«Корвет» для 406-го
«Корвет» — такое название носит новый отечественный электронный блок управления двигателем устанавливаемый нижегородской фирмой «ТехноВолга», и разработанный питерской фирмой НПФ «АБИТ».
Об опыте его применения, результатах его испытаний на автомобилях класса «Волга» рассказывают А. Воробьев и А. Адясов.
Зрители ралли или кольцевых шоссейных автогонок видят, что привычные им «Волги» и «Жигули» «рвут» с места, быстро набирают скорость, обладают динамикой, мало похожей на свойства их родных автомобилей. И это при том, что комментатор неустанно повторяет, что мы имеем дело со стандартными серийными автомобилями. И в душе большинство зрителей хотели бы оказаться за рулем такого спортивного болида.
Вместе с набитыми электроникой автомобилями пришло к нам с Запада и слово «Тюнинг» — как форма услуг по доработке, где каждый выбирает под себя то, что ему хочется. Все больше российских фирм предлагают свои услуги в этой сфере. Доработка салона, подвески. Дошло дело и до двигателя. Первыми по достоинству оценили это владельцы переднеприводных «Жигулей». Теперь пришло время «Волги».
Начало было положено установкой импортных силовых агрегатов: Rover, Ford, Toyota. Но и у родного ЗМЗ-4062 вскрыто много ресурсов для совершенствования. Спортсмены, выступающие в классе «Волга» в ралли и кроссе давно используют наработки, существенно повышающие динамику автомобиля, надежность агрегатов, работающих в режиме экстремальных нагрузок. Например, расширение рабочего диапазона оборотов до 9000 об/мин потребовало существенного увеличения надежности не только агрегатов двигателя, но и всей трансмиссии. Был разработан блок управления «Корвет», позволяющий оперативно подстраивать угол опережения зажигания и топливоподачу под манеру управления каждого конкретного гонщика, добиваясь оптимального сочетания спортивного автомобиля с навыками гонщика.
Была разработана математическая модель работы двигателя на неустановившихся переменных режимах, где в качестве одной из переменных был введен человеческий фактор. Соответственно, регулировки двигателя так же должны отличаться от тех, что предназначены для стационарных режимов. После детальной проработки каждого узла были подобраны элементы системы, позволяющие добиться наилучших показателей двигателя.
Была подобрана электромагнитная форсунка подачи топлива, более соответствующая заданным условиям. Стандартная форсунка 0280150711 является морально устаревшей. Форсунки фирм «Bosch» и «Siemens», пришедшие ей на замену, хорошо работают в зоне холостого хода и малых нагрузок, но по производительности недостаточны при высоких оборотах и полных нагрузках. Это приводит к обеднению смеси, снижению мощности, перегреву, склонности двигателя к детонации. Особенно это заметно на дальнейшем развитии серии, двигателях ЗМЗ-4052 и ЗМЗ-4092 с увеличенными рабочими объемами.
Система зажигания была тщательно проанализирована с точки зрения повышения надежности всех элементов. Основные нарекания вызвало крепление к стандартным катушкам 3012 производства МЗАТЭ-2 низковольтных проводов и низкое качество исполнения самих катушек. Одно то, что при торможении автомобиля низковольтные провода могут выпадать из гнезд крепления, приводит к мнению о недопустимости применения подобных узлов на спортивном автомобиле. Вариант применения катушек зажигания Bosch, GM, современных российских разработок (например, модуль зажигания производства МЗАТЭ-2, применяемый ВАЗом) оказался более предпочтительным с точки зрения надежности. Стандартные высоковольтные провода с распределенным сопротивлением и изоляцией, предназначенной для классической системы с более низкими энергиями, были заменены на силиконовые провода с помехоподавительными резисторами в наконечниках. Теперь энергия зажигания не зависит от длины высоковольтного провода, а на катушку зажигания можно опираться рукой даже во время работы двигателя.
Датчик массового расхода воздуха, установленный в воздушном тракте, создает дополнительное сопротивление при подаче воздуха в цилиндры двигателя, снижает мощность двигателя, увеличивает расхода топлива. Кроме того, при оборотах ниже 3000 мин-1 и открытии дроссельной заслонки более 10 %, во впускной системе двигателя возникают пульсации, которые делают невозможным измерение часового расхода воздуха. Применение новейших датчиков массового расхода с измерением обратной полуволны не спасает ситуацию из-за большой величины пульсаций. Из-за описанных выше явлений авторы штатных систем управления вынуждены работать по датчику положения дросселя, а для того, что бы скомпенсировать влияние атмосферных условий, идти на разного рода ухищрения, кстати, не всегда корректно работающие. Применение датчика абсолютного давления позволило разом решить все эти проблемы. Датчик соединен гибким шлангом с той точкой впускной трубы, где пульсации отсутствуют, он закреплен на кузове автомобиля и не создает сопротивления воздушному потоку. Сам датчик более дешевый и надежный. Для комплектации могут использоваться датчики абсолютного давления производства GM, Bosch, Motorola.
Особое внимание пришлось уделить жгуту проводов. Как известно, наибольшее число отказов наблюдается из-за низкого качества соединителей. Применение электрических разъемов фирмы АМР позволяет решить большинство этих проблем. Автопроизводители в Тольятти давно прошли этот этап. Теперь над этой проблемой необходимо подумать и ГАЗ’у. Контроль за температурным состоянием и управление электровентилятором — неотъемлемая функция современных систем управления. За температурой двигателя следит штатный датчика температуры охлаждающей жидкости. При отказе этого датчика водителю сообщается о неисправности и для избежания перегрева электровентилятор включается в режим постоянной работы. Кроме того, во избежание «термошока» после остановки горячего двигателя, электровентилятор может продолжать автономную работу.
Надежность системы поставлена во главу угла. Автомобиль может продолжать движение на одном датчике частоты вращения двигателя при одновременном выходе из строя всех остальных датчиков. Конечно, при этом автомобиль становиться менее динамичным и расходует больше топлива, но для того, что бы доехать этого вполне достаточно. Сейчас мы работаем над задачей продолжения движения даже при выходе из строя и этого датчика, например по датчику фазы, так как одновременный выход из строя этих датчиков маловероятен.
В состав системы «Корвет» входит диагностический тестер «АСКАН-М», устанавливаемый штатно на каждый автомобиль. При невысокой стоимости, всего около 110 у. е., он полностью заменяет тестер DST-2, значительно расширяя и дополняя его возможности. В случае возникновения отказов, от которых никто не застрахован, «АСКАН-М» на жидкокристаллическом экране дает полную информацию о случившемся. При повседневной работе тестер выполняет функции бортового компьютера, отражая многочисленную информацию о работе двигателя, путевом расходе топлива и многое другое.
Блок управления «Корвет» создан на той же элементной базе, что и новый блок Микас 7.1. Однако в схему внесены существенные доработки, значительно расширяющие возможности системы, повышающие надежность блока. Система управления позволяет реализовывать в одном блоке два варианта настроек системы: «спортивный» и «экономичный». В качестве спортивной калибровки используются те же настройки, что и у Чемпионов России по ралли 2000 года. На их автомобиле был установлен блок «Корвет». На экономичном режиме автомобиль при незначительной потере динамических свойств имеет расход топлива ниже серийного. Переключение режимов осуществляется нажатием кнопки на панели приборов. Пользоваться ей можно так же, как указателем поворотов. К сожалению, после произведенных доработок блок управления становиться невзаимозаменяемым с системами управления «Микас» и «Автрон». Отчасти это потому, что они вынуждены ориентироваться на политику ГАЗа по снижению себестоимости автомобиля.
Мы не останавливаемся на достигнутом. Намечены пути дальнейших разработок. Автомобиль, на котором установлена система управления «Корвет», оборудованный бифункциональным нейтрализатором и обратной связью по лямбда-зонду, выполняет требования норм ЕВРО-2 по токсичности.
Исходя из финансовых возможностей клиентов «Корвет», установленный на автомобиле, позволяет наращивать систему как мозаику кубиками: сначала систему управления, затем форсунки, систему зажигания, диагностический тестер, спортивные распредвалы и так далее. При этом стоимость самого дешевый варианта составляет от 490 у. е.