Poprawa osiągów silnika, czyli... zniszcz go sam. Kilka słów o chipowaniu i tuningu

"Chipowanie silnika", "zwiększanie mocy", "poprawa osiągów" to tylko niektóre hasła którymi reklamują się rodzime firmy tuningowe. Faktycznie jest możliwe podniesienie mocy, ale taki zabieg może też mieć skutki ujemne. O czym warto wiedzieć?

Głównym argumentem osób decydujących się na podnoszenie mocy w silnik jest to, iż za wersję ze słabszym silnikiem trzeba zapłacić znacznie mniej. Dotyczy to zarówno nowych wersji w salonie, jak i pojazdów na rynku wtórnym. Dodatkowym argumentem jest też fakt, iż „silniki o różnych mocach to przecież te same jednostki tylko mają inne mapy komputera". Typowym przykładem tego mają być silniki 1,9 Tdi i 2,0Tdi, które oferowane są w różnych pojazdach, z różnymi parametrami mocy.

Zobacz wideo Jawor. 27-latek driftował na rondzie

Niestety nic bardziej mylnego…

Producenci tylko pozornie stosują ten sam silnik. Faktycznie w różnych jednostkach stosowane są inne turbosprężarki, inne pompy olejowe, inne głowice, czy inne zawory. Często także te same elementy wykonane są z różnych stopów, dzięki czemu odporność na wzrost temperatury, jest różna.

Aby podać dlaczego tak się dzieje musimy sięgnąć do teorii, czyli drugiej zasady termodynamiki oraz zaobserwować bilans cieplny w silniku.

Efektywność silnika spalinowego, prezentuje wykres Sankeya obrazujący bilans cieplny, jaki uzyskiwany jest ze spalenia jednostki paliwa.

Przegląd samochodu w Stacji Kontroli PojazdówJak niedouczony mechanik zepsuje nam zawieszenie i zarobi dwa razy

Całego ciepła, uzyskiwanego ze spalania paliwa w silniku, nie można zamienić na pracę mechaniczną. Zamianie takiej ulega zaledwie 30-45 proc. ciepła dostarczonego do silnika. Wartości sprawności cieplnej silników są różne dla rożnych rodzajów jednostek. Przykładowo dla silników z zapłonem iskrowym wynoszą około 0,30 - 0,36, zaś dla silników z zapłonem wysokoprężnym około 0,40-0,45. Oznacza to ni mniej ni więcej tylko, że wlewając do baku 60 litrów paliwa jedynie 18-21,6 litrów w przypadku benzyny i 24-27 lirów oleju napędowego jest wykorzystywane do napędu podzespołów samochodu. Reszta jest bezpowrotnie tracona. Uchodzi z gazami spalinowymi bądź jest odprowadzana przez czynnik chłodzący.Obrazuje to równanie

Qd= Qe + Qch + Qw + Qrs + Qot

gdzie

  • Qd - całkowita ilość ciepła doprowadzonego do silnika
  • Qe - ciepło efektywne/użyteczne, tzn. ilość ciepła zamienionego na pracę użyteczną
  • Qw - strata wylotowa, tzn. ilość ciepła odprowadzonego ze spalinami
  • Qch - strata chłodzenia, tzn. ilość ciepła odprowadzonego do czynnika chłodzącego
  • Qrs - straty spalania, tzn. ilość ciepła traconego na skutek niezupełnego spalania
  • Qot - straty do otoczenia, tzn. ilość ciepła oddanego do otoczenia bez pośrednictwa czynników chłodzących (m.in. tarcie)

wykres Sankeyawykres Sankeya wykres Sankeya

Zatem wpływ na zmniejszenie zużycia paliwa, w silniku o konkretnych rozwiązaniach konstrukcyjnych, mamy jedynie w kwestii niepełnego spalania i tarcia w mechanizmach silnika. O poprawność spalania możemy więc sami zadbać tylko poprzez zapewnienie należytego stanu elementów jak świece, filtry paliwa, powietrza, wtryskiwacze. Zmniejszeniem strat, wynikających z tarcia, jest zaś odpowiednie dbanie o olej silnikowy i filtr oleju.

Wartość strat jakie powstają w wyniku ciepła oddawanego wraz z wylotem spalin i oddawania ciepła czynnikowi chłodzącemu, zależy zaś jedynie od konstrukcji silnika (oczywiście przyjmując pracę silnika na jednostajnych obrotach). Tym samym, nie mamy na to dużego wpływu. Możemy wprawdzie zauważyć, że straty chłodzenia maleją ze wzrostem prędkości obrotowej silnika, wskutek skrócenia czasu zetknięcia gorących gazów ze ściankami cylindra (działanie hipotetyczne, przy stałej prędkości obrotowej), ale… większe są wówczas straty wylotu i brak w efekcie oszczędności. Zatem najwięcej uzyskać można poprzez poprawę konstrukcji silnika.

Kierowca opla uderzył w szkolny autobusZanik hamowania istnieje nie tylko w filmach. Dlaczego występuje to zjawisko?

A co będzie po założeniu chipa?

Musimy mieć świadomość, że ingerencja w układ nie polega jedynie na zwiększeniu ciepła użytecznego (czyli widocznego podniesienia parametrów silnika). Aby tak było, należałoby zmienić konstrukcję silnika. Fatyczne firmy tuningowe jak Brabus, czy AMG zmieniają w tym wypadku tłoki, głowice, korbowody, czy wałki rozrządu i zawory.

Tylko zamiana elementów konstrukcyjnych silnika może zmienić jego sprawność cieplną.

Instalując chip, ingerujemy we wszystkie parametry wskazane na wykresie. Tak więc poprawiając fabrykę tworzymy „potworka" który będzie wprawdzie miał większe ciepło użyteczne (czyli lepsze walory jezdne pojazdu), ale więcej ciepła będzie tracił też ze spalinami i w trakcie chłodzenia.

O ile silnik, który zdecydowaliśmy się „podrasować", to najsłabsza jednostka w rodzinie i na tej samej bazie są produkowane wersje mocniejsze, to nie ma żadnych problemów. Faktycznie zastosowany chip podnosi bowiem moc silnika, ale zwiększone parametry cieplne układu chłodzącego i spalin mieszczą się w bezpiecznych parametrach konstrukcyjnych jednostki.

Jednakże gdy wzrost osiągów przekroczy już graniczną barierę, wkroczymy w ciepło spalin i ciepło chłodzenia nie adekwatne do konstrukcji naszej jednostki. Jak wspomniano, silniki o większych mocach, mimo podobnej pojemności, mają inne magistrale olejowe w głowicy, inne pompy i odmienne materiały, z których wykonano jednostkę. Tylko to zapewnia poprawną wymianę ciepła w pracującym silniku. Gdy jednostkę nie przystosowaną do takiej pracy, obciążymy cieplnie, to może być poważny problem...

W jednej z niemieckich uczelni technicznych zorganizowano kiedyś wystawę jak wyglądają „podrasowane" silniki, w których zmiany poszły o jeden krok za daleko. Jednostki te miały zatarte wały korbowe, których panewki uległy stopieniu, przepalone denka tłoków, czy stopione elementy głowicy. Wszystkie elementy uszkodzone zostały wskutek zbyt wysokiej temperatury.

Na pocieszenie wszystkim osobom mającym „zaczipowane silniki" podam, że w trakcie normalnej jazdy wykorzystujemy zazwyczaj 50-60 proc. mocy silnika. To zaś nie spowoduje spustoszenia w naszej jednostce, gdyż nawet „podrasowanie silnika", sprawia, że nie jeździmy powyżej parametrów założonych przez producentów. Co innego w Niemczech, gdzie na autostradach osiągane są duże prędkości, przez co uszkodzenia i zniszczenia są całkowicie inne.

Jednakże osoby które zastanawiają się nad „zaczipowaniem silnika" powinny się poważnie zastanowić, a najlepiej dokładnie sprawdzić dlaczego silnik o tej samej pojemności ma inną moc.

Więcej o: