Чтобы обеспечить соблюдение требований Евро-норм по выхлопу лучшие мировые производители непрерывно совершенствуют свою продукцию. Уменьшают массу автомобилей, совершенствуют аэродинамику, улучшают конструкцию и повышают КПД двигателей. В таком случае автомобиль не теряет своих хороших потребительских качеств. Но, к сожалению, не все автопроизводители могут себе позволить такие вложения в новые разработки. Поэтому используется простой и недорогой подход – программное уменьшение вредных выбросов, что ухудшает динамические характеристики автомобиля. Наиболее характерными примерами такого подхода являются автомобили Daewoo Nexia с двигателями 1.5 литра Евро-3 и Евро-4, классические модели Lada и другие.

За счет чего достигается улучшение динамики без увеличения расхода топлива.

Необходимо понимать, что заводская прошивка является оптимальной с точки зрения соблюдения экологических стандартов и ресурса двигателя. Остальные характеристики обладают меньшим приоритетом. То есть, динамика, эластичность, расход топлива стоят не на первом месте в наборе параметров для оптимизации. Следовательно, по этим показателям остается определенный запас, который мы можем использовать при чип-тюнинге. На заводе работают грамотные специалисты, и они смогли бы сделать самую динамичную или самую экономичную прошивку, какую только возможно. Просто у них другие приоритеты, и нужно это понимать. Да, конечно, существуют и заводские прошивки с явными ошибками или недочетами, но это скорее исключение, чем правило.
В нашей работе на первое место при редактировании прошивок ставится удовольствие от вождения. Оно складывается из максимально возможного крутящего момента при трогании с места, при разгоне в среднем диапазоне оборотов, предсказуемого отклика при нажатии на педаль газа во всем диапазоне нагрузок, максимальной мощности на верхах. Также, это гарантирует комфорт при работе двигателя на холостом ходу, при езде с кондиционером, при запуске и прогреве. При таком подходе в каких-то диапазонах двигатель формально уже не вписывается в Евро-3 или Евро-4, но это превышение допусков весьма незначительное, и такой автомобиль с запасом удовлетворит всем требованиям технического осмотра в России и за рубежом.

Управление топливоподачей

Чтобы обеспечить полное сгорание топлива и наиболее эффективную работу катализатора, состав смеси, поступающей в цилиндры должен быть стехиометрическим. Это 14.7 килограмм воздуха на один килограмм топлива. Но при равномерном движении по трассе, например, можно обеднить смесь, и это никак не отразится на динамике, а расход снизится существенно. То есть, соотношение воздух-топливо можно изменить на 15.5:1, 16:1 и даже 17:1. Напротив, при разгоне стехиометрического состава будет явно недостаточно. Необходимо обогатить смесь до 13:1 или даже 12.5:1 на максимальных нагрузках. Что же мы видим в заводских прошивках? На диаграмме заводского автомобиля практически во всем диапазоне оборотов и нагрузок используется стехиометрия. Ни об экономии, ни об эластичности в таком случае говорить не приходится.

Аналогичная зависимость и в экономичном режиме — завод не отступает от стехиометрии, но при "ручной" настройке можно обеднить смесь с целью экономии до 10 процентов топлива в равномерных режимах движения.

Оптимизация угла опережения зажигания

Заводская настройка угла опережения зажигания производится с некоторым запасом под топливо не эталонного качества. Типичный запас составляет два-три градуса. Это позволяет обеспечить гарантийный ресурс двигателя даже при несоблюдении требований Руководства по эксплуатации. До сих пор в среде автолюбителей существует миф об отсутствии «настоящего» 95-го бензина в продаже. Эти заблуждения подкрепляются ошибочными рекомендациями менеджеров по продажам автомобилей заправлять современные автомобили 92-м бензином. Запасы по углам, которые заложены в серийной прошивке, действительно позволяют машине ездить и на 92-м бензине, но с существенным снижением мощности и крутящего момента. При повседневной езде спокойный автовладелец и не замечает того, что машина едет «как-то не так», но при выходе в режимы, когда потребуется вся мощность двигателя, для водителя будет неприятным сюрпризом и провалы, и дергания, и «задумчивость» автомобиля.

При чип-тюнинге используются запасы по углам зажигания, которые оставил завод. За счет этого оптимизируется горение топлива в цилиндрах, повышается мощность двигателя и снижается расход. Разумеется, и требования к качеству топлива повышаются, но в нашем регионе более чем достаточно приличных заправок с бензином и дизтопливом, соответствующим современным европейским стандартам.

Управление переходными режимами

В переходных режимах большое значение имеет настройка «ускорительного насоса» и динамические коррекции угла опережения зажигания. Причем, одно тесно связано с другим. Отскок угла в данном программном обеспечении достигает 10 градусов от оптимального УОЗ в некоторых режимных точках. Но чем больше коррекция угла, тем ощутимее задержки и провалы при ускорении. Незначительно добавив топлива при обогащении и уменьшив коррекцию угла, можно существенно улучшить поведение автомобиля во всем диапазоне нагрузок — добавить эластичности двигателю.

Управление электронной дроссельной заслонкой

Электронная дроссельная заслонка позволяет сгладить переходные режимы, в которых происходит максимум вредных выбросов, но одновременно и демпфирует, замедляет отдачу двигателя в ответ на управляющие воздействия водителя. То есть, теряется обратная связь, педаль газа становится «пустой» практически до половины хода.

Часто нажатие газа на три четверти хода открывает дроссельную заслонку всего на 30 процентов - изменив данную характеристику, мы получаем приятную, отзывчивую педаль. То есть, нажатие даже на треть хода не останется без адекватной реакции двигателя.

Сдвиг ограничения максимальных оборотов

Иногда на внешней скоростной характеристике двигателя имеется существенная задержка прироста крутящего момента в диапазоне 2700-3200 оборотов, что ощущается как пауза в разгоне. Это связано с ограничением состава смеси. Убрав ограничитель, можно получить полноценную прибавку максимальной мощности. Современные двигатели малого объема имеют облегченные детали шатунно-поршневой группы, поэтому кратковременное нахождение на 7000 оборотов не грозит отрицательными последствиями. Кроме того, что улучшается разгонная динамика автомобиля, также повышается безопасность движения. Например, при штатной отсечке 6200 обгон на трассе будет связан с необходимостью переключения с третьей на четвертую передачу в процессе обгона. Если же отсечка 7000, обгон можно безопасно закончить на текущей передаче и переключиться уже после обгона.

Управление изменением фаз газораспределения

Необходимо понимать, что атмосферный бензиновый двигатель – это насос, который, упрощенно говоря, умеет только засасывать воздух. Пропорционально потребляемому воздуху мы подаем топливо и строго в определенное время полученную смесь воспламеняем искрой свечи зажигания. Чем совершеннее двигатель, тем лучше он выполняет свою насосную функцию в более широком диапазоне оборотов. Этот параметр называется Volumetric Efficiency – Объемная эффективность. Например, эффективный двигатель Hyundai Gamma 1.6 имеет мощность 132 л.с., менее совершенный двигатель 21126 Lada Priora  того же объема имеет мощность порядка 107 л.с. , а впрысковый архаичный двигатель 21067 развивает всего 75 л.с.

Для повышения волюметрической эффективности двигателя используется много способов. Одним из самых действенных и распространенных является использование систем изменения фаз газораспределения (variable valve timing). Изменяя настройки системы VVT, есть возможность  привести поведение автомобиля в соответствие с пожеланиями конкретного клиента.  

Корректировка фильтра крутящего момента

Полноценный тюнинг современного двигателя невозможен без редактирования разного рода фильтров и ограничителей крутящего момента. В разных системах управления эти таблицы имеют разный вид, но смысл у них общий – уменьшить скорость прироста и уменьшения момента, сгладить резкие перепады момента с целью повышения ездового комфорта, но это второстепенная задача. Главной же задачей, как и везде, является уменьшение вредных выбросов за счет «плавности» топливоподачи, предсказуемости момента зажигания, исключения резкого изменения составов смеси и углов зажигания. Уменьшив влияние этих фильтров или отключив их совсем, водитель получает в два-три раза более быструю реакцию автомобиля при трогании с места, разгоне и торможении двигателем.

Обход режимов защиты каталитического нейтрализатора

Одной из причин существенного увеличения расхода топлива является работа алгоритмов защиты каталитического нейтрализатора. Для водителя этот процесс может происходить совершенно незаметно, никак не сказываясь на поведении автомобиля. Например, при движении по трассе на высокой скорости система управления, вычислив температуру катализатора, видит  условия для его перегрева и включает защиту. Для этого топливно-воздушная смесь принудительно обогащается, уводя состав выхлопных газов из диапазона оптимальной работы катализатора. Так как окислительно-восстановительные реакции в катализаторе протекают экзотермически, то есть, с выделением тепла, прекращение реакций приводит к охлаждению нейтрализатора. На режимы защиты тратится большое количество топлива, которое без пользы улетучивается в атмосферу.