(с) МОЁ
(навеяно переполненной личкой, и обсуждениями тюнинговых прошивок, где можно просто куски писем копипастить), труд выложен чтобы в него потом тыкать
Дисклеймер. Данное срочинение не претендует на истину, афтар иногда путает килограммы и литры, сантиметры и углы, поэтому традиционное, "на страх и риск" перед тем как безоговорочно впитывать инфу.
----
Много типичных ситуаций можно наблюдать в стремлении владельцев а/м улучшить приемистость или немного изменить характер автомобиля такой сомнительной операцией как «чип-тюнинг». Что самое любопытное, некоторым это удается. Давайте разберемся, почему вообще в заводском ПО остаются нетронутые «ньютоны», или наоборот перерасходованные % топлива, за которые и происходит «электронная» борьба.
Начну немного издалека. Многие наверняка знают такую табличку, зависимости мощности от состава смеси.
верхняя линия - мощность, нижняя - расход
левая половина - богатая смесь, правая - бедная
середина графика - стехиометрический состав 14.7
левая точка - состав наибольшей мощности (12.6)
правая точка - состав наибольшей экономичности (15.4)
Тут мы видим, что впринципе мотор прошивкой не обмануть, и его область эффективной работы лежит в пределах составов 12.6(богатая) до 15.4 (бедная).
Первый состав даёт наибольшее возможное продолжительное давление газов на поршень для запиханного в цилиндр воздуха. Кто помнит термодинамику, тут как бы как раз тот самый наибольший интеграл из Цикла Карно. Такой результат получен за счёт избытка топлива. Сгорает весь кислород без остатка. Часть топлива остается. В выхлопных газах резко подскакивает CO и CH – изза недоокисления углеводородного топлива. Тоесть часть топлива улетает в трубу, соответственно расход весьма неоптимален.
Второй даёт наилучшую экономичность, то-есть такой параметр из советского ЗР, как «гр/кВт*ч». Потому что в избытке воздуха, топливо сгорает без остатка, но его самого получается маловато. В этом случае в отработанных газах подскакивает содержание окислов азота – вместо топлива в условиях «топки» окисляется азот содержащийся в воздухе.
Теперь посмотрим на 1 цилиндр двигателя. Раз уж шнивофорум, то про стандартный 1.7i 8V
. За такт «впуска» этот цилиндр может захватить разное количество воздуха. Примерно от 50 до 400 мг (мг это масса воздуха). В зависимости от степени открытия дроссельной заслонки. Типичные значения:
Закрытый дроссель, 850 об= 100 мг; 5500 об= 50 мг. (при увеличении оборотов это уже принудительный ХХ, соответственно наполнение падает, т.к. чем больше оборотов тем меньше воздуха просачивается через «щель» дросселя)
Открытый дроссель, 850 об= 350 мг; 5500 об= 400 мг.(при увеличении оборотов возникает «продувка» цилиндров.
Ну что это за цифры, как это проверить.. фигня какаято. Берем калькулятор и проверяем: объем двигателя = 1.7 л, объем цилиндра = 0,425 л. Открываем справочник, смотрим – 1 куб воздуха весит в нормальных условиях ~ 1.225 кг. Значит 1 литр весит 1225 мг. Значит вытесняющий объем одного «цилиндропоршня» весит 520 мг воздуха. Тоесть впринципе теоретическим пределом атмосферной 1.7 литровой «четверки» является 520 мг воздуха за такт, остальное требует избытка. Вопрос – а куда делись те оставшиеся 120 мг, которые никак в цилиндр не залезают? – ответ – были вытеснены, или просто не попали из-за недостатков клапанного механизма. Для типичного 8-клапанного двигателя коэффициент наполнения цилиндров составляет ~0.7-0.8. Как раз, умножаем 520 на 0,75 и получаем примерно 400 мг наполнения. Для 16-клапанного ощутимо повыше, порядка 0.85 и более, для настроенных впусков (изменяемых фаз и коллекторов). Тоесть была бы у нас головка 16 клапанная, наполнение было бы порядка 450, а то и подбиралось бы к 500 мг/цикл.
Итак, чтобы увеличить отдачу цикла, в него надо запихать больше воздуха. Допустим, мы расточили 1.7 до 2.0. Поллитра на цилиндр, и 0,5*1225*0,76 = 465 мг. На 16 клапанных уже 520 мг.
Вернемся к составу смеси. Допустим, в цилиндр попадает 100 мг воздуха и обороты 850 (холостой ход). Массу попавшего в цилиндр воздуха, благодаря достижениям науки и техники, меряет ДМРВ. Гениальное изобретение, по-моему
. Что остается контроллеру? Да долить туда топлива, и поджечь. А сколько топлива? Вот тут и начинается интересное. Допустим, у нас заводской автомобиль и желаемый состав смеси 14.7 (типично для ХХ). Тогда мы делим 100 мг воздуха на 14.7 и получаем ~7 мг топлива за цикл. Форсунка открывается ровно настолько, чтобы эти 7 мг туда вплеснуть. Кстати тут же можно и посчитать расход. За 1 оборот происходит 2 цикла (т.к. горшков то 4). 850 оборотов в минуту. 1700 циклов в минуту, 102000 циклов в час, и соответственно 714000 мг топлива в час. Учитывая вес топлива ~0.8 кг/литр, имеем =0,9 л/ч, что и подтверждается показаниями БК на полностью исправном клапанном механизме (болтах), ибо гидрики на низах работают очень криво, и расход уползает до 1.1-1.2 л/ч.
По мощностному режиму. Всё считается точно также. 400 мг воздуха, состав 13, значит 31 мг топлива за цикл. При 5000 оборотов это 23 л/час. Легко проверить у кого нет часового расхода в БК – разгоняемся до 100 км/ч, держим 5000 оборотов, тапка в пол, тогда расход в л/100 соответствует л/час, как раз больше 23 л/100 у вас не должно получится. (если честно не проверял). Если так сделать на 3500 об (там на самом деле наполнение чуть поменьше, на уровне 380 мг, и состав смеси около 14), то показатели д.б. на уровне ~14 л/ч или л/100 (на скорости 100, повторюсь, смысл идентичен). Конечно, итог зависит от того, насколько обогащает Ваш контроллер, не обязательно состав смеси составляет 13, или 14, боши любят держать 14.7 вообще до последнего, поэтому расход может быть и поменьше
.
Так вот. Откуда берутся все эти экономные, динамичные, и пр. нештатные прошивки, если наполнение мотора зависит собсно только от дросселя, оборотов, и каналов впуска/выпуска? Очень просто. В калибровках меняем состав смеси, уходя от общепризнанного 14.7. Хотим эконом – делаем везде 15,4. Хотим мощность – ляпаем 12.6 во всех режимах. Но даже помимо нанесения вреда экологии и прочим крайностям (нагар и дикий жёр при мощностном, перегревы, вылет клапанов и детонация при бедном составе) возникает одна ГЛОБАЛЬНАЯ проблема. А именно – показания штатного датчика кислорода и механизм ДК-регулирования (ака режим замкнутой петли). Разумеется, режим петли надо отрубать, иначе какую смесь не выставь, контроллер коррекцией методично будет всё сваливать к 14.7, т.к. это единственное состояние при котором лямбда-зонд откликается. Ну, допустим отключили. И, что, вы думаете что если ДМРВ посчитал те «мг» воздуха, а форсунка их отмеряла, то результат будет именно такой как рассчётный? Ничего подобного! Всегда и во всех режимах (в т.ч. и устоявшихся) есть отклонения наполнения, зависящие от напряжения бортсети, температуры разных узлов, общего состояния мотора, ДМРВ, форсунок, загрязнённости фильтра. ДК регулирование и широкое использование режима 14.7 как раз тот признанный пусть, быть уверенным в реальном (а не виртуальном) составе смеси даже на прилично убитой системе впрыска. Если коррекцией не удается поймать 14.7, то загораются ошибки «Низкие/высокие показания ДК, нет отклика ДК». Заодно в стехиометрии, катализаторы прекрасно очищают отработавшие газы, сводя к минимуму СО, СН и NOx. Ушли от стехиометрии – получили нестабильную, гуляющую смесь в любом случае.
Именно поэтому почти все дико динамичные или дико экономичные прошивки заодно являются «с отключенным ДК». Потому что не нужен и мешает. Лить такие можно разве что зная о естественной проблеме соответствия состава смеси с реальной. Кстати мотор «едет» при составах смеси от 10 до 20 примерно. Тоесть если мотор без ДК еле едет, то там вполне может быть 10, соответственно дикий расход, черный дым из трубы… или 20, и тоже дикий расход, перегрев, пропуски зажигания. И даже чек-энжин не загорится! Натуральный карбюратор!
Еще один камень в огород «обогащенных» сверхмеры прошивок. При постоянной поддержке 12…13, помимо свечей загаженных, имеем перерасход топлива. 1.7L едет как толковый 1.8L, а расходует как толковый 1.9L.
Ну и о хорошем. Я совсем забыл сказать про УОЗ. Впринципе, комбинация состав смеси + УОЗ это две главных образующих работы двигателя. Два кардинально разных контроллера, (напр. Январь и Бош), настроенные на те же составы смеси и подогнанные под одинаковый УОЗ будут ехать абсолютно одинаково по расходу и по динамике. Могут конечно быть небольшие ездовые отличия типа реализации Anti-jerk, фаз впрыска, разных обработок нестационарных режимов (когда меняем положение тапки), но если прокатить от Петрозаводска до Медгоры, получим ОДНО И ТО ЖЕ. По деньгам и по обгонам.
Тоесть самое главный вывод:
Прошивки делятся на 3 категории:
1) Правильные (состав смеси 14.7 + ДК регулирование на наполнениях до 70%, в остальных случаях несильное обогащение, и ОПТИМАЛЬНЫЙ УОЗ). Это долгоиграющие, в меру экономичные и в меру динамичные прошивки. Такими и являются базовые от производителя, за исключением оптимального УОЗ. Обычно он занижен «на всякий случай», и его есть смысл немного поднять в следующем типе прошивок:
2) Оптимизированные правильные. Чуть раньше выход на мощностной (обогащенный) режим (бывают заводские держат 14.7 до победного конца), и подогнанный агрессивный УОЗ. Остальное нетронуто.
3) Неправильные . Всё, что ездит но недолго, или ездит но не как 1.7L. Можно сделать бедную смесь, будет жрать как 1.6L, а ехать как 1.5L. Или наоборот. Но кто будет следить за составом смеси – его величество «отклонение». Кто будет менять свечи и притирать клапана – пользователь. В любом случае это либо перерасход при не таком то и приросте, либо полное отсутствие избытка тяги при не такой то и экономии.
Теперь о тюнинге. Допустим, действительно стоит вопрос ощутимого увеличения производительности (разница между прошивками 1 и 2 я считаю неощутимой). Что для этого надо сделать? Разумеется, не надо лезть в первую очередь в прошивку , иначе сразу попадаем в категорию «3». Я за то, чтобы для любого мотора, малолитражного ли, огромного ли, форсированного или дефорсированного, использовались прошивки типа «1» и «2». Это нормальный неколхозный подход, неважно какая у вас машина – ока или Mazda MPS.
Так вот, в первую очередь надо думать об увеличении наполнения. Чем выше наполнение, тем больше топлива мы можем загонять в соответствии с соотношением 14.7, а значит и отлик машины на прижатие акселератора с произвольных оборотов, при обычной, гражданской езде. Увеличить наполнение можно несколькими способами:
1) Увеличение пропускной способности каналов и клапанных дыр. Это и портинг, и шлифовка, и пр. болгаринг головки блока. Для 8 клапанных как мёртвому припарка, т.к. 16V даже без доработок всё уделывает на оборотах выше 3000
.
2) Увеличение объема двигателя. Тут всё предельно понятно.
3) Поиск и настройка резонанса впускной системы. Интересно и эффективно, но в узком диапазоне оборотов. И за счёт других диапазонов.
4) Поиск и настройка резонанса используя изменяемые параметры впуска (фазы впуска, длина коллектора)
5) Повышение давления на впуске.
Могу сразу сказать что самыми эффективными (технологичными) для гражданского применения являются «4» и «5», а самым «железным» - «2».
Некоторые балуются «3» в поисках Л.С., но эти моторы не годятся для гражданского применения. Ну и что что на атмосферном 1.6 16V получили 180 л.с.? Какой ценой? На 8000 об? А сколько л.с. на 2-3 тыс? Думаю все догадываются, что примерно как у таврии 1.1L.
По поводу изменяемых параметров впуска. Очень эффективно. В реальности, используя различные комбинации коллекторов и распредвалов, можно повысить наполнение, но только в соответствующих режимах. И всё ближе подбираться к коэффициенту наполнения «1», в обычном, гражданском моторе, причем без ущерба для других режимов. Так и появляются действительно мощные атмо-моторы. Типа тойот 1.6 (115 л.с), или что еще круче – с литровой мощностью 100 л.с./л, тоесть типа 2л – 200 л.с. Нам, тазоводам, остается только выбирать один из режимов покупкой коммерческого распредвала. Они так и обзываются – верховые, низовые, еще более верховые.
Ну и про наддув пару слов. Атмосферное давление возьмем за 1 единицу. Допустим, избыток составил 0.4 бар (диас-турбо). Тогда реальное давление составило 1.4 атмосферного. Опять считаем. Поршень цилиндра вытесняет в идеальных атмосферных условиях 0.425 л воздуха, или 520 гр. Коэффициент наполнения 0.77. Это означает предел 400 мг, это я уже считал. Но теперь эти 400 мг можно умножить еще на 1.4, получая наполнение в 560 мг/цикл!! [получено экпериментально], причем с весьма низких оборотов (от 2500). Для архаичного атмосферного 8-клапанника потребуется нарастить объем до 2.3-2.4L, или чтобы вот так вот без изврата проглатывать 560 мг воздуха за цикл причем в зоне 2-5 тыщ на тахометре. Либо 2.1-2.2 литрового простого 16 клапанника, и то на верхах.
Возвращаясь к прошивкам и форсировке в целом, получается очень простое правило – больше воздуха – мощнее мотор на правильной прошивке, и как ни старайся обмануть менее дышащий мотор бензином – если воздуха меньше, то как ни крути калибровки, это два разных мотора, и догонять первый можно только ценой свечей, бензина, и очень сильных компромиссов …
Если еще короче, то если вы нашли прошивку лучше заводской, то значит что это уже оптимизированная удачная прошивка, и лучше уже не будет, не тратьте денег!