Вопрос-ответ

Что такое мощность и крутящий момент. Базовые понятия.

Для начала немного теории:

…крутящий момент (момент силы) – это вращающая сила, которую создает главный рабочий орган двигателя и передает ее на вал двигателя. 
Представить суть понятия крутящего момента, можно на примере обычного рычага в виде гаечного ключа. Если мы накинем ключ на туго затянутую гайку, и для того, чтобы сорвать её с места, с силой нажмем на рукоятку ключа, то на гайку начнет воздействовать крутящий момент (Мкр). Крутящий момент равен силе, приложенной к рычагу – рукояти гаечного ключа, умноженной на длину плеча силы. В цифрах это будет описываться так: если на рукоять ключа длиной один метр подвесить 10-килограммовый груз, то на гайку будет воздействовать крутящий момент величиной 10 кг•м. В системе измерения СИ этот показатель (умножается на значение ускорения свободного падения – 9,81 м/с2) будет равен 98,1 Н•м.
Из этой простой формулы, описывающей механику крутящего момента, исходит следующий вывод: получить больший крутящий момент можно двумя путями – либо нарастив длину рычага, либо увеличив вес груза.

А вот мощность в свою очередь складывается из произведения двух главных параметров:
   – частота (скорость) вращения вала двигателя;    – крутящий момент на этом валу;
Для повышения мощности мотора более выгоден и эффективен путь увеличения значения крутящего момента. В двигателях крутящий момент является важнейшим динамическим показателем и характеризует тяговые возможности двигателя…

Для меня большим открытием стало когда я понял, что большинство автотюнеров, которые продают услуги по чип тюнингу не понимают как взаимосвязаны эти два параметра и что это вообще такое. Понимающих автолюбителей, думаю, еще меньше.

Как видно из теории – работу, которую совершает наш двигатель, принято измерять усилием которое оказывает поршень через шатун на коленвал. Это и есть крутящий момент. Именно этот параметр измеряет динамометрический стенд и на основании кривой крутящего момента при помощи нехитрой математической операции рисует кривую мощности. Опять повторюсь – мощность это производная крутящего момента и оборотов, а именно:

P = Torque х RPM / 9549 = (мощность в кВт) х 1,36 = (мощность в лс).

Математика второй класс. Зная крутящий момент на конкретных оборотах можно сразу расчитать мощность. К слову сказать – ЭБУ современных моторов моментноориентированные, а значит позволяют достаточно точно узнать полученную после перепрошивки мощность и без динамометрического стенда. Достаточно снять лог по крутящему моменту во всем диапазоне и от полученных значений вычесть потери на трение внутри двигателя (отдельная карта в прошивке). Но этот метод работает не во всех случаях. Например, чтобы обойти лимит крутящего момента ЭБУ дизельной коробки передач калибровщик вынуждено перекалибровывает в прошивке мотора карты крутящего момента и топлива. В этом случае рисуемый блоком крутящий момент будет меньше реального.

Чтобы увеличить мощность нужно увеличить либо крутящий момент (именно это и происходит при чип тюнинге), либо увеличить обороты. Именно из-за меньших максимальных оборотов в дизеле меньше пиковая мощность, т.к. на оборотах выше 4000 в дизеле солярка просто не успевает сгорать и вылетает в трубу черным дымом, если ее много. Именно поэтому с литрового бензинового атмосферного мотора на топовом спорт байке снимают 150 и более лошадей. Там рабочая зона мотора 15000 об – много мощности получается за счет высоких оборотов при относительно небольшом крутящем моменте.

И когда говорят, что дизель не мощный, а тяговитый следует понимать это так:

пиковая мощность дизеля как правило ниже аналогичного по объему бензинового мотора с наддувом, зато 60% этой мощности уже доступно при 2000 об/мин вращения коленвала. Другими словами : полка мощности (на графике) дизеля более пологая, и чтобы быстро ускорится не нужно раскручивать мотор до 3500 об мин как на бензиновом атмосферном моторе аналогичного объема. Именно по этой причине казалось бы мощный (200 сил) атмосферный мотор объемом 2.4 от Honda по современным меркам не едет. Пиковая мощность высокая, а на низких оборотах ее очень мало, т.к. мало крутящего момента. График мощности такого мотора стремится к абсолютной вертикальности, где пиковая мощность доступна на 7000 оборотах. Часто вы ездите на таких оборотах? Есть водители стрелка тахометра которых вообще никогда не переваливает за отметку 4000. И получается, что лошадей 200, а используется только третья часть из этого табуна, остальные просто спят и пьют Ваше топливо:) Не зря говорят, что лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки.

Современные бензиновые турбомоторы уже почти догнали дизельные по показателям мощности на низких оборотах, но пока не могут догнать их по экономичности. На современном 2х литровом бензиновом турбомоторе от BMW или VW уже можно легко увидеть 350 NM крутящего момента на 2000об/мин (по формуле мощности это 100 лс – пиковая мощность атмосферного мотора 1.4л) и пиковую мощность 250 лс даже на заводской прошивке.

Что такое чип тюнинг?

Под чип тюнингом понимают модификацию програмного обеспечения блока управления двигателя с целью изменения параметров работы агрегата направленных как правило на увеличение крутящего момента и соответственно мощности. Никаких физических чипов не инсталлируется. На сегодняшний день современное оборудование позволяет производить такой тюнинг в большинстве случаев без разбора блоков управления. Исходя из логики определения чип тюнингом можно назвать прошивку любого электронного блока в автомобиле. По факту это так и есть. Но в обиходе под этим определением обыватели понимают только лишь прошивку ЭБУ двигателя с целью увеличения мощности.

Какой мотор имеет смысл чиповать?

Как правило любой современный дизель, а также бензиновый двигатель с турбокомпрессором. Есть исключения когда можно получить неплохую прибавку и на атмосферном бензиновом моторе. Наибольший эффект достигается на крупнокубаторных моторах (например мотор 3,6 FSI от VAG) или моторах програмно дефорсированых с завода путем ограничения хода дроссельной заслонки (некоторые модели FORD, например).

Зачем чиповать мотор?

Чтобы увеличить его крутящий момент (и следовательно мощность) в рамках возможностей железа. Многие автовладельцы навсегда убеждены, что это контрпродуктивная мера, которая сулит лишь проблемами и существенным сокращением ресурса мотора. Мол, инженеры на заводе не дураки и знают свое дело. Да, есть турбомоторы, которые с завода уже крепко отжаты и их настройка даст несущетсвенный прирост. Но как правило современный турбомотор спроектирован с немалым запасом прочности и хорошо поддается тюнингу. Инженеры на заводе совсем не дураки, но еще больше не дураки маркетологи на этом же заводе, масса примеров когда в один и тот же мотор зашиваются разные калибровки. Живой пример — дизель от VAG второго поколения 2,0 tdi. Данный мотор устанавливался на массу моделей концерна и имел заводскую мощность от 85 лс до 180 лс. На всех этих моторах с завода устанавливались идентичные (по способности держать нагрузку) поршни шатуны, форсунки, тнвд. Отличия были лишь в турбокомпрессорах. На версиях 85-143 лс он был один, на версиях 170-177 лс второй, на топовой версии 180 лс третий. Последняя версия устанавливалась на коммерческую технику и обладала двойным наддувом, так называемый BiTurbo. По факту это турбокомпрессор от той же 170 сильной версии, но с промежуточным маленьким нагнетателем, реализованным на том же выпускном коллекторе.

Увеличиться ли расход топлива после чип тюнинга?

При спокойной езде и правильной настройке педали газа в прошивке может немного уменьшиться. При активном педалировании конечно увеличится. При нажатии на педаль водитель просит больше крутящего момента от мотора, больший крутящий момент это большее количество топлива. Все просто. Чудес не бывает.

Развалиться ли мотор от плохого чип тюнинга?

Чтобы развалить мотор нужно очень постараться, либо целенаправленно стремится к этому. В прошивке блока управления масса карт ограничителей: по крутящему моменту, впрыску, давлению, температуре, скорости вращения турбокомпрессора и т. д. Даже безграмотный и непрофессиональный тюнинг быстро не развалит Ваш мотор, если не задраны (или убраны вообще) эти ограничители. Датчик детонации в бензиновом моторе не даст сильно задрать углы опережения зажигания, если конечно в карте не прописаны абсолютно бездумные значения, а датчик температуры выхлопных газов не позволит вам налить безумное количество топлива в дизель, если конечно он не отключен програмно.

Самый злейший враг любого мотора это температура, которая растет с ростом мощности. Методы борьбы с ней на бензиновом и дизельном моторе разные. Если тюнер сделал мощную прошивку, но при этом отпустил температуру на самотек, то мотор рано или поздно развалится. В бензиновом моторе это как правило прогар и оплавления поршней с последующим возможным заклиниванием мотора, в дизеле первой как правило умирает турбина .

Велосипед придуман. Глобальная цель тюнинга турбомотора надуть в него больше воздуха, чтобы налить больше топлива, чтобы получить больше крутящего момента и мощности. Это основной параметр не изменив который на турбомоторе Вы не получите максимального результата.

Но каждый делает это по разному. У всех разные велосипеды. Кто то просто выходные значения карт умножает на определенный коэффициент, а кто то полностью переделывает карты, меняя и входные значения по сути создавая карту с нуля. Одни меняют десяток карт и полностью удовлетворяют клиента (наверное больше ценой), другие делают правильно, применяя логический подход ко всем изменениям, затрагивая гораздо больше значений в прошивке.

Сокращается ли ресурс мотора после чип тюнинга?

Если постоянно вытягивать из мотора всю его мощность, то сокращается. Незначительно, но сокращается. Но опять же много зависит от самой программы. Если софт качественный, то потери в ресурсе мало заметны. Если софт очень плохой, то сокращается значительно. Примеры того как не надо делать – можно отключить контроль температуры выхлопа, можно завалить углы опережения впрыска или зажигания, получив при этом отрицательный крутящий момент с ростом температуры в камере сгорания и последующими разрушениями, можно сделать чрезмерный наддув и развалить турбокомпрессор и т.д. Но такое как правило случается редко. В большинстве случаев клиенту заливают просто не едущий софт.

Если калибровать софт с осмыслением, то ресурс мотора сокращается незначительно. Для этого конечно нужны знания и опыт. Несвоевременное обслуживание стокового мотора гораздо хуже, чем вовремя обслуженный грамотно чипованый мотор, хозяин которого любит нажать на педаль газа. Сам меняю масло не реже 400 моточасов и всем рекомендую. Именно моточасов, а не км пробега. При езде по трассе это один пробег, при езде по городу совсем другой. Зная среднюю скорость можно достаточно точно определить момент следующего ТО по одометру. И никакого лонглайфа, это все маркетинг. На рынке сейчас большое множество качественных масел и все они хороши, главное не купить контрафакт. Если же вы меняете машину раз в 100 тыс км, то в принципе следовать этому правилу не обязательно:)

Примеры из жизни. Дизель 2,0 tdi cr от VW второго поколения на штатной поршневой легко держит 400 лс и более. Есть немало подобных проектов от специализированных фирм. Для достижения этой мощности конечно нужны существенные денежные вливания для замены тнвд, форсунок, турбокомпрессора, распредвалов. Но в целом запас прочности у этого мотора огромный. Как Вы думаете сильно ему навредит правильный тюнинг уровня stage1 с прибавкой 30-50 лошадинных сил? Уверен, что нет. Сейчас в Украину заехало немало авто с Европы на таких моторах и увидеть там пробег больше 400 тыс км можно очень часто. При этом на моторе с таким пробегом как правило стоит родная турбина и отсутствует расход масла.

Бензиновый мотор 2,0 tsi третей генерации вообще показывает запредельные результаты после относительно бюджетного тюнинга. Не мало машин в стране, которые настроены на 400 и более сил на штатной поршневой. Удобство езды в городе на этом моторе конечно под вопросом, т.к. большая турбина имеет большой турболаг и на малых оборотах мотор слабоват, но сам факт литровой мощности впечатляет.

Какая прибавка мощности после чип тюнинга?

Чтобы увидеть уровень прироста крутящего момента и мощности по Вашему авто, нужно посетить этот раздел. Введя параметры Вы наглядно увидите всю информацию, возможно даже с графиками. Данные цифры сняты с показаний динамометрического стенда после откатки на нем соответствующего автомобиля. Все решения проверены и безопасны.

Если в рубрикаторе Вы не нашли информации по Вашему авто, я любезно предоставлю ее Вам по запросу. Наши контакты тут.

Крайне важно понимать, что большой прирост в производительности не есть единственным показателем высокого качества прошивки. Важно сделать производительный тюнинг с максимальным сохранением заводского ресурса, именно тут нужны опыт и знания. Также немаловажным критерием качества тюнинга для меня есть комфорт повседневной эксплуатации автомобиля на малом газу, удобство дозирования газа. Это особенно важно для авто с автоматической трансмиссией, т.к. автомат переключает передачи, анализируя количество крутящего момента и положение педали газа.

Зачем отключать системы экологии в дизельном двигателе?

Немало сказано в сети про системы рециркуляции отработавших газов EGR (exhaust gas recirculation) и сажевых фильтрах DPF (diesel particulate filter). Если система EGR может встретится и на бензиновом моторе, то DPF устанавливают только на дизели — это понятно из названия системы. Это системы экологии направленные на борьбу с оксидами азота (дизель работает на бедных смесях и в процессе сгорания образуется много оксидов азота) и частичками сажи, которая образуется в процессе сгорания дт.

Большинство блогеров и специалистов сходятся во мнении, что эти системы причиняют вред мотору и посему подлежать удалению. Есть и обратные мнения, но они не выдерживают критики здравого смысла.

Нужно ли их удалять? Это дело лично каждого. Но из опыта скажу, что ни разу не слышал про случай покупки нового сажевого фильтра (цена от 800 евро) после окончательной закупорки заводского. А начавшиеся проблемы с системой EGR владельцы тоже как правило решают кардинально, удалением ее из прошивки (важно сделать это правильно) и демонтажем соответствующих узлов. И если сажевый фильтр причиняет вред мотору только после закупорки, то система EGR с начала жизни мотора подкидывает ему во впуск продукты горения. Что из этого получается к 100 тыс км пробега можно увидеть по многочисленным фото из сети. Этот маслянистый черный налет явно ничего хорошего не сделает, прибывая во впускном тракте двигателя. Есть мнение, что находясь на впускных клапанах он пересыхает и уже в виде абразивного порошка попадает в камеру сгорания.

Снять максимум мощности с дизеля не удалив с него сажевый фильтр не получится. Поэтому при тюнинге с сажевым фильтром карту дыма в прошивке слишком сильно сдвигать чревато частой регенерацией фильтра и последующей его полной закупоркой. В отличии от EGR нельзя просто отключить его програмно, требуется также и физический демонтаж. При отключении системы EGR может слегка повысится расход топлива в городе, на моторе 2,0 tdi это порядка 0,3-0,5л. Связано это с поступление в мотор бОльшего количества воздуха. Это своего рода некая плата за засорение окружающей следы и сохранение мотора в чистоте. Но обратной стороной медали является лучшая приемистость мотора на малых оборотах

Нужно ли чиповать коробку DSG на автомобилях VAG?

Речь пойдет о «мокрой» DSG6 (она же S-tronic у AUDI) с кодовым обозначением DQ250. Разновидностей ее огромное количество, но в большинстве своем ее характеристики и возможности идентичны. Это самый массовый и доступный агрегат, который используют сегодня поклонники VW, любители динамичной езды. Она устанавливается в связке со многими популярными моторами – 2.0 TSI, 2.0 TDI. Коробка способна переваривать момент, значительно больше своего лимита в 350 NM. Но! Чтобы грамотно эксплуатировать этот агрегат с моментом выше 430-450 NM нужно:

  • Произвести модификацию ПО коробки с целью повышения прижимной силы фрикционов для способности держать бОльший крутящий момент или же установить комплект фрикционов повышенной производительности. Второй вариант наверное даже предпочтительней, с точки зрения ресурса мехатроника. Но в некоторых версиях ПО дизелей есть лимит, который можно убрать лишь програмно. К примеру на моторах 2.0 tdi в коробке DSG лимит внутреннего момента двигателя находится на уровне 380-390 NM. Если его не поднять, то придется перекалибровывать таблицы крутящего момента в прошивке мотора, чтобы обмануть коробку. Но обман коробки все равно полумера, т.к. давление масла, создаваемое мехатроником может не обеспечить корректную работу агрегата с заводским сцеплением (если реальный момент выше 430 NM), т.к. сцепление будет попросту буксовать на больших нагрузках.
  • Грамотно произвести подачу крутящего момента с самых низов, правильно настроив определенные карты в ЭБУ мотора. Это касается дизелей, т.к. бензиновые моторы не развивают опасный для коробки крутящий момент на низких оборотах. Многие тюнеры являются просто убийцами сцеплений, делая прошивки, на которых уже на 1750 об коробка получает 400 NМ. Если на 1-2-3 передаче это не вызывает особых проблем, то при езде на 5ой и 6ой передачах вы будете получать вибрацию по всему кузову, и если это не прекратить, то вы развалите агрегат. Такой эффект я наблюдал лично на своем авто. Я вовремя принял правильные меры, хотя изначально были мысли поменять сцепление.
  • По желанию можно оптимизировать точки переключения передач, включить функцию «лаунч-контроль» для старта с двух педалей.

Одна голландская фирма, которая серьезно занимается тюнингом и настройкой роботизированных коробок DSG утверждает, что только они могут грамотно настроить ПО для DSG по многим причинам. Я не думаю, что все так однозначно. Ниже изложу общие знания

  • Коробку передач разрушает не мощность, а крутящий момент. И чем ниже обороты вращения мотора и выше передача, тем меньше должен быть крутящий момент принимаемый коробкой. Смена передачи (например на моторе 2,0 tsi с турбиной уровня K04) для коробки благоприятней на оборотах близко к максимальным, чем на средних, где крутящий момент максимальный и коробка получает пиковую нагрузку.
  • Можно теоретически и на стоковом сцепление DQ250 удержать под 700 NM, если програмно увеличить давление масла до уровня, где фрикционы не будут буксовать. Но это быстро прикончит мехатроник. Поэтому при тюнинге мотора с моментом более 450 NM рекомендуется замена фрикционов на производительные. Не обязательно покупать их за 1500 у.е. На рынке есть хорошие варианты от 250 у.е.
  • Давление масла в коробке не постоянно, оно меняется в зависимости от подаваемого на коробку крутящего момента. Коробка по CAN шине видит момент, который приходит к ней от мотора, и реагирует согласно своей программы. Нет смысла постоянно сжимать диски с максимальным давлением, если в этот момент времени на коробку приходит 180 NM условно. Вот почему важно грамотно настроить таблицы крутящего момента в прошивке мотора. Отсюда следует следующий пункт.
  • Тюнер прошивки мотора должен знать уровень модификации коробки. Если коробка модифицирована, то для корректной работы авто в целом необходимы правильные модификации ПО ЭБУ мотора. К примеру если в коробке поднят ограничитель момента, то дозировать момент нужно исключительно прошивкой мотора.
  • Некоторые режимы работы DQ250 (точки переключения) можно настроить из ЭБУ прошивки мотора. Только полное согласование всех режимов в прошивках агрегатов обеспечит максимальную производительность и ресурс.