Что такое Чип-Тюнинг?

В современных автомобилях почти всеми параметрами работы двигателя управляет электронный блок (ЭБУ), содержащий в себе программу и набор таблиц и коэффициентов для разных условий работы. Перед разработчиками этих систем всегда стояла сложная задача, так как требовалось удовлетворить противоречивые требования. С одной стороны, автомобиль должен быть мощным и динамичным, а с другой стороны - потреблять не очень много топлива и "вписываться" в экологические нормы. Однако, чудес, как известно, не бывает и улучшение одних показателей влечет ухудшение других. В результате этого, серийные системы удовлетворяют только "среднего" покупателя и содержат в себе определенный резерв для улучшения каких-либо показателей. Цель чип-тюнинга - оптимизировать программу управления для достижения определенных целей, как правило это увеличение мощности и крутящего момента, кроме этого за счет чип-тюнинга мы получаем хорошую эластичность двигателя, более равномерный крутящий момент и отсутствие "провалов".

К великому сожалению, отечественный автопром выпускает в серию программы управления, содержащие ошибки или явные просчеты в калибровках. Очень многие жалуются, например, на плохой холодный пуск 16-клапанных моторов ВАЗ, на неустойчивую работу двигателя при прогреве, на завышенную температуру включения вентилятора охлаждения двигателя и другие "неприятности", которые определяются именно калибровками программы управления. Все эти проблемы легко исправляются при замене чипа.

Что такое ЭБУ?

Это Электронный Блок Управления (часто его называют "контроллер" или "компьютер"), который в современных автомобилях управляет впрыском топлива, установкой оптимального УОЗ, регулировкой оборотов холостого хода и другими параметрами работы двигателя на основе сигналов, поступающих с различных датчиков.
ЭБУ содержит в своем составе:
- микропроцессор (8 или 16-разрядный)
- Оперативное Запоминающее Устройство (ОЗУ или RAM), здесь храняться программные переменные, результаты вычислений, коэффициенты самообучения и накопленные коды ошибок. Содержимое ОЗУ теряется при отключении АКБ.
- Постоянное Запоминающее Устройство (ПЗУ или ROM), в нем хранится программа управления (прошивка), содержимое ПЗУ не изменяется при снятии питания и не может быть изменено в ходе работы программы.
- Электрически стираемое ПЗУ (EEPROM), содержимое котрого также не изменяется при снятии питания, но в отличие от ПЗУ, может изменяться в ходе работы программы. При обучении иммобилайзера или изменении коэффициента коррекции CO данные записываются именно в него. В EEPROM также хранятся идентификационные данные автомобиля, например VIN.

Что такое "прошивка"?
В постоянном запоминающем устройстве ЭБУ записана так называемая "прошивка", которая содержит как правило, две части:
1. Управляющая программа, которая производит необходимые расчеты на основе заложенных формул.
2. Калибровки, которые представляют собой отдельные константы и таблицы, описывающие различные параметры работы системы впрыска.
Физически прошивка размещается в Постоянном Запоминающем Устройстве (ПЗУ или ROM), которое бывает двух типов:
CMOS-UV-EPROM: микросхемы серии 27Сxxx, многократно программируемые, стираются ультрафиолетом, обычно установлены в панельку для быстрой замены. Примером такой реализации являются ЭБУ Bosch M1.5.4
FLASH: более современная Флэш-ПЗУ, которая допускает практически неограниченное число циклов перезаписи, причем без извлечения микросхемы из ЭБУ. Такие ПЗУ устанавливаются в современных ЭБУ, таких как Январь-5.1. или Bosch MP7.0

Перед разработчиками инжектора всегда стояла сложная задача, так как требовалось удовлетворить противоречивые требования. С одной стороны, автомобиль должен быть мощным и динамичным, а с другой стороны - потреблять не очень много топлива и "вписываться" в экологические нормы. Однако, чудес, как известно, не бывает и улучшение одних показателей влечет ухудшение других. В результате этого, серийные системы удовлетворяют только "среднего" покупателя и содержат в себе определенный резерв для улучшения каких-либо показателей. Цель чип-тюнинга - оптимизировать программу управления для достижения определенных целей, как правило это увеличение мощности и крутящего момента. Прирост мощности может достигать 5-10%, что на первый взгляд, не очень много, но ведь кроме этого за счет чип-тюнинга мы получаем хорошую эластичность двигателя, более равномерный крутящий момент и отсутствие "провалов". Наша действительность или "еще один аргумент ЗА". К великому сожалению, отечественный автопром выпускает в серию программы управления, содержащие ошибки или явные просчеты в калибровках. Очень многие жалуются, например, на плохой холодный пуск 16-клапанных моторов ВАЗ, на неустойчивую работу двигателя при прогреве, на завышенную температуру включения вентилятора охлаждения двигателя и другие "неприятности", которые определяются именно калибровками программы управления. Все эти проблемы легко исправляются при чип-тюнинге.
Как работает чип-тюнинг? Чтобы понять это, необходимо представлять себе, как работает электронный впрыск топлива. Несмотря на разнообразие и конструктивные отличия систем впрыска, принцип их работы одинаков. И конечная цель тоже: в нужный момент впрыснуть во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры двигателя строго определенное количество топлива. Кроме того, в заданный момент времени необходимо поджечь образовавшуюся топливовоздушную смесь, подав команду системе зажигания. «Мозгом» электронной системы впрыска является контроллер. Для оптимального управления двигателем контроллеру необходима информация о положении коленвала, количестве поступающего в цилиндры воздуха, степени открытия дроссельной заслонки, температуре мотора, скорости автомобиля. На основе первичных данных от датчиков компьютер рассчитывает момент и длительность впрыска топлива, а также момент, когда необходимо поджечь получившуюся топливовоздушную смесь. Результатом расчетов становятся команды топливным форсункам и системе зажигания. Какую же роль в работе впрыска играет пресловутый чип? Получив информацию от датчиков, процессор контроллера обращается к специальным таблицам данных, в которых заранее прописана зависимость длительности впрыска и момента зажигания от начальных данных — расхода воздуха, нагрузки на двигатель, его оборотов и т.п. Эти таблицы еще называют «картами впрыска». В зависимости от типа двигателя и системы управления, количество и объем карт могут быть разными, но все они записаны на специальной микросхеме памяти, которую и принято называть «чипом». Карты впрыска — результат кропотливой работы мотористов фирмы-производителя автомобиля по оптимизации процессов сгорания в двигателе. Цель этой работы — получение наилучших показателей мощности, экономичности, надежности и приемлемого уровня выбросов вредных веществ. Кроме того, современные системы впрыска для более точной работы могут отступать в некоторых переделах от табличных значений, если того требуют внешние условия. Например, количество впрыскиваемого топлива может измениться в зависимости от показаний лямбда-зонда. А момент зажигания корректируется на основе данных датчика детонации. Но, по сути, именно чип с записанными на нем данными определяет характер работы мотора. Можно ли улучшить показатели двигателя, изменяя что-то в картах впрыска, тщательно настроенных заводскими специалистами? Это зависит от конкретного мотора. Большинство современных атмосферных двигателей не оставляют простора для творчества. Можно немного улучшить отдачу мотора на переходных режимах и при работе с частичной нагрузкой — как правило, за счет ухудшения экологических показателей. Часто повышают обороты, на которых срабатывает электронный ограничитель. Но все эти доработки не дают существенного увеличения мощности и динамики. Бесполезно заставлять систему впрыска подавать в мотор больше топлива, если количество попадающего в него воздуха остается неизменным. А наполнение цилиндров определяется механикой — конструкцией систем впуска и выпуска, распределительными валами, диаметром клапанов...
Куда интереснее для чип-тюнинга турбированный двигатель. В чипе его контроллера есть, помимо таблиц для топлива и зажигания, еще одна «карта» — давления наддува. За счет изменения программы управления перепускным клапаном можно увеличить давление наддува, а следовательно — закачать в цилиндры больше воздуха. При этом, конечно, необходимо изменить и топливную «карту», обеспечив мотор соответствующим количеством бензина. Аналогичным образом можно форсировать и турбодизель. В обоих случаях прибавка обещает быть куда более существенной, чем для «атмосферника». Какой именно? Солидные фирмы, занимающиеся чип-тюнингом, обычно обещают для атмосферного двигателя прибавку мощности в 5-7 процентов от «стандарта», для турбодизеля — порядка 20 процентов, а для бензинового турбомотора — все 30! Проверим?
Для теста мы взяли четыре автомобиля. И первым, конечно же, самый популярный объект тюнинга — ВАЗ-2112. Между прочим, некоторые продавцы чипов обещают его 16-клапанному мотору прибавку в добрых 10 л.с! Skoda Octavia выступила носителем популярного двигателя с турбонаддувом — фольксвагеновского 1,8 Turbo мощностью 150 л.с. Volkswagen Golf представлял другой мотор этого концерна — 90-сильный турбодизель. Наконец, самый мощный участник нашего теста, BMW M3, был оснащен 286-сильным мотором, снимаемым с трех литров рабочего объема без помощи каких-либо нагнетателей.
Все автомобили поместили на стенд фирмы Bosh, позволяющий измерить не только мощность автомобиля «с колес», но и за счет измерения потерь в трансмиссии определить чистую мощность, развиваемую двигателем. Затем с помощью профессионального измерительного комплекса Bosh провели замеры динамики автомобилей. Условно данные дорожных испытаний можно разделить на две части. Максимальная скорость, а также время разгона при старте с места отражают, в основном, предельные характеристики мотора. А вот показатели эластичности, т.е. время разгона до определенной скорости на заданной передаче, характеризуют отдачу двигателя во всем диапазоне оборотов. Например, разгон от 80 до 120 км/ч на третьей передаче приходится на обороты, близкие к максимальным, а на пятой — к средним или даже ниже средних. Замеры эластичности не менее важны, чем определение максимальной мощности двигателя, ведь они приближены к условиям обычной, повседневной езды. А целью чип-тюнинга часто является не столько повышение максимальной мощности, сколько улучшение тяги на «низах» и средних оборотах.
После первой серии испытаний установили на автомобили тюнинговые программы управления и повторили весь комплекс замеров, как на мощностном стенде, так и на дороге. Кроме того, уделили внимание ощущениям водителя, ведь абсолютное большинство клиентов тюнинговых фирм именно так оценивает результат доработок — «на ощупь». А ощущения — вещь очень субъективная. Но, давайте обо всем по порядку.

ВАЗ 2112

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Стандарт Чип
Макс.скорость, км/ч 178,2 178,2
Время разгона, с
0-50 км/ч 3,60 3,38
0-100 км/ч 12,67 12,55
0-150 км/ч 33,42 32,51
на пути 400 м 18,43 18,27
на пути 1000 м 34,16 33,98
60-100 км/ч (III передача) 8,14 8,29
80-120 км/ч (III передача) 9,22 9,24
60-100 км/ч (IV передача) 13,92 13,65
80-120 км/ч (IV передача) 14,77 14,61
80-120 км/ч (V передача) 21,78 21,58

Чип — Тольятти
Стоимость — $75
Мощность двигателя до/после — 96 л.с./96 л.с.
Относительная прибавка — 0%
«Двенадцатая», как и другие участники теста, была хоть и не новая, но полностью исправная. Характер 16-клапанного вазовского мотора хорошо известен: «снизу» крутящего момента катастрофически не хватает, и только после 4000 об/мин разгон становится более-менее бодрым. Изменяя программу управления двигателем, производители тюнинговых чипов обычно «обманывают» компьютер: искусственно увеличивают показания расходомера воздуха, заставляя контроллер впрыскивать больше топлива и за счет этого обогащать смесь. С той же целью отключают лямбда-зонд. Кроме того, установщики тюнингого блока управления рекомендуют одновременно удалить катализатор и поставить дроссельную заслонку большего диаметра, дав мотору больше воздуха. Но ведь большинство покупателей ограничиваются тем, что просто меняют чип, поэтому ради чистоты эксперимента делать этого мы не стали. И, по-видимому, напрасно. С установкой тюнингового блока управления (а в случае с ВАЗ-2112 для теста оказалось проще заменить блок целиком) мощность мотора, измеренная на стенде, не изменилась. То же самое можно сказать и о максимальной скорости. Да и по ощущениям водителя ничего заметного не произошло. Результат нулевой? Не совсем. Измерения показывают, что чуть-чуть улучшился разгон, немного изменилась моментная характеристика двигателя. Доказательство — тот факт, что раньше максимальную скорость «двенадцатая» развивала на четвертой передаче, а после чип-тюнинга — на пятой. Но общий вывод неутешителен: чип-тюнинг стандартного вазовского мотора — пустая трата денег. Это понимают и серьезные тюнинговые фирмы. Обычно перепрограммирование блока управления делается только после доработок впуска и выпуска или замены распредвалов, как операция, необходимая для настройки системы впрыска под изменившиеся условия напол­нения цилиндров.

SCODA OCTAVIA 1.8T

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Стандарт Чип
Макс, скорость, км/ч 208,6 217,2
Время разгона, с
0-50 км/ч 2,98 3,13
0-100 км/ч 8,50 7,81
0-150 км/ч 19,54 16,76
0-200 км/ч 53,40 39,01
на пути 400 м 16,37 15,89
на пути 1000 м 29,97 28,82
60-100 км/ч (III передача) 6,22 5,17
80-120 км/ч (III передача) 6,60 5,29
60-100 км/ч (IV передача) 8,71 7,51
80-120 км/ч (IV передача) 9,15 7,36
80-120 км/ч (V передача) 11,96 9,92

Чип — Cimbu
Стоимость — $450
Мощность двигателя до/после — 152 л.с./170 л.с.
Относительная прибавка — 12%
Skoda Octavia, взятая теста, имела немалый пробег. Кроме того, ее не назовешь совершенно стандартной: на ней установлены спортивный фильтр и прямоточный глушитель. Впрочем, особой прибавки они не дали — со стандартной программой мотор показал на стенде мощность 152 л.с., всего на две «лошади» больше паспортных данных. Мотору 1,8 Турбо после замены программы управления требуется дополнительная калибровка датчика положения дроссельной заслонки, которая выполняется с помощью диагностического прибора. Так что тюнинговый чип на этот мотор может продаваться только с установкой. Еще до начала теста мы предполагали, что среди всех участников на Шкоде замена программы даст самую большую прибавку. Так и получилось, но итоговая мощность оказалась все же намного меньше, чем было обещано — всего 170 л.с. Однако эта прибавка хорошо чувствуется водителем. По ощущениям, наибольший эффект от доработки пришелся на низкие обороты, когда турбина только начинает работать. Если в стандартном варианте для максимально эффективного разгона нужно было стартовать с 2500 об/мин, то после чип-тюнинга попытка тронуться даже с 2300 об/мин приводит к тому, что шины начинают шлифовать асфальт. На более высоких передачах уверенная тяга ощущается уже с 2000 об/мин — почти на 1000 оборотов раньше, чем до чип-тюнинга. И на высоких оборотах отдача мотора повысилась, хотя водитель это чувствует уже не так сильно. Данные измерений во многом подтверждают субъективное восприятие. Динамика автомобиля улучшилась по всем показателям. В каких-то режимах тюнинговая Октавия «везет» стандартной секунду, в каких-то две, причем, чем выше скорость, тем больше эта разница.

VOLKSWAGEN GOLF 1,9 TDI

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Стандарт Чип
Макс, скорость, км/ч 167,4 168,3
Время разгона, с
0-50 км/ч 4,63 3,83
0-100 км/ч 15,92 13,52
0-150 км/ч 48,47 37,49
на пути 400 м 19,84 18,72
на пути 1000 м 37,04 34,98
60-100 км/ч (III передача) 9,11 7,49
80-120 км/ч (III передача) ---* 11,06
60-100 км/ч (IV передача) 12,16 9,73
80-120 км/ч (IV передача) 14,56 11,23
80-120 км/ч (V передача) 18,95 14,35
* со стандартной программой автомобиль не смог развить120 км/ч

Чип — Wetterauer
Стоимость — 590 евро
Мощность двигателя до/после — 85 л.с./101 л.с.
Относительная прибавка — 19%
Турбодизель рабочим объемом 1,9 литра, который устанавливают не только на Golf, но и на другие автомобили концерна Volkswagen, выпускается в нескольких версиях — мощностью 90, 110 и даже 150 л.с. Нам достался самый слабенький вариант, отличающийся от остальных менее производительной турбиной (на мощных версиях она имеет изменяемую геометрию). Соответственно и обещанная прибавка от чип-тюнинга меньше — 25 л.с., тогда как для 110-сильного варианта компания Wetterauer обещает уже 30 дополнительных «лошадей». На стенде автомобиль в стандартном варианте показал мощность меньше заявленной в техпаспорте — 85 л.с. То ли качество российской солярки оставляет желать лучшего, то ли сказывается возраст машины, одометр которой отсчитывает уже второй круг. Golf с таким мотором, отягощенный кузовом универсал и полным приводом, трудно назвать спортивным автомобилем. Разгон довольно вялый: более-менее автомобиль едет только с 2500—3000 оборотов, но уже к 4000 об/мин темп разгона снижается, а к 4500 и вовсе «тухнет». Так что крутить двигатель до ограничителя, срабатывающего на отметке 5100 об/мин, смысла нет. Теперь меняем программу, благо на турбодизеле замена чипа не требует каких-либо настроек. Ведь у него нет ни дроссельной заслонки, ни зажигания и в программе управления зашито всего две «карты» — давления наддува и давления топлива. Замеры на мощностном стенде немного разочаровали: прибавка оказалась ниже обещаемой — 16 л.с. Но дорожные испытания развеяли наш пессимизм. Golf ожил! И не столько за счет увеличения мощности, сколько из-за расширения рабочего диапазона оборотов. Уже с 2000 об/мин машина демонстрирует уверенный разгон на любой передаче. И переключаться на следующую ступень при интенсивном разгоне имеет смысл поближе к «отсечке». По ощущениям, Golf прибавил сильнее Октавии, что и немудрено, ведь относительный прирост мощности у немецкого универсала действительно получился выше. Очень интересными оказались результаты инструментальных замеров. Максимальная скорость почти не изменилась, а вот разгоны стали куда быстрее. Там, где чип, установленный на бензиновом моторе 1,8 Турбо, позволял сбросить секунду, тюнинговая программа для турбодизеля сокращала время разгона на полторы-две. Разгон от нуля до 100 км/ч улучшился на полторы секунды! Эластичность улучшилась еще заметнее. Интересно, со стандартной настройкой мотора концерн Volkswagen просто перестраховывается или руководствуется какими-то маркетинговыми целями? Ведь на примере 150-сильной версии 1,9 TDI понятно, что механические части двигателя вполне способны выдержать и значительно большие нагрузки.

BMW M3

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Стандарт Чип
Макс, скорость, км/ч 255,8 254,5
Время разгона, с
0-50 км/ч 2,80 2,60
0-100 км/ч 6,78 6,55
0-150 км/ч 14,10 13,17
0-200 км/ч 25,99 24,46
0-250 км/ч 57,08 58,09
на пути 400 м 15,00 14,43
на пути 1000 м 26,98 26,37
60-100 км/ч (III передача) 4,82 4,69
80-120 км/ч (III передача) 4,89 4,63
60-100 км/ч (IV передача) 7,63 7,56
80-120 км/ч (IV передача) 7,23 7,47
80-120 км/ч (V передача) 10,29 10,70

Чип — Superchips
Стоимость — $450
Мощность двигателя до/после — 258 л.с./270 л.с.
Относительная прибавка — 5%
Желтое купе, признаться, нас несколько озадачило. Замеры почти стандартного автомобиля («почти» — потому что на BMW, как и на Шкоде, был установлен фильтр «нулевого» сопротивления и тюнинговый глушитель) на стенде показали мощность двигателя всего 258 л.с. против 286 обещанных. А ведь пробег у автомобиля небольшой, да и хозяин не отмечает каких-либо симптомов неисправности мотора...
Зато тюнинговый чип на BMW оказался единственным, на деле обеспечившим обещанную от его установки прибавку, — 5%. Мощность двигателя с измененной программой управления составила 270 л.с. Но почувствовать тягу лишних 12 «скакунов» водителю вряд ли удастся. Все ощущения «тонут» в огромном крутящем моменте, который двигатель выдает почти с холостых оборотов. Стартовать можно только с 2500 об/мин, дальше начинают буксовать даже широкие тюнинговые колеса. На высших передачах уже с 2000 об/мин начинается ровный, но очень напористый разгон, темп которого не снижается вплоть до «отсечки», которую тюнинговый чип поднимает с 7200 до 7700 об/мин. Сдвиг ограничителя оборотов не сказался на величине максимальной скорости, но сыграл свою роль в улучшении разгонных характеристик, хотя, конечно, столь существенной разницы, как в случае с турбированными машинами, нет. Автомобиль стал быстрее на десятые доли секунды. Однако не спешите записывать чип-тюнинг BMW и других мощных машин с атмосферными двигателями в бесполезные траты. Во-первых, за 400—600 долларов, которые стоит тюнинговый чип, вряд ли можно добавить мотору M3 пять процентов мощности какими-либо другими методами. Во-вторых, «не думай о секундах свысока». Несложный подсчет показывает, что при разгоне на дистанции 402 метра, т.е. классической четверти мили дрэгрейсинга, тюнинговая BMW M3 «везет» себе же в стандартном варианте около полутора корпусов. А ведь там борьба, зачастую, идет за каждый метр дистанции...

ТОЧНОСТЬ ПОКАЗАНИЙ СПИДОМЕТРА

Показания спидометра, км/ч 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Истинная скорость нм/ч
ВАЗ-2112 36 55 74 94 114 133 152
Skoda Octavia 1,8 T 37 56 75 94 113 128 147 167
Volkswagen Golf 1,9 TDI 38 58 78 97 116 136 155
BMW M3 41 62 83 102 122 142 162 183 204 225

Так как же можно ответить на вопрос, вынесенный в заголовок статьи? Очевидно, что для маломощных атмосферных моторов особого смысла в чип-тюнинге нет — прибавка в динамике если и достигается, то такая мизерная, что она практически неощутима водителем. Другое дело — моторы с наддувом. Для них чип-тюнинг — один из наиболее выгодных способов форсировки. Более того, опыт тестирования различных турбированных автомобилей подсказывает, что тюнинговые программы управления могут не только увеличивать мощность двигателя, но и менять его характер. Тот же мотор 1,8 Турбо может быть с резким подхватом при включении турбины, а может, наоборот, иметь максимально сглаженную характеристику.