации, от плановой регулировки карбюратора и системы зажигания до капитального ремонта двигателя. Настройка производительности двигателя может включать пересмотр некоторых проектных решений, принятых во время разработки двигателя.
Настройка частоты вращения холостого хода, соотношения воздух-топливо , балансировки карбюратора, зазоров между свечами зажигания и распределителя зажигания, а также момента зажигания были обычными задачами по техническому обслуживанию старых двигателей и являются последними, но важными шагами в настройке гоночного двигателя. В современных двигателях, оснащенных электронным зажиганием и впрыском топлива, некоторые или все эти задачи автоматизированы, но они по-прежнему требуют первоначальной калибровки органов управления. ЭБУ решает эти задачи и должен быть правильно откалиброван в соответствии с аппаратным обеспечением двигателя. [1] [2]
Термин «тюнинг» обычно означает плановое обслуживание двигателя в соответствии со спецификациями производителя. Периодически необходимо проводить настройку в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы обеспечить правильную работу автомобиля. Современные автомобильные двигатели обычно требуют небольшого количества тюнингов в течение примерно 250 000 километров (160 000 миль) или 10-летнего срока службы. Это можно объяснить улучшением производственного процесса, в котором несовершенства и ошибки уменьшаются за счет компьютерной автоматизации, а также значительным улучшением качества расходных материалов, таких как доступность синтетического моторного масла.
Тюнинг может включать в себя следующее:
Термин « итальянская настройка » означает вождение автомобиля с высокими эксплуатационными характеристиками, такого как Ferrari , когда механики завершают настройку, чтобы сжечь весь накопленный углерод.
Современные двигатели оснащены системой управления двигателем (EMS)/блоком управления двигателем (ECU), которые можно настраивать под различные настройки, обеспечивая разные уровни производительности. Производители часто выпускают несколько двигателей, которые используются в более широком спектре моделей и платформ. Это позволяет производителям продавать автомобили на различных рынках с разными правилами без необходимости тратить деньги на разработку и проектирование различных двигателей, соответствующих этим правилам. Это также позволяет нескольким брендам использовать один двигатель, настроенный в соответствии с рынком конкретного покупателя.
Переназначение — это самая простая форма настройки двигателя на первом этапе; это выполняется в основном на автомобилях с турбонаддувом , содержащих современный блок управления двигателем (ECU). Почти все современные автомобили имеют ЭБУ, в основном поставляемый компаниями Bosch или Delphi Technologies . ЭБУ имеет встроенное ПО , которое контролирует различные параметры работы двигателя. 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, а это означает, что можно повысить производительность двигателя путем переназначения 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 увеличить мощность 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 чтения заводского файла , сохраненного в ЭБУ. Доступно программное обеспечение для чтения определенных типов заводских файлов.
Параметры заводских файлов, такие как впрыск топлива, давление наддува, давление в рампе, давление топливного насоса и момент зажигания, настраиваются до безопасных пределов, установленных экспертом, поэтому разблокированные характеристики не ставят под угрозу безопасный уровень надежности автомобиля, расход топлива и выбросы. Карту можно настроить для использования в городе, на трассе или для общей карты, линейно отображающей мощность по всему диапазону. 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 дымности и наличие каких-либо проблем. Точная настройка выполняется в соответствии с отзывами, что обеспечивает более высокую производительность и эффективность двигателя.
Перепрошивка может повысить температуру выхлопных газов .
Тюнинг производительности — это настройка двигателя для автоспорта . Многие такие автомобили, возможно, никогда не смогут конкурировать, но созданы для шоу или развлекательного вождения. 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 иметь достаточное количество топлива, поэтому он часто намного прочнее и имеет более высокие характеристики, чем серийная конструкция, на которой он может быть основан. Трансмиссию , карданный вал и другие компоненты трансмиссии , передающие нагрузку, возможно , придется модифицировать, чтобы выдерживать нагрузку от возросшей мощности.
Существует множество методов, которые можно использовать для увеличения мощности и/или эффективности двигателя. Этого можно достичь путем изменения топливовоздушной смеси, всасываемой в двигатель, изменения статической или динамической степени сжатия двигателя, изменения используемого топлива (например, с более высоким октановым числом , различных типов топлива или химического состава), впрыска воды или метанола, изменения время и длительность событий зажигания, а также сжатие всасываемого воздуха. Измерители соотношения воздух-топливо используются для точного измерения количества топлива в смеси. Вес топлива влияет на производительность автомобиля, поэтому экономия топлива (а значит, и эффективность) является конкурентным преимуществом.
К способам увеличения мощности относятся:
Выбор модификации зависит от желаемой степени повышения производительности, бюджета и характеристик двигателя, который необходимо модифицировать. Модернизация впуска, выпуска и чипа обычно входит в число первых модификаций, поскольку они самые дешевые и вносят достаточно общие улучшения. Например, замена распределительного вала требует компромисса между плавностью хода на низких оборотах двигателя и улучшением на высоких оборотах двигателя.
Капитально отремонтированный двигатель — это двигатель, который был снят, разобран, очищен, проверен, отремонтирован по мере необходимости и испытан в соответствии с процедурами, утвержденными заводским руководством по техническому обслуживанию . Процедура обычно включает хонингование , установку новых поршневых колец , подшипников , прокладок и сальников. Двигатель может быть отремонтирован до «новых пределов» или «пределов обслуживания» или их комбинации с использованием бывших в употреблении деталей, новых запчастей от производителя оригинального оборудования (OEM) или новых запчастей послепродажного обслуживания . Предыдущая история эксплуатации двигателя сохраняется, и он возвращается с нулевым количеством часов работы с момента капитального ремонта.
Производители запчастей для вторичного рынка часто являются поставщиками OEM-запчастей для крупных производителей двигателей. [4]
«Капитальный ремонт» состоит из замены компонентов внутри головки блока цилиндров без снятия двигателя с автомобиля, например, замена клапанов и коромысел. Это может включать в себя « работу клапана ». «Капитальный ремонт» включает в себя весь двигатель в сборе, при котором двигатель необходимо снять с автомобиля и перенести на стенд. Капитальный ремонт стоит дороже, чем капитальный.
«Новые пределы» — это посадки и допуски, утвержденные заводским руководством по техническому обслуживанию, с учетом которых изготавливается новый двигатель. Этого можно добиться, используя «стандартные» или утвержденные допуски «заниженного» и «завышенного». «Пределы обслуживания» — это допустимые износы и допуски, указанные в заводском руководстве по техническому обслуживанию, до которых новая деталь может ухудшиться, но при этом оставаться пригодным к использованию компонентом. Это также может быть достигнуто с использованием «стандартных» и утвержденных «заниженных» и «завышенных» допусков. [4]
Под восстановлением подразумевается двигатель, собранный в соответствии с заводскими спецификациями. Иногда покупатель может принять это за то, что используются совершенно новые детали, но это не всегда так. По крайней мере, блок цилиндров будет использоваться. Высококачественный ремонт часто включает установку новых поршней и расточку отверстий коленчатого и распределительного валов. Восстановленные двигатели — это двигатели, которые были повреждены. Их отправляют в механические мастерские для восстановления в соответствии со спецификациями производителя. [5] Восстановленные двигатели часто называют двигателями Reman.
Создание чертежа двигателя означает его создание в соответствии с точными проектными спецификациями, ограничениями и допусками, созданными его инженерами-изготовителями оборудования или другими пользователями, например, для высокопроизводительного гоночного или тяжелого промышленного оборудования.
Поскольку немногие имеют возможность создавать чертежи, а из-за денежного стимула заявлять, что кто-то выполнил работу, многие люди пришли к выводу, что составление чертежей означает лишь двойную проверку всех спецификаций. Серьезные усилия по разработке чертежей приводят к получению допусков, превышающих заводские, возможно, с индивидуальными спецификациями, подходящими для конкретного применения. Общие цели включают модернизацию двигателя для достижения номинальной мощности, соответствующей конструкции его производителя, а также восстановление двигателя, чтобы сделать его более мощным по данной конструкции, чем предполагалось в противном случае. Компоненты, разработанные по чертежам, позволяют более точно сбалансировать возвратно-поступательные части и вращающиеся узлы, что снижает потери мощности из-за чрезмерных вибраций двигателя и других механических недостатков.
В идеале чертежи выполняются на компонентах, снятых с производственной линии до обычной балансировки и окончательной обработки. Если готовые компоненты сделаны по чертежам, существует риск того, что дальнейшее удаление материала ослабит их. Уменьшение веса компонентов, как правило, является преимуществом при условии, что сохраняется баланс и достаточная прочность, а более точная механическая обработка обычно укрепляет деталь за счет устранения точек напряжения. Во многих случаях специалисты по настройке производительности способны работать с готовыми компонентами.
Тюнинг двигателя зародился с развитием первых гоночных автомобилей и послевоенного движения хот-родов .
Электронный тестер зажигания «Igniscope» был произведен компанией English Electric в 1940-х годах, первоначально как «тип UED» для использования в военных целях во время Второй мировой войны . [6] Послевоенная версия электронного тестера зажигания типа ZWA рекламировалась как «первая в своем роде, использующая совершенно новую технику». [7]
В Игнископе использовалась электронно-лучевая трубка , что давало полностью визуальный метод диагностики. Его изобрела компания D. Napier & Son , дочерняя компания English Electric. [8] Igniscope был способен диагностировать скрытые и фактические неисправности как в катушках , так и в магнето системах зажигания, включая плохое соединение с аккумуляторной батареей, проблемы с точками и конденсатором, отказ распределителя и зазор в свече зажигания. [9] Одной из особенностей был контроль «загрузки», который делал скрытые неисправности более заметными.
В руководстве UED указан порядок зажигания свечей зажигания танков и автомобилей, используемых британскими вооруженными силами. [10]