Интеллектуальный тюнинг УАЗ-3163

Отчет

Испытания журнала "За рулем" автомобиля УАЗ-3163 «Патриот» с интеллектуальной системой охлаждения «Силичъ»

Журнальный вариант статьи приведен здесь: "Экзамен на жаростойкость", "За рулем" 2008/10

Маршрут, сроки, условия проведения:

1. Москва-Волгоград-Волжск-Ахтуба-Баскунчак-Астрахань-Ставрополье-Ростов-на-Дону-Москва протяженностью около 4000км с 22.07–26.07.2008

2. На участке Москва-Астрахань а/м УАЗ «Патриот», для увеличения нагрузки на систему охлаждения и двигатель, буксировал прицеп для перевозки катера длиной 7м, на который были нагружены 5 лодочных прицепов общим весом около 1.7т.

Тюнинг УАЗа - доработка системы охлаждения двигателя автомобиля.

Справка.

На серийный УАЗ устанавливается 409 двигатель с объемом 2.7л. Режим работы ДВС очень теплонапряженный. При тяжелом режиме эксплуатации легко происходит перегрев двигателя. В этом году, по заверениям завода, эта проблема устранена путем замены радиатора, изменения вентиляционных отверстий и дополнительной установки перед радиатором сдвоенных электровентиляторов от Нивы мощностью 2*200ватт. Основным вентилятором является крыльчатка с механическим приводом через вискомуфту. На охлаждение ДВС тратится достаточно много бензина. Экономией топлива, как показал дальнейший пробег, серьезно никто не занимался.

На основе микропроцессоров созданы устройства управления, которые поддерживают оптимальную температуру ДВС во всем диапазоне нагрузок и климатических условий с минимально возможными затратами энергии (бензина) на охлаждение.

Температура ДВС регулируется 4 устройствами:

• Термостат – является основным элементом
  Помпа
  Вентилятор радиатора
  Жалюзи

Штатные термостат, вентилятор радиатора и жалюзи были заменены для тестового пробега на аналогичные устройства с микропроцессорным управлением.

Тюнинг УАЗа был проведен в техническом центре журнала "За рулем" г.Можайск.
Началось с доработки помпы, у штатной слишком деформируемая крыльчатка.

Установлен радиатор от «Волги», жалюзи. Прорезаны дополнительные отверстия в передней панели для улучшения прохождения встречного потока воздуха через радиатор. Хорошо, если выпускной коллектор теплоизолирован от подкапотного пространства и не рассеивает здесь лишнее тепло.

Предварительные испытания перед пробегом были проведены в начале июля при движении по только что вспаханному полю без подключения переднего моста со скоростью 40–60 км/ч.

Тюнингованная система охлаждения УАЗа справилась великолепно, держа стабильно температуру ДВС на всех режимах движения.

Тестовый пробег поэтапно.
1. Этап

Можайск – Ступино без прицепа
Температура – ДВС 94–99^оС. 
V_ 100–120км/ч Расход топлива 13.88л

Ступино – Волгоград- Волжск с буксировкой прицепа.
участок – 277км V_ 70–80км/ч Расход топлива 16.83л/100км
участок – 361км V_ 80–90км/ч Расход топлива 17.25л/100км
участок – 271км с проездов по городам Волгоград и Волжск V_ 80–90км/ч Расход топлива 18.23л/100км

Микропроцессорные устройства для тюнинга УАЗа имели следующие регулировки:
Термостат – начало открытия 87^оС, полное открытие 97^оС.
Жалюзи – начало открытия 72^оС, полное открытие 82^оС.
Электровентиляторы – включение на 96^оС на 30% с плавным увеличением до 100% в зависимости от температуры и нагрузки.
Температура двигателя внутреннего сгорания, окружающей среды, обороты контролировались с использованием бортового компьютера.

2. Этап

Волжск – Ахтуба – Баскунчак – Ахтуба – Астрахань с частичной буксировкой прицепа.
Тестовый пробег на первом спецучастке Ахтуба – Баскунчак – Ахтуба 100км проходил без прицепа.
577км Температура ДВС 97–102^оС. V_ 80–90км/ч Расход топлива 13.л/100км

Микропроцессорные устройства были перестроены и имели следующие регулировки:
Термостат – начало открытия 82^оС., полное открытие 92^оС.
Жалюзи – начало открытия 72^оС., полное открытие 82^оС.
Электровентиляторы – включение на 93^оС. 30% .

3. Этап

Астрахань – Элиста – Ипатевское без прицепа с тестовыми участками по песчаным барханам.
533км Температура ДВС 97–102^оС. V_ 90–110км/ч Расход топлива 12.88л/100км
Температура воздуха превысила 40^оС.

Ипатевское-Ставрополь-Ростов-на-Дону без прицепа и тестовых участков
535км Температура ДВС 97–99^оС. V_ 90–100км/ч Расход топлива 9.98л/100км
4. Этап
Ростов-на-Дону – Воронеж по трассе М4 с пробками из-за ремонта трассы.

546км Температура ДВС 88–92^оС. V_ 90–110км/ч Расход топлива в таком смешанном цикле- 12.45л/100км. Вентиль термостата открыт принудительно на 70%.
Воронеж-Ступино-Можайск

599км Температура ДВС 90–93^оС. V_ 100–130км/ч Расход топлива 12.36л/100км

Выводы

1. Прототип тюнинговой системы управления охлаждения ДВС УАЗа был успешно испытан. Отказов по силовой электронике не было. Теоретическая надежность микропроцессорных систем по сравнению с механическими и релейными подтвердилась. Электовентиляторы при движении с прицепом, на спецучастках и стояния в пробках на трассе М4 работали часами, не допустив ни одного сбоя.

2. По расходу бензина при движении без прицепа легко с запасом уложились в нормы завода изготовителя, которые были получены при идеальных условиях.
10.4л/100км при V_ 90км/ч
14л/100км V_ 120км/ч
Режим движения по трассам был неэкономичный, с частыми обгонами и торможениями.

3. Производительности механической помпы временами не хватало при движении с небольшими скоростями на тестовых участках и в пробках при +40^оС. Температура ДВС держалась не более чем 100–102^оС. за счет мощного обдува электровентиляторами, при этом охлаждающая жидкость, проходя через радиатор, снижала температуру примерно на 10^оС. После тестовых участков даже при движении по шоссе на скорости 90км/ч температура ДВС опускалась очень медленно, не более 1^оС на километр, что указывает на недостаточную производительность помпы.

4. Все тюнинговые устройства информацию о температуре ДВС УАЗа получали с аналогового одноконтактного датчика температуры для указателя на панели приборов.

Дополнительные сведения.
Автоматические жалюзи вкупе с остальной электроникой в летнем режиме обеспечивают время прогрева на ХХ до рабочей температуры:
до 70град. – 4.07мин.
до 90град. – 6мин.

Для штатной системы охлаждения:
до 70град. – 6.47мин.
до 90град. – 14мин.

В случае аккуратного движения после прогрева до 40^оС разница увеличивается еще на 50%.

Далее авторский текст по тюнингу УАЗа Владимира Арбузова, журнал "За рулем":

 Авторский текст Владимира Арбузова, журнал "За рулем":

В тени +45^оС. Впереди вместо асфальта - как бы вода. Машины плывут, отражаясь в ней, но все это только мираж. От жары не спрятаться. Встречный воздух - как из печки. Хочется пить и закрыться в холодильнике...
Заканчивается июль в Астрахани, а наш тест на выносливость УАЗа только начинается.

Целый год тюнингованный УАЗ трудился в автопарке "За рулем". Хлопот с ним было немного.Кое что довели, переделали, обошлись без серьезных поломок. Машина ни разу не подвела. Большой, вместительный и солидный джип хорош, но отпугивает своей прожорливостью. В нормы завода (10.4л/100км при 90км/ч и 14,5л/100км при 120км/ч) уложиться не удается. Наш средний расход на шоссе -15-16л/100км, по городу 17-18 и до 20 по снегу, грязи или с прицепом.

Одна из причин хорошего аппетита - некорректная работа системы охлаждения. Дорогое тепло улетает на ветер. Съэкономить топливо можно, установив стабильный тепловой режим двигателя. Идеальный двигатель работает без тепловых потерь.

Заданную температуру системы охлаждения поддерживают термостат и гидромуфта. Эти механические устройства медлительны и нерасторопны. Другое дело, когда за эту работу возьмется электроника.
Мы, используя встроенный в корпус моторедуктора микропроцессорный контроллер "СиличЪ" и водопроводный шаровой кран, изготовили для тюнинга УАЗа электронный термостат. Его проходное сечение - 40мм, время открытия - 3сек. Нужную температуру можно задать кнопкой и электронный термостат будет ее сторожить. Термостат стоит на большом круге, а малый открыт всегда. Его сечение методом подбора ограничено до 10мм резиновой втулкой в корпусе опустевшего штатного термостата.

Вместо гидромуфты УАЗа будут трудиться два электровентилятора по 360 Вт каждый. В них встроены уже давно известные нам тюнинговые регуляторы мощности (БУ ЭВСО "СиличЪ"). Температуру рабочей жидкости берем с одноконтактного датчика, установленного в корпусе штатного термостата.

Перед радиатором установлены жалюзи, они хоть сильно и не нужны в жару, но надо убедиться, что и мешать они тоже не будут. А помогают они быстрее прогреть двигатель и сохранить тепло на стоянке. Ими управляет точно такой же тюнинговый моторедуктор со встроенной электроникой, что и на электронном термостате.
Заводим двигатель. Интеллектуальные термостат и жалюзи закрыты, вентиляторы стоят. Поднимается температура в двигателе - оживают жалюзи и термостат, он начинает двигаться "туда-сюда". Сначала понемножку, потом все быстрее и угол поворота все больше. "Горячо" - открылся полностью, этого недостаточно и в дело вступают, бесшумно раскручиваясь один за другим, вентиляторы. Назначение всей этой премудрой тюнинговой электроники - не допустить как недогрев, так и перегрев двигателя, поддерживать оптимальную температуру ДВС автомобиля. Глушим двигатель, вентиляторы еще 20сек. сдувают жару с двигателя, следом закрываются термостат и жалюзи.

Первые пробные заезды тюнингованного УАЗ - "Патриота" с интеллектуальной системой охлаждения дали неплохие результаты. На шоссе и в городских пробках перепад температуры от заданной составил всего 2^оС, такого не было на моей памяти ни на одной из машин. Выехали на свежевспаханное поле, через полтора километра от разогретого до красного состояния выпускного коллектора задымилась шумоизоляция моторного отсека. А температура охлаждающей жидкости - в норме, перепад - всего 3^оС.

Иммитируем поломку термостата, просто сняв моторедуктор, это дело одной минуты, а может и меньше. В этом случае его можно открыть отверткой, а функции стабилизации температуры отдать жалюзи, благо их температурой открывания можно тоже "руководить". Задумался, сколько работы было бы, если бы обычный термостат заклинил. Получается: не всегда усложнение приводит к уменьшению надежности.

Термостат полностью закрываем, это вроде как повреждение радиатора, по ходу замечаю, что тосол через реальную дыру в радиаторе в этом случае не выбегал бы, кран термостата ведь закрыт наглухо. Для охлаждения остался только малый круг.
Поехали. Вентиляторы молотят на полную мощность, сдувая тепло непосредственно с блока цилиндров и ГБЦ, печку не включаем. Температура двигателя- 102^оС, не "кипим", перегрева двигателя нет!!! Ехать можно, осторожничаем пока, все же не на асфальте движемся, в поле и пешком идти тяжело, чего уж говорить про колеса. Однако едем уже долго. 
Решили "сжечь" всю электронику, теперь и жалюзи отцеплены от моторедуктора и открыты вручную и вентиляторы проводами подключены к аккумулятору или к штатной проводке, надо, кстати, на этот случай штатно в салон поставить громадный тумблер, где-то в гараже он был. Раз уж испытания - тогда уж по полной. Как ни в чем ни бывало продолжаем путь. Ну что ж, неплохо, будем знать, что на "Патриот" можно полагаться в автономном плаванье при полном отсутствии каких либо сервисов.

Теперь о пользе интеллектуальных жалюзи.

Температура за бортом +18^оС. Двигатель с ними прогревается до 85^оС за четыре минуты и в течении 2часов после выключения зажигания температура заглушенного ДВС падает всего лишь до 63^оС. Это и понятно, жалюзи закрыли выход тепла через радиаторную решетку вперед. Теперь, как из перевернутого стакана, теплу деваться некуда, только вниз. Но тепло просто так вниз идти не заставишь, нужен ветер, а ему задувать некуда. Если дополнительно на зиму утеплить места стыка капота с крыльями и передком, да и сами боковушки тоже, то заводиться для прогрева двигателя зимой в морозы получится намного реже.

Можно долго говорить "халва, халва...", но только длительное автономное с полной загрузкой плавание в экстремальной среде позволит оценить надежность и пользу от нововведений, коей стала интеллектуальная система охлаждения автомобиля от "СиличЪа". Тюнингованному УАЗу надо собираться в дорогу...

Дорога "Москва-Волгоград" ныряет то вниз, то вверх. Поток транспорта небольшой, но постоянно приходится "обходить" чадящие грузовики. УАЗ с прицепом маневрирует легко, правда надо отметить, что водитель у нас настоящий ас. Двигаемся наравне с "легковушками". Температура за бортом 28-30^оС. Система охлаждения двигателя настроена на 92^оС.

Тут отвлекусь, расскажу про эту настройку, самому впервые такое удобство испытать пришлось. То, что двигатель должен быть горячим, - я знаю давно, и так же давно научился отбирать исправные "классические" термостаты. Всегда хотелось найти термостат, у которого температура между началом открытия и полным открытием была минимальной. Обычно эта разница составляет 10^оС, но можно подобрать термостат с 5-6^оС. Делаю, как и все, в кастрюльке "на медленном огне". Выдавливаю клапан термостата и в щель вставляю нитку, чтобы можно было на ней подвесить термостат в закипающей воде. Как только термостат упал с нее, то есть началось открытие клапана - это и есть температура, указанная на корпусе. Температуру контроллируем термометром. Термометр лучше проверить, чтобы он в кипящей чистой воде показывал 100^оС, а в тающем льде - 0^оС.
Подобранные термостаты разделяю на "зимние" - погорячее и "летние", после сезона заново проверяю. Небольшая, конечно, но суета, и нет возможности оперативно изменять настройки (или менять термостат "на ходу").
А тут в электронном термостате - все по другому. Ну то, что при аварии электроники очень быстро и без клубов пара можно регулировать вручную, - мы уже проверили.

А в дорогу себе поставили задачу найти оптимальную рабочую температуру двигателя, при ней должны иметь максимум увеличения мощности двигателя и существенную экономию топлива. Если это делать с классическими термостатами - пришлось бы заранее подобрать десяток, а то и больше, экземпляров с температурами от 80^оС до 100^оС и менять их в дороге. Ну что такое замена термостата на жаре, со сливом почти кипящего тосола и отворачиванием горячей крышки на пышущем жарой ДВС, - представить может каждый... А его электронный брат перестраивается секундным нажатием на кнопку, и все - температура изменилась с 85^оС на 100^оС. Правда, "сдвинуть" температуру на аналогичное расстояние надо и на блоке плавного управления электровентилятором, ну это точно такая же процедура, не так уж и сложно. На первую такую настройку все (кроме меня, я уже опытный!) реагировали вопросом: "Ну что, когда регулировать начнем?", на что опытная половина (то есть, я) со знанием дела отвечала:"Заводи, сделано все уже, проверять на ходу будем!" В начале пути такие настройки пытались делать довольно часто, чтобы понять, при какой температуре машина лучше едет, но потом все же решили, что субъективным оценкам надо предпочесть измерения расхода топлива на больших отрезках пути, это будет как-то более объективно.

Система охлаждения настроена на 92^оС.
Контроллируем работу систем двигателя, температуру и средние показатели за пробег по бортовому компьютеру, а уже его изредка перепроверяем другими приборами.

В Волжске подводим первые итоги. пройдено с прицепом 957км.
Средний расход 15.57л\100км и это при полной загрузке около 4тонн.
Перестраиваем интеллект системы охлаждения на 102^оС. Движемся в Астрахань по левому берегу Волги, хоть и немного сдвинута вверх температура, но увеличение мощности двигателя уже чувствуется. Дорога ровная, как стол. Почти везде хороший асфальт. Едем быстро, у нас нет задачи добиться минимального расхода и съекономить топливо, двигаясь со скоростью 70км\ч, нам нужен результат на комфортных скоростях. Стрелка спидометра - в районе 100км\ч. За бортом +42^оС, кондиционера нет, окна открыты, в салоне шумно. Встречные машины подымают пыль, вкусно пахнет полынью. Пластик тоннеля коробки передач разогрелся до 76^оС. Солнце на него не падает, но снизу раскаленный катализатор. Ноги обжигает металлическая ручка регулировки переднего сидения. 
Температура ДВС устойчиво держится в диапазоне 102-103^оС. До Астрахани накрутили 687км. Средний расход - 14,98л\100км. Уже приличная экономия бензинчика, сказался стиль езды, двигались почти равномерно. Маневрировали и тормозили немного, на скорости электровентиляторы почти не включались.

"Патриоты" в Астрахани совсем не редкость, почти все серебристые, встречаются-моргают. Иногда останавливаемся, разговариваем с водителями. Эмблему журнала многие узнают издалека. Вот одна из встреч с местным рыбинспектором, почти все рабочее время проводящим в разъездах по краю на "Патриоте". Иван Алексеевич, "Патриот" 2007г, пробег 37тыс.км. Автомобилем доволен, высокий, комфортный, на прицепе таскает лодку. С техобслуживанием проблем нет, с запчастями тоже. Кроме ТО менял шкворня со втулками, соединял перебитые провода с датчика ABS.

Пожаловался на плохое уплотнение двери, часто пыль в салон пропускает. На охлаждение не жаловался, лишь однажды был на грани закипания в городской пробке. С удовольствием и до тонкостей познакомился с нашей системой охлаждения, в общем понятно в ней было все. Кое что из наших подкапотных хитростей взял на заметку с целью повторить на своем Патриоте. В сравнении с предыдущим УАЗ469, по его мнению, Патриот менее капризен. По грязи идет неплохо, только задние амортизаторы установлены неудачно спереди моста: грязь на них задерживается и жирный ставропольский чернозем забивает арки колес. Приходится часто останавливаться и чистить.

В Астрахани отцепляем прицеп. Обратная дорога лежит через барханы. На обычной резине с тяжелым хвостом по пустыне не проехать.
От желтого рябит в глазах, в обуви и карманах - песок. Термометр показывает то +42^оС, то зашкаливает за пятьдесят. Буксуем. Основание песчаных гор твердое, гребни рыхлые. УАЗ разгоняется и вязнет, двигатель едва проворачивает колеса. Откапываемся и помогаем машине тронуться. Мгновенный расход топлива уходит за 40л. Двигатель автомобиля нагрелся до 107^оС, в какой-то миг проскочило и 110^оС, но это еще далеко не перегрев с закипанием. Вентиляторы шумят громче выхлопной трубы, оказывается мы ни разу не слышали их настоящего рыка. Правильно говорят, что к хорошему привыкаешь быстро, а к бесшумности вентиляторов мы привыкли сразу же после их испытаний.

Преодолеваем вершину за вершиной, система охлаждения справляется, не кипит, никаких сбоев в системе управления двигателем нет. Двигатель пускается легко, детонации, подклинивания нет. Мы сдались раньше УАЗа, накупавшись "досыта" в песках, так и не добившись перегрева двигателя, выбираемся на асфальт, как же тут прохладно при +45^оС! Начинает смеркаться, еще 6 часов едем ночью, по холодку. Ну, до чего приятно!

Пробег 567км. Средний расход топлива - 12.88л/100км. Первый раз долили масло грамм 50, а песков то было всего 2% от пройденного маршрута, а сколько впечатлений - лучше посмотреть фото, чем пересказывать. На слайд-шоу визит на озеро Баскунчак:

На трассе Ростов на свежих участках разгоняемся до 140км/ч. "Патриот" не отстает от пузатых иномарок. Только в салоне шумно, что бормочет радио - не слышно. Приборы показывают 74-76дБ. Вчера хорошо "размялись", мышцы побаливают, но в просторном салане и на широких креслах легко поменять позу, вытянуть ноги, прилечь. Вчетвером совсем не тесно. Из багажного отделения прямо на ходу достаем фрукты, воду из холодильника.

Вечером еще один эксперимент. Программируем интеллектуальную систему охлаждения на 79^оС. Такую температуру любят те, кто боится закипеть в городских пробках. Машина заметно ослабла, едва осиливает подъемы на четвертой передаче. Переохлажденный двигатель хуже держит обороты, выхлоп вонючий, про экономию топлива и мечтать нечего. Напряжение в бортовой сети село до критического 13.1В. Вентиляторы трудятся, не останавливаясь... Фары пожелтели. И это при том, что свечи еще не успели покрыться нагаром.

Пока не случилась беда - останавливаемся и возвращаем настройки на 102^оС. УАЗ как бы родился заново, увеличение мощности двигателя при правильной температуре - налицо. Пробег 1075км, расход 12.45л/100км. Ну что-ж, опять неплохо.
На следующий день за Липецком и до Тулы - многокилометровые пробки. Дорога стоит, а мы едем. "Патриот" то скатывается с насыпи, то влезает обратно на дорогу. Объезжаем колонны машин по тракторным колеям, а то и вовсе по кустам. Дорожники злятся, как бы случайно поставили поперек лужайки грейдер. Ерунда, объезжаем и его, пропустив между колесами ров. Системе охлаждения - хоть бы что, да мы в ней уже и не сомневаемся после песков. Свои любимые 102^оС она держит с минимальными потерями тепла. Оно и правильно, чем выше температура любого двигателя, тем меньше доля потерянного тепла и бездарно сожженого бензина.

Вот и финиш. Последний участок 524км проехали со средним расходом 12,36л/100км.
За весь путь в 3888км израсходовано 524,07л бензина. Средний расход составил 13,48л/100км. Впрочем были и рекорды на отдельных участках и в ту и в другую сторону. Максимально - 18,23л/100км, минимально - 9.98л/100км. Можно предположить, что на расход влияла и настройка счетчиков колонок, когда в проверенный 40-литровый бак входило 46литров. Обратной ситуации с переливом отмечено не было. Тем не менее результат отличный, экономия топлива приличная.

Приходит, видимо, время, когда ленивую механику вытеснит электроника, став и надежней и дешевле.