Кардиология — осознанный тюнинг двигателя
Это ощущение впечатляет даже опытных и ко всему привычных гонщиков. Отпускаешь  (или сбрасываешь) сцепление и уже по первым пройденным метрам чувствуешь: поголовье подкапотных  «лошадей» существенно увеличилось. В глазах — огонек, в душе — трепет и легкое волнение. Медики называют это эйфорией. Пусть так. Но эйфория иногда заканчивается слишком быстро. Увеличенный ценой немалых финансовых затрат табун чахнет на глазах, лошадки хиреют и спотыкаются, а то и гибнут  «оптом» в клубах белого дыма. Обидно. 
 
 Не претендуя на лавры Чернышевского и Герцена, оставим вопросы вроде  «Что делать?» и  «Кто виноват?» классикам литературы. Главный вопрос этой статьи проще, банальнее и практичней:  «Как избежать?». 
 
 А все-таки…
 Извечные русские вопросы в данном случае тем более бессмысленны, что ответы на них весьма просты и неутешительны. Что делать с  «заболевшим» мотором, поможет решить диагностика, а вот кто виноват… В случае если автомобиль не попадал в руки гаражным  «левшам»,  «тюнингующим» современные моторы при помощи кусачек и паяльника  (в интернет-конференциях полно рецептов в духе  «тут оторвать, там закоротить»), а прошел доработку в серьезной фирме, не один год работающей на рынке, виноватым зачастую оказывается сам владелец. 
 
 Дело в том, что любой стоковый  (серийный) мотор — вне зависимости от его характеристик и  «целевой аудитории» — соткан из компромиссов. Как и всякий продаваемый на рынке продукт, его создают не одни только фанаты лошадиных сил и ньютон-метров. Напротив, под капотом любого автомобиля — от Punto до Impreza WRX — живет результат консенсуса доброй сотни специалистов: от инженеров до маркетологов, от экологов до пилотов-испытателей. И где бы автомобиль ни продавался — хоть в Штутгарте, хоть в Адлере  (с соответствующим качеством топлива) — на него дается гарантия, то есть производитель берет на себя определенные обязательства. Что, собственно, и означает наличие определенного конструктивного запаса. Именно из этого самого запаса и можно выжать дополнительные лошадиные силы, не прибегая к глубоким конструктивным переделкам двигателя. 
 
 Так что, господа, хотите мощности, момента, драйва — будьте готовы 
 
 В поисках отдачи
 Главное заблуждение относительно работы двигателя внутреннего сгорания  (ДВС) в наши головы закладывают школьные учителя физики. Это они морочат голову детям, рассказывая о том, что топливно-воздушная смесь в цилиндре  «взрывается». Проходят годы, дети вырастают, покупают себе эти самые ДВС, наиболее отчаянные из них ввязываются в  «гонку вооружений» с целью поднять характеристики мотора на невиданную производителем высоту. Но не все успевают узнать, что в цилиндрах ничего взрываться не должно. А должно гореть. Но — с максимальной эффективностью, для чего жизненно необходим кислород, причем ровно столько, сколько нужно. 
 
 О кислородном  «перекорме» и связанных с этим неприятностях поговорим чуть ниже, а пока — маленькая ремарка. Современные системы питания способны удовлетворить любые потребности мотора. То есть, образно говоря, гораздо проще затолкать в цилиндры на треть больше топлива, чем обеспечить подачу эквивалентного количества окислителя  (воздуха, то есть кислорода в нем). Именно поэтому  «тюнингаторы» уделяют такое внимание этому бесцветному газу, столь необходимому для улучшения характеристик мотора. И тут на сцене появляются разных сортов нагнетатели, фильтры нулевого сопротивления, распредвалы с измененными фазами и подъемом,  «окна» в крышке капота… Все ради того, чтобы мотор не страдал кислородным голоданием. 
 
 Человек, кстати, очень легко отравляется кислородом. Достаточно превысить норму всего на 0.5%, чтобы вызвать судороги, за которыми довольно быстро следует потеря сознания. Моторы — как люди. Только вместо судорог от  «кислородного переедания»  (то есть работы на бедной смеси) у них начинается другая болезнь: повышение температуры в цилиндре, а в особо  «клинических случаях» — детонация. Детонация — это процесс взрывного характера, при котором топливо уже не горит, а ведет себя так, как и учат на школьных уроках физики. То есть — взрывается. Причем так, как учат уже на ОБЖ, — с ударной волной и прочими неприятностями, последствия которых ложатся тяжким бременем на детали двигателя. Помимо ударных нагрузок мотору приходится иметь дело еще и с совершенно нештатным температурным режимом, отчего начинают страдать поршни, клапаны и головка блока — детали, образующие камеру сгорания. Мало того, перегретое масло теряет вязкость и перестает выполнять свой священный долг — тут и до  «клина» недалеко. Словом, прогнозировать дальнейшее развитие событий практически невозможно. А вот выяснить причины кислородного  «перекорма» — вполне. Этим и займемся. 
 
  «Передув»
 Влияние разного рода аэродинамических фокусов  (вроде тех же  «окон» и воздухозаборников на капоте) на работу двигателя не то чтобы невелико, но едва ли опасно  (если, конечно, двигатель стоковый и исправный). Существует такое явление, как динамический наддув, то есть создание повышенного давления во впускном коллекторе путем направления и ускорения набегающего потока воздуха. Но, например, мотористы, работающие в российском чемпионате  «Формулы-1600», до сих пор спорят, оказывает ли это хоть какое-то влияние на работу мотора на скоростях ниже 200 км/ч. 
 
  «Нулевой» обман
 Любой инжекторный двигатель обязан знать, сколько воздуха поступает к нему из атмосферы. За  «взвешивание» отвечает датчик расхода воздуха, установленный за воздушным фильтром. Датчик, конечно, ничего не взвешивает — он, по сути, измеряет скорость набегающего на него воздушного потока. А поток этот не равномерен, и точность показаний датчика обеспечивает то обстоятельство, что контроллер  «знает», как соотносится скорость воздуха на датчике с массой просачивающегося на впуск газа. Нештатный фильтр  (пусть даже производитель обещает вам колоссальный прирост мощности) может кардинально изменить  «аэродинамическую картину» внутри входящего патрубка. В результате датчик начинает  «врать», что может привести к критическим изменениям в работе двигателя. Подробнее об этом я еще расскажу, а пока просто запомните, что перед установкой  «нулевого» фильтра неплохо бы узнать, сочетается ли он с вашим мотором. 
 
 Наибольшую опасность  (а следовательно, и интерес для тюнинга) представляют системы наддува: роторные нагнетатели, спиральные и центробежные компрессоры и, наконец, самые популярные — турбокомпрессоры, именуемые в народе просто  «турбинами». 
 
 Турбонаддув — идеологически несложная схема повышения давления  (то есть, по сути, количества) воздуха во впускном тракте двигателя за счет кинетической энергии выхлопных газов. Вдобавок он позволяет найти немало дополнительных  «лошадок», не влезая в электронный мозг мотора. 
 
 Любой турбонагнетатель представляет собой две установленных на одном валу крыльчатки, одну из которых раскручивают выхлопные газы, а вторая преобразует энергию вращения общего вала в повышенное давление на впуске. Естественно, чем выше обороты мотора  (и интенсивнее выхлоп), тем выше скорость вращения турбины, давление наддува и тем больше воздуха поступает в мотор. Управление турбонаддувом осуществляет вэйст-гейт  (waiste-gate) — клапан, запускающий  «лишний» выхлоп в обход турбины. В самом примитивном варианте он ориентируется по давлению во впускном коллекторе и соединен с ним шлангом. 
 
 В самом сложном  (и единственном, если говорим о современных моторах) — управляющее вэйст-гейтом давление регулируется электромагнитным клапаном, управляющий соленоид которого подчиняется контроллеру двигателя,  «щупающему» давление на впуске специальным датчиком. Вот так вот: бабка за дедку, дедка за репку… 
 
 Чтобы добиться большей отдачи от турбомотора, приходится  «влезать» в его системы управления, причем прежде всего — в систему управления наддувом. Один из самых популярных способов — установка бустконтроллера  (boost-controller), то есть клапана  (механического, а чаще электронного), ограничивающего управляющее давление на входе актуатора вэйст-гейта. Это дает оборотам турбины возможность покорять новые высоты, а владельцу — ощутить пьянящий вкус адреналина. 
 
 Диверсионный  «тюнинг»
 Установка бустконтроллера  (даже самого примитивного) — не единственный способ  «обмануть» турбонаддув. Самый простой и, кстати, не лишенный известной элегантности, придумали раллисты. Гонщики одного из заграничных моноклассов после прохождения предстартовой техкомиссии просто… втыкали в шланг актуатора вэйст-гейта иголку от одноразового шприца. Шланг начинает подтравливать, давление в нем понижается, и вот оно — повышение давления. Мало повысилось — еще одну можно воткнуть! А что делать после гонки? Правильно — выдернуть иголки. И выбросить подальше — с судейских глаз долой. Правда, в большинстве чемпионатов регламент не позволяет спортсменам  «опускаться» до таких решений: останавливаться после финиша до прибытия на финальную комиссию категорически запрещено. 
 
 Кстати, не пытайтесь проделать подобный фокус со своей машиной — штурман гоночного автомобиля способен контролировать десятки параметров и легко определит  «передув». Для  «гражданских» подобный номер может закончиться печально. 
 
 С точки зрения электронного мозга двигателя, любое вмешательство в систему управления наддува, пусть даже с благородной целью  «надрать задницу» соседям по потоку, является банальной неисправностью. Реагировать контроллер может по-разному: в зависимости от заложенной в него программы он может, например, отсечь подачу топлива при превышении давления во впускном коллекторе. 
 
 Естественно, в горячих головах  (а другим тюнинг и ни к чему) созрела мысль эту отсечку убрать. А то что же это получается:  «дуешь» тут, понимаешь, изо всех сил, а он… Убрать немедля! И убирают — оказывается, это совсем несложно. Если, конечно, умеешь использовать паяльник не только в интересах кредитора. Результат бывает более чем плачевным: слишком много воздуха, бедная смесь и далее по тексту  (см. выше). 
 
 С  «интеллектуальными» контроллерами сложнее — они способны  «унюхать тюнинг» еще до достижения в результате последнего критических параметров работы двигателя. Этих на кривой кобыле не объедешь. Приходится звать на помощь моторных нейрохирургов. 
 
 Нейрохирургия
 Игры с давлением — вовсе не единственный способ ускорить любимое транспортное средство. Есть методы более сложные, затратные и, кстати, не всегда ведущие к очевидным для клиента результатам. Речь идет о чип-тюнинге — перепрошивке электронного мозга двигателя. 
 
 Решив отказаться от компромиссов во имя реализации собственного  «Я», автоматически принимаешь решение нести личную ответственность за здоровье мотора 
 
 Чип-тюнинг  (chip tuning) — невероятно дорогое удовольствие. Блок управления двигателем  (он же ECU — Engine Control Unit) не знает, что такое  «газ в пол», адреналин в крови, драйв и эйфория от него. Ему плевать на ваши желания. Он работает по картам — впрыска, зажигания, наддува. Карты — это, по сути, многослойные таблицы, по которым процессор в зависимости от поступающих с десятков датчиков сигналов генерирует управляющие импульсы, передаваемые затем на свечи зажигания, форсунки, электромагнитные клапаны… И если вы хотите от ECU большего, придется  «рассказать» ему об этом, разработав собственные карты управления. Процесс это кропотливый, требующий времени, денег и оборудования. Автогиганты тратят огромные деньги на разработку собственных программ, по которым и работают стоковые двигатели. Любая ошибка  (например  «нолик» вместо  «единички» в двоичном коде программы) приводит к весьма осязаемым последствиям в виде прогоревших поршней,  «умерших» от перегрева лямбда-зондов и  «запоротых» двигателей. Все это — деньги, деньги и еще раз деньги. 
 
 Он тебя чует!
 Самые  «умные и продвинутые» ECU вполне способны  «опознать» попытку увеличить давление наддува простыми и доступными методами. Особенно сложно обмануть контроллеры от Audi. Как они узнают, что попали в руки к  «тюнингаторам»? Примерно так. 
 
 ECU по положению датчика оборотов коленвала и сигналам от электронного акселератора и зажигания выдает  (в соответствии с картами впрыска) сигналы исполнительным механизмам, преобразуемые в импульсы, которые заставляют свечи искрить, а форсунки — впрыскивать топливо. Такие же команды получает и соленоид вэйст-гейта, управляющий турбиной. В следующем такте  (имеется в виду такт работы не двигателя, а микроконтроллера) ECU сравнивает сигнал с датчика давления на впуске с тем значением давления, которое, по  «его мнению», должно было быть, работай мотор без постороннего вмешательства. Слишком большая  «дельта» расценивается как неисправность, за чем незамедлительно следует перевод двигателя в  «обходной» режим: обогащение смеси, снижение наддува… И заряженный мотор начинает ехать хуже стокового. 
 
 Одно расстройство.
 И тем не менее даже в России есть фирмы, вкладывающие эти самые деньги в закупку мощностных стендов, в обучение специалистов и разработку собственных программ для ECU. Деньги нужно вложить немалые, тем более что одними картами управления наддувом  (то есть изменением программы управления, о котором мы говорили выше) дело не ограничивается — попутно приходится менять карты зажигания и топливоподачи. И окупаются эти затраты только путем многократного тиражирования разработок, то есть речь тут идет как минимум о мелкосерийной продукции. 
 
 Так что на эксклюзив рассчитывать не приходится — разве что за очень большие деньги. Но и без чип-тюнинга не обойтись, когда дальнейшее повышение наддува уже вызывает взрывные процессы в камерах сгорания. Надо же 
 
 Велик, конечно, соблазн поставить форсунки большей производительности. Пробуют. Одна весьма именитая гоночная команда в процессе подготовки к чемпионату по зимним трековым гонкам загубила таким образом два двигателя.  «Творческий порыв» инженеров остановил только суровый взгляд начальника, приказавшего прекратить самодеятельность. 
 
 Так что любые изменения в работе датчиков и исполнительных устройств  (тех же форсунок) немыслимы без коррекции калибровок и программ управления. А это — тот же чип-тюнинг… 
 
 Предохраняйтесь!
 Детонацию слышно не всегда. Особенно если у вас Subaru — их моторы детонируют не так звонко, что весьма непривычно для  «неоппозитного» слушателя. Ситуация еще больше осложнится, если вы решили развлечь новоприобретенных  «лошадок» мощной музыкой или шумовыми эффектами в виде прямоточного выхлопа и дорожной симфонии на скоростях под две сотни. 
 
 К счастью, помимо звуковых эффектов, детонация оставляет и косвенные следы. Один из них — повышенная температура выхлопа. Стоит ей превысить, например, 820-850 °С  (пороговые значения для Subaru) — пора бить тревогу: или температура сгорания высока, или зажигание слишком позднее. То же и с температурой масла: поставьте дополнительный прибор  (это еще и выглядит круто — не правда ли?) и смотрите на него время от времени. Стоит маслу перегреться после критического рубежа  (величина его зависит от типа масла) — маслом оно быть перестает: основа теряет вязкостные свойства. Может, все-таки не стоило экономить на масляном радиаторе? 
 
 Но главное — помните: решив отказаться от компромиссов во имя реализации собственного  «я» в отдельно взятом автомобиле, вы, по сути, перекладываете ответственность за его работоспособность с плеч производителя на свои: сняли защиту с мотора — поставьте ее в голове. Она прекрасно встанет на место иллюзий, что можно сделать себе  «круто задешево». Нельзя. И если вы чужды идее одушевления своего четырехколесного друга, подумайте о кошельке. Чуть больше потратив сейчас — на проверенное  «пакетное» решение от серьезной фирмы, можно серьезно сэкономить потом — на ремонтах и нервах.