Снижаем расход топлива. Основы чип-тюнинга
Многие просто усмехнутся - ну это сказки. Повысить мощность и одновременно снизить расход? Такого быть не может! Другие наоборот, заинтересуются. Сейчас нам расскажут про волшебный прибор с кнопкой, нажав на которую, можно залить чудо-прошивку. После этого мой Запорожец сразу превратиться в болид Формулы-1, но "кушать" будет всего 1л на 100 км. Вынужден разочаровать и тех, и других. Сказок не будет. Также и не будет готовых советов.
Просто мы вместе с вами попробуем найти пути снижения расхода топлива с одновременным повышением мощности.
Над данной проблемой бьются лучшие автомобильные конструкторы мира, и на данный момент пути оптимизации классических поршневых бензиновых двигателей практически достигли своего потолка. Небольшой участок чистого неба над головой виден только у поршневых дизельных двигателей. Но пути их оптимизации требуют очень высокого уровня технологий, который не под силу даже ведущим автомобильным компаниям, не говоря уж об отечественном автопроме с его излюбленной фразой: "А, и так сойдет!". Вот почему весь мир переходит на гибридные силовые агрегаты. Впрочем, это тема отдельного разговора. Так что давайте вернемся к современным реалиям.
Итак, с чего начнем? Предлагаю начать с расхода топлива. При современных ценах на топливо это очень актуально. Давайте посмотрим, из чего он складывается. Рассмотрим режимы работы двигателя, где опытный чип-тюнер сможет найти резервы экономии.
1 .Режим прогрева
Скорость (перемещение) ..... нулевая
Состав смеси ................... богатая
Загрязнение атмосферы.................. максимальное
Расход топлива ...................... максимальный
Способы снижения расхода топлива на этом режиме:
1. Применение легкосплавных блоков и головок для более быстрого прогрева двигателя.
2. Применение электронноуправляемого термостата.
Да... Вариантов снижения расхода тут не видно, впрочем...
Совет простым автолюбителям
1. Приведите систему охлаждения в порядок. Термостат поменяйте, помпу проверьте.
2. В Интернете не смолкают споры -прогревать или не прогревать автомобиль перед поездкой? Лучший ответ указан в инструкции по эксплуатации японских автомобилей (рис. 1).
Перевод (я думаю) не нужен...
В Германии дело обстоит более строго - за прогрев автомобиля под окнами домов вас могут оштрафовать на крупную сумму. Завел автомобиль -начинай движение.
Помним: на холостом ходу прогреть двигатель до рабочей температуры очень сложно. Смеси поступает мало, температуры горения невысокие. Так
что плавно начинаем движение, но не газуем. Двигатель прогреется быстрее, топливо сэкономим, атмосферу загрязним меньше.
2. Холостой ход
Скорость (перемещение) - нулевая
Состав смеси - стехиометрия
Загрязнение атмосферы - минимальное
Расход топлива - максимальный
Способы снижения расхода топлива на этом режиме
Скажите мне, зачем кормить двигатель бензином на тех режимах, когда не нужна мощность?! Коленвал провернули, да и ладно.... Дизельные двигатели решают эту проблему просто - впрыскивают минимальное количество топлива. У бензиновых двигателей этот вариант неприемлем - смесь горит только стехиометрическая. Уменьшая (увеличивая) количество топлива на единицу количества воздуха состав, смеси меняется. Не факт, что такая смесь воспламениться. Поэтому основным способом снижения расхода топлива на этом режиме является уменьшение поступления воздуха в цилиндр. Данный параметр носит название "цикловая наполняемость цилиндра". Система топливоподачи покорно смотрит за этим параметром и впрыскивает необходимое количество топлива. Чем он меньше, тем более экономичен автомобиль в режиме холостого хода.
Для уменьшения подачи воздуха (свежей смеси) на бензиновом двигателе служит дроссельная заслонка. Рассмотрим, как работает двигатель на этом режиме. Воздух в двигатель поступает через закрытый дроссель. За ним возникает большое разряжение. Чем меньше воздуха поступает в цилиндр, тем возникает большее разряжение за дросселем на холостом ходу. Расход воздуха (а соответственно, расход топлива) уменьшается. Экономичность возрастает.
Для замера этого параметра применяется вакуумметр, подключаемый в любое место после дроссельной заслонки (рис. 2).
Рис. 2
Вот здесь начинают возникать маленькие неясности. На самом деле, термин "разряжение" придумали домохозяйки. В технике применяется термин "абсолютное давление". Возможно, Вы даже слышали формулировку "отрицательное давление". Давление не может быть отрицательным! Оно либо есть, либо его нет. В космосе (абсолютный вакуум) давление равно 0 кПа. Мы с вами живем при атмосферном давлении (100 кПа). Хорошо спроектированный и изготовленный двигатель способен работать на абсолютном давлении во впускном коллекторе от 20 до 30 кПа (0,2- 0,3 атм.). Этим обеспечивается малый заряд смеси, поступающий в цилиндр и, соответственно, малый расход топлива. Но не все производители в состоянии изготовить двигатель, стабильно работающий на этом малом количестве смеси.
Второй причиной повышенного расхода топлива на холостом ходу являются повышенные обороты холостого хода. Т.е. количество циклов, совершаемых за 1 минуту. Чем выше обороты холостого хода, тем "прожорливей" автомобиль в этом режиме. Увы, не все производители способны обеспечить стабильность работы двигателя на малых оборотах. Автомобили семейства ВАЗ на оборотах ниже 850 об/ мин стабильно не работают.
Совет простым автолюбителям
1. Проверьте абсолютное давление во впускном коллекторе. Возможно, расход топлива вашей "ласточки" связан с проблемами в двигателе.
2. Поменьше стойте на холостом ходу. Это самый неэффективный режим работы двигателя.
3. Проверьте обороты холостого хода.
3. Режим ускорения
Ну, наконец-то мы добрались до самого прожорливого режима работы двигателя!
Вспомним школу, уроки физики. Кто из нас их не прогуливал? Попробуем восполнить этот пробел.
Скорость (перемещение) - меняется
Состав смеси - обогащенная
Загрязнение атмосферы - максимальное
Расход топлива - максимальный
Мы с вами стоим на светофоре. Наша скорость равна 0. Видим заветный "зеленый", разгоняемся до положенных 60 км/час. Наш автомобиль массой М при разгоне до скорости V приобретает кинетическую энергию, равную MV квадрат, деленную на 2. Откуда взялась эта энергия?! Да из химической энергии топлива!
Расход топлива в этом режиме зависит только от массы автомобиля. Чем тяжелее автомобиль, тем большее количество топлива Вы должны сжечь, чтобы разогнать его до определенной скорости. Примерный расход топлива в городском цикле составляет около 6 л/100 км на 1 тонну веса. От объема двигателя расход практически не зависит.
Совет простым автолюбителям
1. Резкие разгоны (при последующем торможении) - удар по вашему кошельку.
2. Выкиньте из багажника лишний хлам - посмотрите на результат. Он вам понравится.
4. Установившийся режим
Скорость (перемещение) - постоянная
Состав смеси - стехиометрия (либо чуть обедненная)
Загрязнение атмосферы - минимальное
Расход топлива - минимальный
Расход топлива определяется в основном аэродинамикой и потерями в трансмиссии. От объема двигателя и массы автомобиля зависит мало.
Совет простым автолюбителям
1. Проверьте трансмиссию, сделайте развал-схождение.
2. Проверьте суппорты - не клинят ли у вас тормозные колодки.
3. Уберите этот ненужный вам багажник с крыши!
4. И прочие самодельные обвесы тоже уберите. Поверьте, аэродинамику автомобиля рассчитывали достаточно грамотные люди. Ставить дополнительные спойлеры и прочие обвесы есть смысл только после испытаний в аэродинамической трубе.
5. Режим торможения
Скорость - уменьшается
Загрязнение атмосферы - минимальное
Расход топлива - минимальный
Не обольщайтесь - режим вроде самый экономичный. Но кинетическая энергия, запасенная в режиме ускорения, переходит в тепло тормозных колодок. Сочетание этих режимов -основная причина расхода топлива.
Совет простым автолюбителям
1. Спокойная езда - основной способ снижения расхода топлива. Да и аварийных ситуаций на дороге создадите меньше.
2. Но если рядом с вами сидит длинноногая блондинка и кошелек ваш ломиться от денег тогда - fuck fuel economy! Только подумайте о других участниках дорожного движения. Не создавайте аварийных ситуаций на дороге. Соблюдайте правила дорожного движения!
Подытожим
1.В городском цикле езды (постоянные разгоны - торможение) расход топлива определяется массой автомобиля и стилем езды. От объема двигателя зависит очень мало.
2. При движении по трассе расход топлива определяется, в основном, типом кузова и состоянием трансмиссии. От массы автомобиля и объема двигателя зависит мало.
3. При режимах прогрева и холостого хода расход определяется в основном качеством исполнения двигателя и его объемом. От массы автомобиля расход не зависит.
Рис. 3
4. Автомобиль - это устройство по переводу ваших денег заплаченных за топливо в тепло тормозных колодок (рис. 3).
Возможности чип-тюнинга
Да, они невелики.... Расход топлива определяется, в основном, техническим состоянием автомобиля и особенностью его конструкции. А также качеством его изготовления. Но бодрости духа не теряем! Давайте поймаем за руку автопроизводителей, и найдем способы оптимизации их программного обеспечения.
Рассмотрим структурную схему блока управления и принципы построения прошивок. Сигналы с различных датчиков поступают на интерфейс ввода (каналы АЦП - Аналогового Цифрового Преобразования), где превращаются в полностью цифровой вид. Через шину данных они поступают в ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство). Далее эти данные поступают в ЦПУ (Центральное Процессорное Устройство), где сравниваются с таблицами, заложенными в ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство).
ПЗУ состоит из двух разделов -FLASH и EEPROM. В первом из них хранятся таблицы выходных сигналов в зависимости от входных. Во второй -индивидуальная информация об автомобиле.
Таким образом, в отличие от общераспространенного заблуждения, блокуправления ничего не рассчитывает. Он просто сравнивает показания датчиков с таблицами, заложенными в его FLASH, и выдает команды исполнительным механизмам (рис. 4).
Рис. 4
Данные о длительности импульсов впрыска, угле опережения зажигания, положении РХХ и прочие выходные параметры заложены в прошивках в виде таблиц (рис. 5).
Открою вам маленький секрет, который таковым не является. Определяющим для всего мирового автомобилестроения является выполнение экологических норм. В Европе приняты нормы ЕВРО-5, и автомобиль, не соответствующий этим нормам, вам не продать. В наших странах законодательство помягче, но экология, тем не менее, становится определяющим фактором.
Согласитесь, изготовить два абсолютно одинаковых автомобиля в условиях серийного производства невозможно. Поэтому ведущие автомобильные концерны пишут прошивки примерно на 10 % хуже реальных возможностей конкретного автомобиля, дабы все автомобили, сходящие с конвейера, гарантировано вложились в нормы экологичности. Особенно это касается отечественного автопрома с его крайне низкой культурой производства и низким уровнем технологий. Здесь процент "загрубления" прошивки значительно превышает 10%!
Далее. Не все производители способны изготовить двигатель, соответствующий современным экологическим нормам. А продавать автомобили надо! Вот и "душится" автомобиль программным путем. Теряется динамика, возрастает расход топлива - но в экологические нормы вкладываемся. Очень сильно страдают плохим качеством изготовления автомобили семейства ВАЗ и всем известный WV. Хоть последний и входит в группу VAG (WV, Audi, Шкода), но учиться делать автомобили у своих товарищей по концерну не желает. Впрочем, нам с вами это на руку - возможности улучшения программного обеспечения на автомобилях ВАЗ и WV безграничны.
Основные законы чиптюнера
1. Приводить прошивку к реальному состоянию автомобиля.
2. Если автомобиль неисправен - не поможет никакая прошивка.
Итак, на какие уловки пускаются производители, чтобы плохо изготовленный автомобиль еще на заводе все-таки соответствовал экологическим требованиям? Вернемся к началу статьи, только рассмотрим все вышесказанное с точки зрения экологии.
1. Режим прогрева. Время обогащения смеси производителем сокращается.
Минусы: на неисправном двигателе наблюдается нестабильная работа во время прогрева.
Помощь чиптюнера: увеличиваем время обогащения смеси на прогреве, увеличиваем расход топлива и загрязнение атмосферы.
2. Холостой ход.
Помощь чиптюнера: не требуется, нужна помощь диагноста.
3. Установившийся режим.
Помощь чиптюнера: попробуйте приобеднить смесь. Контроль ведем по топливной коррекции и показаниям лямбда-зонда.
4. Режим ускорения и мощностной нагрузки. В целях снижения вредных выбросов обогащение смеси очень сильно ограничивается. Динамика падает, расход растет.
Помощь чиптюнера: незаменима. Является основным полем деятельности для чиптюнинга. Увеличивая длительность впрыска в этом режиме, улучшаем динамику. Расход топлива растет. Только не превысьте допустимых экологических норм!
5.Режим торможения.
Помощь чиптюнера: проверьте, падает ли время впрыска до 0 ms при выставке признака холостого хода и оборотах более 2000 rpm. Т.е., реализован ли режим торможения двигателем.
Мы рассмотрели способы снижения расхода топлива. Да, не все так просто.... Способы повышения мощности будут рассмотрены в следующей статье.
Федор Рязанов, Авто-Мастер