Книга о тюнинге современных автомобилей

Тюнинг - это повышение мощности двигателя, доработка трансмиссии, настройка подвески и прочее. Причем одна переделка тянет вторую, третью - ведь в машине все взаимосвязано. В данной книге содержится подробное руководство по тюнингу автомобиля, чтобы увеличить его мощность, улучшить управляемость и тормоза авто, а также усовершенствовать внешний вид. И чтобы всё было профессионально.
Содержание

Увеличиваем мощность двигателя

Самый простой способ - чип-тюнинг. Пойти по этому пути можно, только если двигатель имеет впрыск с электронным управлением. Никаких механических переделок не требуется, суть чип-тюнинга - в замене программы блока управления двигателем путем перепрограммирования. При этом изменяется алгоритм управления впрыском и опережением зажигания.

Этим способом мощность мотора можно поднять на 5-10%. Но не безболезненно - практикуемая в таких случаях отмена ограничения максимальных оборотов ведет к повышению износа двигателя, а увеличение подачи топлива на переходных режимах подразумевает увеличение его расхода. Наибольший эффект "чип-тюнинг" дает на турбированных двигателях, особенно на турбодизелях, где есть возможность повысить давление наддува.

спортивный распредвал для тюнинга машин
Спортивный распредвал может существенно поднять мощность машины, в зависимости от его конфигурации. Но после его замены придется перешивать "мозги" двигателя.
Следующий этап форсировки двигателя требует механического вмешательства. Например, можно заменить распредвал. Первый вариант - установить спортивный распредвал, с более острым профилем кулачков. Такой профиль обеспечивает большую величину открытия клапанов, что улучшает газообмен и повышает мощность. Правда, увеличиваются нагрузки на детали мотора и для предотвращения зависания клапанов (из-за резко увеличивающихся ускорений) приходится ставить усиленные пружины. Поэтому придется чаще проверять клапанные зазоры и менять цепь/ремень привода распредвала.

А вот ставить распредвал с резко расширенными фазами впуска-выпуска на машину "на каждый день" не стоит. Дело не в значительном повышении расхода топлива из-за того, что фазы впуска и выпуска накладываются друг на друга, в результате чего часть свежего заряда вылетает в трубу. У такого двигателя максимальная мощность возрастает, но "внизу" мотор умирает, его надо постоянно крутить до максимума, а на обгонах приходится или переходить на три передачи вниз, или жечь сцепление. Единственный плюс - резкий старт с дымом резины: у таких моторов сумасшедший подхват. Согласитесь, это небольшая компенсация за увеличенный (иногда в два и более раза) расход бензина, снизившиеся надежность и ресурс, и необходимость мириться, что придется постоянно держать руку на рычаге коробки передач.

Более радикальная переделка - расточка головки цилиндров. При этом увеличивают проходные сечения впускных и выпускных каналов и устанавливают клапаны с увеличенным диаметром тарелок. Из-за возрастания массы клапанов нагрузки на привод механизма газораспределения увеличиваются, но не в такой степени, как при непомерном увеличении поднятия клапанов (спортивный распредвал). С точки зрения эффективности этот способ поднятия мощности превосходит все вышеописанные методы улучшения газообмена.

впускная система для тюнинга автомобиля
Нештатная впускная система для тюнинга - это реальный прирост мощности и крутящего момента даже на стандартном автомобиле.
Дополнительно облегчают дыхание двигателю специальные настроенные впускные и выпускные системы. Дело в том, что воздух или топливная смесь на впуске и выхлопные газы на выпуске движутся неравномерно - в коллекторах возникают пульсации давления. Подбором длин и сечений труб можно добиться резонанса этих колебаний, который улучшает наполнение цилиндров двигателя и повышает мощность. Резонанс возникает лишь в узком диапазоне оборотов двигателя, обычно коллектор настраивают на самые "верха", но иногда можно встретить системы, рассчитанные на частоты вращения коленвала, соответствующие максимальному значению крутящего момента.

У настроенных коллекторов - одинаковая длина патрубков каждого цилиндра (по этому признаку их можно отличить от обычных коллекторов). Из-за этого они выглядят причудливым переплетением труб. Для тюнинга применяют спортивные "пауки" и "банки".

Свой вклад в уменьшение сопротивления на впуске вносит фильтр нулевого сопротивления. Хорошо зарекомендовали себя комбинированные (поролон+бумажный элемент+тканевая шторка) фильтры KN. Они хороши, что помимо снижения сопротивления обладают большей степенью фильтрации, в результате чего увеличивается срок службы мотора. Да и срок службы такого фильтра больше, чем бумажного: засорился - снял, промыл - и вперед!

К сожалению, улучшение мощности приводит к повышению нагрузок на двигатель, как механических, так и тепловых. Снизить последние можно улучшением теплообмена. Самый простой способ - использование более густого масла - может помочь лишь в том случае, если мотор прошел не самую глубокую доработку или если его работа в предельных режимах будет крайне редка. В прочих случаях приходится заменять радиаторы (масляный и водяной) на узлы с большей теплорассеивающей способностью.

Повышенные механические нагрузки действуют в первую очередь на детали цилиндро-поршневой группы. И если блок цилиндров и коленвал имеют приличный запас прочности, то другим деталям достается по максимуму. Особенно страдают поршни и кольца. Им и так приходится несладко, а тут резко возросшие ускорения из-за повышенных оборотов, большая тепловая нагрузка и главное - рост давления в цилиндрах. Из-за этого поршни часто прогорают, не выдержав и одной десятой того срока службы, на который были рассчитаны.

кованые поршни двигателя - как выглядят
Стандартные поршни для двигателя следует менять только при серьезной доработке мотора, иначе это не имеет смысла.
В такой ситуации выход один: замена стандартных поршней на кованые, обладающие при той же массе большей жесткостью и меньшим тепловым расширением. Из кованых поршней среди профессионалов тюнинга хорошей репутацией пользуются изделия немецких Mahle и Goetze, а также нашего МАМИ. Экономить не стоит - из-за особенностей технологии производства эти детали требуют более тщательного теплового расчета чем литые, и более дешевое изделие скорее всего заклинит.

Имеет смысл установить специальные поршневые кольца, имеющие большую долговечность, чем стандартные. Особенно хороши в этом смысле кольца L-образного сечения, обладающие лучшими уплотняющими свойствами (они дороже) и позволяющие обойтись одним компрессионным кольцом, что снизит потери на трение.

К содержанию

Как форсировать двигатель по максимуму?

Перечисленные выше способы форсировки двигателя позволяют повысить его мощность раза в полтора. Если этого мало, придется принимать более радикальные меры.

Самый простой способ повышения мощности двигателя - это увеличение его рабочего объема, т. е. форсирование по литражу. Больше объем - больше смеси сгорает - выше мощность. Но "простой" в данном случае следует понимать как эффективный, но не буквально, поскольку переделывать или менять придется практически все основные детали, создавая новый мотор.

расточка блока цилиндров - один из способов увеличения объема двигателя
Расточка блока цилиндров - самый простой способ повышения мощности двигателя, но требует значительных переделок и денежных затрат.
Для повышения рабочего объема двигателя растачивают блок цилиндров, увеличивая их диаметр. Моторы, у которых блок отлит из легких сплавов, для этой процедуры не подходят - слишком мала толщина стенок. Кроме того, коэффициент теплового расширения алюминия довольно высок, и при малейшем перегреве постели коренных подшипников "поплывут", подшипники потеряют соосность, и двигателю - конец. Более пригодны для расточки чугунные блоки. Пределы увеличения диаметра цилиндров определяются минимально допустимой толщиной стенок гильз. Осталось только подобрать подходящие поршни.

Для расточки нужен специальный станок, чтобы сохранить геометрию гильз и их взаимное расположение. Но станок - это не все. Для получения необходимого качества зеркала цилиндров после расточки их необходимо подвергнуть хонингованию. Процедура не сложная, нужен хонинговальный станок и хон - нечто вроде шлифовальной головки, которая создает на стенках цилиндров сетку перекрещивающихся под определенным углом микроцарапин, в которых удерживается масло. Помимо замены поршней и колец - расточка блока подразумевает корректировку формы и объема камер сгорания в головке - для того, чтобы они соответствовали изменившимся габаритам и форме днищ поршней.

Повысить отзывчивость мотора можно, уменьшив инерцию кривошипно-шатунного механизма, для этого его надо облегчить, сняв "лишний" металл с противовесов коленвала и с маховика (что дает облегченный маховик). Мощность двигателя при этом не увеличится, но раскручиваться до максимальных оборотов он будет быстрее. Правда, появится болезненная реакция на изменение нагрузки. Кроме того, возрастут вибрации двигателя. После такой операции необходимо провести тщательную динамическую балансировку коленвала, для маховика достаточно статической.

Другой путь увеличения мощности двигателя - использование наддува, подачи горючей смеси в цилиндры под давлением. Может применяться самостоятельно или же в дополнение к увеличению рабочего объема. Суть, что и при расточке, - увеличение количества сгорающей смеси, но другим способом.

механический нагнетатель автомобиля
Наддув в зависимости от величины давления принято делить на частичный (до 0,35 атм.), полный (0,35-1,0 атм.) и высокий (свыше 1,0 атм.). Иногда делят на наддув низкого и высокого давления. Величину давления чаще всего измеряют в барах (1 бар почти равен 1 атм.).

Чтобы обеспечить высокое давление наддува потребуется компрессор. Он может приводиться механической передачей от коленвала или установленной на том же валу турбиной, размещенной в выпускном тракте. Первый вариант называют механическим нагнетателем (supercharger), второй - турбокомпрессором (turbocharger).

Турбонагнетатели конструктивно проще, но не без недостатков - сложность регулировки давления, медленный отклик на нажатие педали газа, невысокая долговечность, требовательность к качеству масла. Механические нагнетатели сложнее, но перечисленных недостатков не имеют. Основное достоинство - мгновенный отклик, более ровная характеристика крутящего момента и прирост мощности преимущественно на низких и средних частотах вращения двигателя, что благотворно сказывается на его эластичности.

При высоких давлениях наддува возникает ещё одна проблема. Дело в том, что заталкиваемая нагнетателем в цилиндры под давлением смесь перегревается, из-за теплового расширения снижается ее плотность, уменьшается количество кислорода, подаваемого в цилиндры, и двигатель теряет мощность. Чтобы спасти положение придется ставить интеркулер - промежуточный охладитель наддуваемого воздуха - типа "воздух-воздух" или "вода-воздух" (как-бы радиатор наоборот).

установленный интеркулер на машине
Еще одно малоприятное явление при использовании наддува - это повышение степени сжатия, пропорциональное корню квадратному из величины давления наддува. Так, если на двигатель со степенью сжатия 8,5 установить наддув с давлением 2,25 атм., фактическая степень сжатия составит 12,75. Даже 98-й бензин будет детонировать. А такое давление - не предел.

Выхода два. Первый - снижение начальной степени сжатия - приводит к потере мощности. Второй - использование другого топлива. Топлива, обеспечивающие отсутствие детонации при степени сжатия 17-18, готовятся специально и содержат такие компоненты, как метанол, бензол, ацетон. Или взять такую взрывоопасную жидкость, как нитрометан! Но это - экзотика, удел соревнований категории Top Fuel и профессиональных гонщиков.

Последний способ радикального улучшения скоростных и динамических характеристик машины - установка нового, более мощного мотора.

Главное "но" при этом - такие агрегаты тяжелее стандартных, что резко ухудшает управляемость автомобиля. Кроме того, нелишне выяснить, поместится ли новый двигатель в моторный отсек. Рассчитывать перекомпоновку подкапотного пространства с изменившимися точками крепления мотора желательно не "методом тыка". А заодно надо прикинуть, как потом будете вносить изменения в техпаспорт - эта задачка сложнее любых изменений под капотом.

К содержанию

Тюнинг трансмиссии и тормозов

Вы - обладатель мотора, имеющего большую мощность, чем стандартный. Можно наслаждаться визгом дымящихся покрышек при резком старте? Погодите радоваться - в машине все взаимосвязано. И увеличившаяся мощность двигателя сказывается на трансмиссии, которая дополнительной нагрузки может не выдержать.

А как выяснить, на что способна трансмиссия вашего автомобиля - коробка, ведущий мост или мосты? Для этого следует знать основной параметр трансмиссии - проходной момент. До тех пор, пока он больше или равен крутящему моменту двигателя, - все в порядке. Причины для беспокойства появляются, когда максимальный крутящий момент двигателя превосходит проходной момент коробки. Незначительное превышение лишь сокращает ресурс. Но если оно достигает полутора раз, шестерни будут работать практически без запаса прочности и о ресурсе можно забыть.

Если крутящий момент двигателя превышает проходной момент коробки более чем в полтора раза - придется заняться заменой коробки или её начинки: шестерен, валов. В противном случае есть риск "порвать" трансмиссию.

спортивное сцепление для тюнинга автомобиля
При сильно возросшей мощности мотора нужно заменить штатное сцепление на новое усиленное. Иначе не реализовать всю добавленную "прибавку" двигателя на практике.
Внимательно придется отнестись к выбору сцепления для тюнинга. Ему приходится не только передавать мощность от мотора к трансмиссии, но и смягчать рывки при переключении передач, резком разгоне и торможении двигателем. Проходной момент сцепления задан жестко - он должен составлять от 1,05 до 1,3 максимального крутящего момента двигателя. Поставишь слабую корзину - неминуема пробуксовка сцепления, а более мощная не будет сглаживать рывки, что приведет к повышенным ударным нагрузкам в трансмиссии. Даже если сцепление подобрано правильно, при агрессивной езде пробуксовка неизбежна. В таких случаях незаменимыми будут металлокерамические диски сцепления.

Как видим, в случае форсировки мотора необходима ревизия трансмиссии, а замена сцепления - неминуема. А раз приходится идти на крайние меры, напрашивается вопрос: а не усовершенствовать ли попутно трансмиссию, сделав ее более приспособленной к спортивному стилю вождения?

Гонки выигрывает тот, кто быстрее переключает передачи. Конечно, городские улицы - не гоночная трасса, но возможность быстрого переключения передач может пригодиться. Для этого придется заменить синхронизаторы в коробке на кулачковые муфты, которые позволяют сократить промежутки времени, необходимые для перехода с одной передачи на другую. Кроме того, компактные габариты муфт по сравнению с синхронизаторами дают возможность втиснуть в коробку еще одну пару шестерен и сделать таким образом из пятиступенчатой трансмиссии - шестиступенчатую.

спортивный ряд коробки передач для тюнинга
Чтобы полностью реализовать увеличенную мощность двигателя, необходимо заменить стандартный ряд коробки передач на такой спортивный.
Если решитесь на замену начинки коробки, надо подумать и об изменении передаточных чисел, которые можно индивидуально подобрать под стиль вождения. Например такой вариант: три первые передачи короткие, для быстрого старта со светофора, а остальные - длинные, для спокойного передвижения по шоссе.

Если вы - любитель проходить повороты с визгом шин, явно нелишней покажется замена стандартного дифференциала на дисковый или кулачковый, так называемые дифференциалы повышенного трения. Их изюминка - в рациональном распределении крутящего момента по колесам, что позволяет лучше контролировать авто даже при вывешивании колеса в повороте и пройти его с большей скоростью. В этом и заключается задача любого тюнинга трансмиссии - обеспечить полную реализацию возможностей двигателя.

Свой вклад вносят тормоза. Чем выше мощность рабочих тормозных механизмов, тем позже можно сбросить газ при входе в поворот, а следовательно - добиться большей средней скорости на дистанции. Да и требования безопасности, предъявляемые к динамичному форсированному автомобилю выше, чем к обычной машине.

Самый эффективный метод повышения тормозной динамики - полная замена стандартной системы, от главного тормозного цилиндра и суппортов рабочих механизмов до дисков. Существует много фирм, предлагающих подобные тюнинговые комплекты. Но впихнуть на место увеличенные тормозные диски не всегда удается без увеличения диаметра колес, а последнее иногда бывает нежелательным из соображений сохранения стандартной внешности автомобиля.

дисковые тормоза для спортивного автомобиля
После увеличения мощности мотора необходимо подумать о хороших тормозах. И лучше на этом не экономить и при профессиональном подходе менять всю тормозную систему на спортивную.
Повысить эффективность торможения малой кровью - за счет модернизации существующей системы - вряд ли удастся, уж слишком радикальные предстоят переделки. В первую очередь необходимо заменить задние барабанные тормозные механизмы на дисковые. При этом передние механизмы должны оставаться эффективнее задних во избежание блокировки последних. Можно заменить суппорты на более мощные или установить на один диск по два суппорта, изготовив дополнительные кронштейны. При этом никуда не уйти от замены главного тормозного цилиндра на новый, с большей производительностью.

Разумеется, при агрессивном вождении тормозная система работает с повышенной нагрузкой. Следовательно, неизбежен перегрев дисков, резко снижающий эффективность торможения. Выход один - установка вентилируемых тормозных дисков. Но даже эффективные трансмиссия и тормоза управляемость автомобиля улучшают ненамного. Чтобы машина стала более послушной не обойтись без изменений в ходовой части.

К содержанию

Улучшение управляемости и внешнего вида

Двигатель форсирован, коробка подобрана, тормоза усилены... Не торопитесь. Ваше авто способно ездить быстро, но пока только по прямой. Для придания машине соответствующей управляемости придется заняться ходовой частью, в первую очередь - подвеской.

Улучшение характеристик подвески может идти только в одном направлении: устранение компромиссов, на которые конструкторам пришлось пойти ради обеспечения пассажирам комфорта. Когда стоит выбор - комфорт или возможность лучше держать дорогу - удобствами придется пожертвовать.

амортизаторы для тюнинга с регулировкой отбоя
Первое, что придется сделать - заменить стандартные амортизаторы на более жесткие спортивные. Они, как правило, газонаполненные, и стабильно работают при длительных нагрузках. Кроме того, у таких амортизаторов можно регулировать сопротивление сжатию и отбою. Процедура настройки зависит от модели амортизатора - некоторые приходится для этого каждый раз снимать с машины, а самые сложные (и дорогие) можно регулировать кнопками с места водителя. Существуют компромиссные варианты, у которых характеристики в некоторых пределах меняются автоматически в зависимости от режима передвижения.

Улучшению управляемости и повышению устойчивости автомобиля в поворотах способствуют более жесткие пружины подвески. Последнее слово в этой области - двухсекционные узлы, состоящие из двух пружин: сверхжесткой верхней и мягкой нижней. Это решение улучшает контакт колеса с дорогой: разгруженное в повороте колесо не "зависает" над поверхностью, а под воздействием нижней пружины прижимается к асфальту.

Для того, чтобы уменьшить крен машины, ведущий к "зависанию" колес в повороте, устанавливают новые, более жесткие стабилизаторы поперечной устойчивости. При их установке "ужесточается" работа всей подвески. Если готовы это стерпеть, можно заменить резинометаллические шарниры подвески на стальные сферические. Это повысит управляемость, вот только существенно снизит комфорт.

низкопрофильные шины что это такое
Низкопрофильные шины не только украшают автомобиль, но и дают улучшение сцепных свойств в поворотах за счет большей ширины покрышки - увеличивается пятно контакта с дорогой, и меньшей высоты шины - она меньше «ломается» при повышенных нагрузках.
Не забудьте о колесах. Придется столкнуться с альтернативой: комфорт или управляемость. Спортивные низкопрофильные шины отлично держат дорогу, но на колдобинах снижают комфорт. Особенно если такие покрышки (серии 50 и ниже) установлены на 16-, 17- или 18-дюймовых кованых дисках. Литые подешевле, но при попадании колеса в хорошую яму на большой скорости алюминиевый диск может расколоться.

Не всегда благоприятно влияет на управляемость увеличение ширины шины. На сухом асфальте широкая резина лучше. Но в дождь намного хуже из-за эффекта аквапланирования. Кроме того, более широкое колесо - это увеличенное плечо обкатки, а значит, повышенная нагрузка на подшипники ступицы и изменение кинематики подвески со всеми вытекающими последствиями.

каркас безопасности гоночного автомобиля
Силовую структуру кузова переделывать не обязательно, можно ограничиться установкой распорки на кронштейны стоек передней подвески.

Такие узлы выпускаются многими компаниями, стоят недорого, а эффект достаточно велик. В случае радикального тюнинга, сопряженного с многократным увеличением мощности, скорее всего придется заняться усилением несущей основы кузова. Это косынки и распорки, места установки которых подсказаны раллийным опытом эксплуатации данной модели автомобиля. Можно пойти дальше, установив трубчатые усилители днища. Самым экстремальным решением является вварной каркас безопасности, подобный гоночному, но его применение вряд ли можно рекомендовать для машины повседневной эксплуатации.

Получившийся после всех переделок "волк в овечьей шкуре" внешне от оригинала отличаться почти не будет. Но если нужно придать автомобилю внешнюю индивидуальность - есть множество наборов, позволяющих изменить (радикально или не слишком) дизайн машины. Причем зачастую такие узлы и детали могут прямо или косвенно влиять на ее ходовые качества.

Хороший пример - аэродинамический обвес: спойлеры, юбки, антикрылья, дефлекторы. Эти пластиковые детали, помимо придания машине спортивного облика, увеличивают прижимающую силу, действующую на колеса. Некоторые из них - передний и задний спойлеры, накладки, сглаживающие переходы кузовных деталей - способствуют снижению аэродинамического сопротивления. Но только, когда обвес был профессионально проработан в аэродинамической трубе. Особенно это справедливо для задних спойлеров, изменение расположения которых на какие-то пару сантиметров может дать результат, противоположный желаемому.

антикрыло для тюнинга автомобилей
Еще один способ снижения лобового сопротивления кузова - чопперинг (от английского chop - рубить), - понижение уровня крыши с помощью укорачивания стоек. Операция эта, несмотря на внешнюю простоту, крайне трудоемкая - практически речь идет о новом верхе, скроенном с использованием кусков старого. При этом не забудьте о проблеме "обрезания" стекол. А главное, такая "перестройка" верха кузова приводит к уменьшению жизненного пространства в салоне и снижению прочности несущей структуры - любой сварной шов уменьшает прочность узла по сравнению с цельной деталью.

Заботясь о ходовых качествах машины, не стоит забывать о комфорте. Скрасить пребывание в автомобиле, лучше почувствовать его - помогут фирмы, выпускающие аксессуары для тюнинга салона: спортивные сиденья, рулевые колеса, ручки КПП... Выбор зависит от финансовых возможностей и вкуса владельца.

Несколько слов о безопасности. Допустить ошибку за рулём тюнингованного авто проще, чем сидя за рулем стандартной машины. Поэтому лучше, если ремни безопасности будут четырехточечными. Не помешает система аварийного пожаротушения: от полноценной для гоночных автомобилей до простого подкапотного огнетушителя, автоматически срабатывающего при повышении температуры. Не вредно дополнительно выделить машину. Например, за счет раскраски или обклейки пленкой. Какие методы использовать при "доработке" машины - решать вам.
Что ещё можно почитать