Technický princip fungování chiptuningu na motorech s turbem

Chiptuning neboli optimalizace software motoru spočívá v úpravě parametrů v řídicí jednotce (ECU) tak, aby motor podával vyšší výkon a točivý moment. U přeplňovaných motorů (s turbem) jsou možnosti navýšení výkonu obzvlášť významné, protože lze elektronicky řídit i plnicí tlak turbodmychadla. Technický princip lze zjednodušeně popsat takto: řídicí jednotka motoru na základě údajů ze senzorů (otáčky, zatížení, teplota, tlak nasávaného vzduchu atd.) počítá optimální množství paliva, časování zapalování (u benzínu) nebo vstřiku (u nafty) a tlak turba. Tyto hodnoty jsou uloženy ve formě kalibračních map (tabulek) v paměti ECU. Chiptuning = změna těchto map – strategickým zvýšením některých limitů a posunutím křivek dodávky paliva či tlaku turba tak, aby motor produkoval více výkonu, ale stále pracoval v bezpečných mezích.

U turbo motorů platí, že výkon je úměrný množství vzduchu a paliva, které motor spálí. Turbo dodává více vzduchu do válců zvýšením tlaku, čímž umožní spálit i větší dávku paliva. Z výroby je motor nastaven spíše konzervativně – automobilky často omezují plnicí tlak turba a množství paliva kvůli emisím, spotřebě a životnosti. Proto mívá přeplňovaný motor slušnou výkonnostní rezervu, kterou lze využít. Například běžný turbodiesel 2.0 TDI s plnicím tlakem ~1,0 bar může po úpravě bezpečně pracovat třeba s 1,2 bar, což představuje zhruba o 20 % více vzduchu v válcích – tomu pak odpovídá i více paliva a adekvátně vyšší výkon. Profesionální chip tuning sladí všechny tyto parametry – upraví zápal (u benzínu), dávku a časování vstřiku paliva a plnicí tlak turba tak, aby spolu harmonicky spolupracovaly a výsledkem byl vyšší výkon. Klíčové je, že se vše děje v rámci bezpečnostních limitů motoru. Například zážehový (benzínový) motor má tzv. detonační (klepací) čidlo, které hlídá, zda nedochází k nežádoucímu detonačnímu spalování. Kvalitní úprava zajistí, že ani po zvýšení plnícího tlaku a časování zapalování nedojde ke klepání – často se například předepíše používání benzínu s vyšším oktanovým číslem (98 místo 95), aby motor měl dostatečnou antidetonační rezervu. Vznětové motory zase limituje kouřivost a teplota spalin – přidá-li se palivo, musí se úměrně zvýšit i tlak turba, jinak by šel z výfuku černý kouř. Zároveň se hlídají teploty (EGT), aby nedošlo k přehřátí turba nebo pístů.

Technicky probíhá chiptuning tak, že se z řídicí jednotky vyčte originální program, v počítači se pomocí specializovaného software (např. WinOLS specializovaný software na vizualizaci a úpravu dat) upraví mapy a poté se modifikovaný software nahraje zpět do ECU. U starších jednotek (cca před rokem 2000) se musel měnit fyzický čip (odtud název chip tuning), u novějších se programuje přes diagnostický konektor OBD II nebo přímo po vyjmutí jednotky (tzv. bench mode u zamčených jednotek). Úpravce musí velmi dobře rozumět obsahu map v řídicí jednotce – identifikovat mapy pro tlak turba, fuel limit, lambda mapy, časování atd. a vědět, o kolik je může změnit. Například se upravuje mapa plnicího tlaku (zvýšení targetu a případně limitů o bezpečných ~10–20 %), palivová mapa (pro delší vstřik nebo větší dávku při vysoké zátěži), mapy předstihu zapalování (u benzínů – často lze pokročit k dřívějšímu zážehu, pokud palivo dovolí, pro vyšší účinnost) a také se odstraňují nebo posouvají omezovače – např. limiter točivého momentu (v ECU nebo v převodovce), omezovač rychlosti (Vmax), případně limiter otáček pokud to má smysl. U moderních aut je těch omezení mnoho – třeba víceúrovňové omezení výkonu podle teploty, nadmořské výšky, kvality paliva atd. a jen zkušený kalibrátor ví, co upravit a co ponechat.

Správně provedený chiptuning respektuje fyzikální limity motoru. Například vyšší plnicí tlak znamená vyšší hustotu vzduchu ve válcích – tím stoupá i tlak ve spalovacím prostoru tlačící na píst. Motor má určitou konstrukční rezervu (tlakové namáhání pístů, ojnic, klikové skříně). Kvalitní tuner proto nezvyšuje výkon za každou cenu, ale jen do úrovně, kterou motor (a přidružené komponenty) spolehlivě vydrží při zachování rozumné životnosti. Zároveň nesmí dojít k „úzkému hrdlu“ v systému – často se například stává, že příliš zvýšený výkon v nízkých otáčkách předimenzuje intercooler: motor díky vysokému plnicímu tlaku do ~2500 ot/min prudce nabere výkon, ale pak intercooler (chladič stlačeného vzduchu) nestíhá ochlazovat ohřátý vzduch z turba a výkon nad ~3000 ot/min naopak klesne strmě dolů. Výsledek? Auto se chová „jako splašená myš“ – vyrazí z nízkých otáček, ale nad určité otáčky výkon uvadne. Správné ladění tomu předejde – buď se omezí krouťák v nejnižších otáčkách, aby se soustava nepřehřála, nebo se doporučí úprava hardware (větší intercooler pro Stage 2 – viz článek 5). Další riziko je přehánění s tlakem turba – kromě zmíněného tepelného namáhání hrozí i mechanické: vyšší trvalý plnicí tlak může poškodit samotné turbo (praskliny na tělese, křivý hřídel). Při extrémním ladění dochází i k odfukování přetlaku zpět proti turbíně (surge), což extrémně namáhá ložiska turba. Proto se vždy ladí tak, aby turbo nechodilo mimo svou účinnostní oblast – někdy je lepší akceptovat mírný pokles výkonu ve špičce, než „hnát“ turbo do nebezpečných otáček.

Shrnuto, technický princip chiptuningu turbo motoru je dodat motoru více vzduchu a paliva za kontrolovaných podmínek. Tuner odemkne skrytou výkonovou rezervu motoru, kterou výrobce zanechal. Výsledkem je vyšší točivý moment (typicky hlavně v nižším a středním spektru otáček) a vyšší špičkový výkon. V praxi to znamená rychlejší akceleraci a lepší pružné zrychlení. Například po úpravě může mít motor vyšší výkonovou rezervu pod pravým pedálem – při stejném sešlápnutí plynu jede auto svižněji. Důležité je však dodat, že dobře vyladěný motor se v běžném provozu chová civilizovaně – není to tak, že by upravené auto bylo nervózní nebo hůře ovladatelné. Naopak, často se zlepší i reakce na plyn a celková pružnost motoru.

Jednoduché shrnutí pro laiky

Zjednodušeně: Chiptuning u turbo motoru funguje tak, že se elektronicky “přidá” výkon. Upraví se program v řídicí jednotce, aby turbo tlačilo víc vzduchu do motoru a přidalo se palivo. V motoru pak proběhne silnější výbuch směsi, který víc tlačí na písty – motor má tedy větší sílu (točivý moment) a tím pádem i víc koní. Představte si to jako otevření továrního omezení: výrobce nechal motor schválně “zkrocený” a chip tuning ho nechá nadechnout se naplno. Samozřejmě se to musí udělat chytře – tak, aby se motor nepřetížil. Když se to udělá správně, auto bude výrazně živější, ale motor tím neutrpí. U turbodieselů to většinou znamená, že auto lépe táhne už od nižších otáček, u turbo benzínů zase třeba rychleji reaguje na plyn a má větší výkon ve vyšších otáčkách. Důležité je, aby to dělal odborník – pak je výsledek perfektní.