Individual Throttle Bodies (Многодроссельный Впрыск)

Термины «многодроссельный впрыск» и «многодроссельный мотор» звучат в среде тюнеров довольно часто. Вспоминают их обычно, когда речь заходит о дрэг-рейсинге, реже – в дискуссиях об автоспорте.
Узнать многодроссельный (число привязано к количеству цилиндров, то есть 4-дроссельный, 6-дроссельный и т.д.) мотор довольно просто – впускные коллекторы таких машин не связаны в один узел. К каждому цилиндру подходит свой металлический патрубок, изогнутый или прямой. По компоновочным соображениям второй вариант используют чаще. Хотя, спору нет, «дудки», особенно импортные, выглядят жутко красиво. Сверкающие хромом, а порой даже золотом, нацелившиеся по ходу движения «дула», прямо-таки завораживают. Мотор сразу узнается как гоночный.
Выглядит устройство просто, если не сказать примитивно. А принципы работы? Тут, как водится, есть свои хитрости.
Появление многодроссельного впрыска, известного также как «прямые впускные каналы», или individual throttle bodies (ITB), в тюнинге не случайно. Как и многие другие технологии форсирования двигателей внутреннего сгорания, «мультидроссель» пришел из автоспорта, где применялся с 20-х годов. Правда, в начале ХХ века впрысковых систем еще не было и «дудки» совмещались с карбюраторами.

«Мультидроссели» существуют и на современных спортивных автомобилях. Их применяют кольцевики всего мира, ставят и на мотоциклах.
Одну из самых широких линеек двигателей с многодроссельным впрыском представляет фирма TodaRacing, создающая гоночные моторы для серийных японских спорткаров: Honda NSX и S2000, Mazda Miata, Nissan Skyline GT-R, Subaru Impreza WRX... Эта же система характерна и для двигателей BMW M3 и M5 – спортмодификаций стандартных машин третьей и пятой серий, подготовленных отделением M-Techniсk. Правда, опознать моторы «эмок» как многодроссельные не так уж просто – впускные коллекторы закрыты от любопытных глаз пластиковыми или карбоновыми кожухами.
«Дудки» обожают англичане и американцы, которые выпускают спортивные двигатели или модифицируют стандартные. Так, довольно часто моторы с многодроссельным впрыском можно увидеть на современных вариациях легендарного Lotus Super Seven, например Westfield. Заметьте, как свято хранятся связи времен: реплики «Супер Семерки» недалеко ушли от прародителя.

В принципе, «мультидроссели» предлагают для любых импортных бензиновых автомоторов. Но многие фирмы-производители указывают, что их бессмысленно применять для низкофорсированных или «средних» двигателей: ITB должны быть последней стадией форсировки после изменения степени сжатия и перепрограммирования электронного блока управления («перепрошивки мозгов»). Если речь идет не о специально сконструированном, а о стандартном, но переделанном моторе, требуется замена форсунок на более производительные или установка пары форсунок на каждый тракт. Например, на двигатель 1.6 зеленоградской машины были установлены форсунки от 2,5-литрового мотора BMW. Необходимы и другие модификации, в том числе полное изменение системы выпуска: пара впуск/выпуск из-за тех же рабочих тактов должна четко соответствовать друг другу. Распредвалы, коленвалы, поршни, кольца и прочие детали тоже, конечно, меняются. Если собрать все переделки вместе, фактически получается совершенно другой мотор.
Но допустим, что все стадии пройдены и без «дудок» свет не мил. Какие варианты?
Если забыть про карбюраторы, все многодроссельные системы можно поделить на два основных вида – с ресиверами и без них. Есть и подвиды – с воздушными фильтрами или «открытые». Тут даже объяснять нечего. Смысл установки воздушного фильтра один: сберечь мотор от пыли (читай – абразива) как можно дольше. Поэтому он и стоит на том же Westfield – «автомобиле выходного дня», рассчитанном далеко не на один-два заезда. В спорте, как всегда, свои ценности.
Что касается ресиверов и их отсутствия, сторонников и противников той и другой схемы примерно поровну. Напомню, что это устройство – некий накопитель воздуха, связанный с впускными коллекторами, – проще говоря, металлическая банка определенного объема. Ресивер обеспечивает необходимое давление (подпор) в коллекторе на высоких оборотах.
Обычные впускные коллекторы «гражданских» машин усреднены так, чтобы быть как можно дешевле в производстве, соответствовать потребностям большинства покупателей и вписываться в многочисленные экологические нормы. Ни о каких индивидуальных настройках речи быть не может.
Многодроссельная система улучшает наполнение цилиндров – это следствие усиления волн давления и разрежения во впускных каналах. Как известно, масса воздуха во впускном коллекторе движется волнообразно с определенной амплитудой. Фазы давления и разрежения должны быть четко синхронизированы с открытием/закрытием впускных и выпускных клапанов. Широкие равнодлинные каналы со сниженным газодинамическим сопротивлением создают подпор воздуха на рассчитанных оборотах мотора. Помимо этого отдельный впускной канал на каждый цилиндр позволяет избежать взаимного влияния трактов друг на друга – наложения волновых колебаний и неравномерного наполнения цилиндров. На практике несколько дроссельных заслонок вместо одной значительно ускоряют отклик автомобиля на нажатие педали газа. Разумеется, все это сказывается и на ВСХ. Со всеми перечисленными модификациями, которых набирается немало, прибавка максимальной мощности и крутящего момента хорошо собранного и отстроенного мотора с такой системой возрастает на 10–15 процентов.

«Мультидроссель» требует трудоемких расчетов под каждый конкретный мотор. И все равно газодинамика не укладывается в формулы, поэтому после изготовления системы нужны испытания, доводки и новые расчеты. И снова тесты. Для тюнеров, как это легко понять, алгоритм совершенно неприемлемый. Да, эмпирическим путем получили, что для вазовского 8-клапанника близкая к оптимальной длина впускного тракта – около 400 мм, круглого сечения, с определенной обработкой внутренних поверхностей. Это знают многие. Но как построить многодроссельную систему на базе этого мотора – хорошо представляют только считанные единицы.
Кроме того, возникает довольно много «побочных эффектов»: сниженный ресурс двигателя и повышенный из-за измененной системы питания расход бензина. Важно также, что производство и обслуживание таких систем, тщательность выбора материалов и изготовление деталей – довольно дорогое удовольствие. Все это веские причины для того, чтобы на «гражданских» автомобильных ДВС «волшебные дудки» не прижились.
Те же причины делают их объектом «нон грата» и в тюнинге. Для клиента тюнинговой мастерской стоимость многодроссельного впрыска примерно равна цене серьезной комплексной доводки отечественного ДВС. Зато масштабы влияния на ресурс двигателя здесь несравнимы – «мультидроссель» сокращает ему жизнь намного активнее.

История Японского автопрома

«Фамильярный» японский автопром

До середины XIX века колесо в этой стране было практически под запретом. О его существовании знали, но плохие горные дороги и самурайская выносливость почтальонов поставили величайшее изобретение человечества вне закона. Однако, объявив себя цивилизованной страной, Япония вступила 150 лет назад на новый путь развития, и оказалось, что передвигаться по нему удобнее не в паланкине, а на колесах.

Автомобиль вприглядку

Японский автопром – это, конечно же, Тойота. Однако, компания, существующая с 1890 года, до 1936 года выпускала ткацкие станки. Чуть менее претенциозный Ниссан появился на свет божий в 1936 году. Быстрая Хонда моложе еще на 12 лет. Первая Мазда сошла с конвейера в 1940, а Судзуки перестал штамповать все те же ткацкие станки только в 1952. Возможно, истинным пионером на японском автомобильном рынке стала Изудзу, которая еще в 1916 году попыталась наладить производство японских автомобилей.

Впрочем, истинно японских автомобилей в природе не существовало довольно долго. Та же Исудзу в сложных вопросах полагалась на англичан, занявшихся техническим перевооружением предприятия (не самый плохой выбор, надо отметить), а первая Мазда и вовсе на самом деле была точной копией английского Остина.

До середины 30-х годов прошлого века японцы пытались активно копировать имевшиеся в стране американские образцы и технологии, но заокеанские друзья не очень-то торопились с передачей автомобильных секретов этой стране, а как только геополитическая ориентация Ямато окончательно прояснилась, и вовсе вывезли своих инженеров обратно в Детройт. Короче говоря, первые японские автомобили были японскими больше по названиям, чем по содержанию и почти такими же древними, как и самурайские фамилии их хозяев.

Самый забавный вариант переложения японской фамилии владельца фирмы на модный американский манер – это, пожалуй, Бриджстоун. Всемирно известные автопокрышки выпускает компания, основателем которой стал японец по фамилии Исибаси, что значит «каменный мост». В те годы клеймо «Made in Japan» еще не было глобальной гарантией качества, и японцы предпочитали не только копировать иностранный опыт, но и сами прикидывались автомобильной ветошью американского производства и сильно не отсвечивали. Знаменитая Мазда специально была переделана на американский манер из простой японской фамилии Мацуда, а инженеру Сокити Тойода сказали, что европейцам легче будет произносить Тойота, мы и произносим. Судзуки и Хонде повезло – их фамилии сохранились неизменными. Поклонникам «Жигулей» - если бы японцы знали о существовании эсэнгового автопрома, то названия наших монстров звучали бы на японском языке примерно так: Гадзу, Вадзу, Дзадзу, Уадзу и Мосукубичу. Как не изгаляйся, Исудзу не получается.

На войне как на войне

Как мы уже знаем, первые организованные попытки создать японский автомобиль были предприняты в 30-х годах XX века. Засилье ВПК и фактически эмбарго развитых индустриальных стран на ввоз в Японию автомобилей и технологий обрек эти действия на неудачу. С 1945 по 1949 год американские оккупационные власти вообще блокировали всяческие попытки японцев создать собственную автомобильную промышленность (да тем и не до того было после войны), а предприятия допотопного автопрома были включены в список подлежащих демонтажу и вывозу по репарациям. В 1949 году это решение было отменено, но, видимо в этот период для большинства японцев стало естественным представление о том, что автомобиль может быть только американским – своих не было, а из иностранных в стране оставались только машины экспедиционного корпуса генерала Макартура.

По сути японский автопром родился 26 июня 1950 года – в день начала войны в Корее. Удаленные от театра боевых действий на многие тысячи километров американские войска начали закупать в Японии все, что только можно было там закупить. Министерство внешней промышленности и торговли Японии подготовило к этому времени рекомендации по развитию японской автомобильной промышленности и за первые 8 месяцев войны США купили в Японии 11920 автомобилей. В один миг полумертвые до того Тойота, Ниссан и Исудзу вошли в число ведущий компаний страны.

Война есть война, и многие автомобили быстро потеряли на ней свой товарный вид. Государственная «Программа восстановления американских автомобилей» принесла японцам еще 30 тысяч рабочих мест и нескончаемый поток инвестиций из-за океана. Американцы, воюя с корейцами, проиграли войну японцам – к 60-м годам японская автомобильная промышленность заняла в стране первое место по объему производства.

Японский автопром был организован по-военному: вертикаль власти на подрядном принципе (до 5 звеньев субподряда) с жестким планированием и контролем производства. В каждой компании годовые, ежемесячные, суточные и сменные графики производства и отгрузки продукции. Машин должно было стать много и их стало много. Но покупали их… только японцы. Качество японских автомобилей не удовлетворяло международным стандартам. «Самураям» в синих комбинезонах пришлось учиться. Были введены драконовские стандарты качества и требования к уровню мастерства технических исполнителей. Самое интересное, что главным контролером стал каждый рабочий на своем рабочем месте. «Ты это сделал, ты за это и отвечаешь», - дикая, непонятная для нас и невозможная по определению в социалистической системе хозяйствования формулировка японцам оказалась проста и близка. Особенности национальной психологии, заключающиеся в расположенности к длительной, сосредоточенной, монотонной и узкоспециальной деятельности сделали из японцев идеальных автомобилестроителей. Самое страшное наказание – упрек и осмеяние. В результате в 1970 году из произведенных в стране 3 179 000 автомобилей 726 000 Япония отправила на экспорт.

Шок – это по-нашему?

В 1973 году мир испытал «Нефтяной шок» - цены на бензин резко выросли, продажи мощных американских автомобилей резко упали, а поставок японских малолитражек, предназначенных для внутреннего рынка, американцы готовы были ждать месяцами. Половина выпущенных в Японии автомобилей ушла на экспорт. Его доля в составе общего экспорта страны составила 20 процентов, но это важно для японцев. Для всего мира стало важным другое: в 1974 году Япония с ее Тойотой, Ниссаном, Хондой и Мицубиси обошли по объему экспорта автомобилей страну №1 в этой области - Германию с непоколебимыми до того Мерседесом, Ауди и Фольксвагеном. Это положение не изменилось до сих пор.

Властелины колец

Сегодня производство автомобилей в Японии сократилось. В первую очередь, это произошло в результате слишком твердой йены и жесткого соперничества с США. Значительная часть производства вынесена японским автопромом за границу, в том числе, в «логово зверя» - в сами Соединенные Штаты. В Токио разработана достаточно стройная программа развития собственной автомобильной промышленности, которая будет осуществляться в двух направлениях.

Первое – удовлетворение растущих потребностей внутреннего рынка – чрезвычайно требовательного и потрясающе емкого. Японцы покупают автомобили часто и много. Гамма моделей, предназначенных «для своих» потрясает воображение. Времена, когда лучшими машинами считались американские «хромированные броненосцы» канули в лету. В середине 80-х, когда одной из самых популярных моделей был «Ниссан-Санни», японцы были вынуждены выбирать из 1500 (!) модификаций этого автомобиля единственную, что придется по сердцу.

Но японское авто для Японии это не только нечто, неподдающееся никакому описанию – тысячи, десятки тысяч моделей на любой вкус, цвет и размер. Это еще и то, что во всем остальном мире именуется «концепт-карами». Автомобили, паркующиеся самостоятельно без помощи водителя. Автомобили, в бампер которых встроена подушка безопасности на случай, если он собьет зазевавшегося пешехода. Автомобили без ключей зажигания, но с тремя телевизорами, автомобили…

Второе направление развития – сотрудничество с ведущими компаниями других 6 великих автодержав мира: США, Германии, Италии, Франции, Великобритании, Швеции. Японские фирмы все активнее внедряются на производственные площадки всего мира. Тойота завоевала американцев своими «Лексусами», Хонду собирают в Огайо и Канаде, Мазду – в Мичигане, Судзуки – В Венгрии, Ниссан – в Испании. По-прежнему внимательны японские топ-менеджеры к иностранному опыту. Мазду американцы возглавляют с 1996 года, новым главой Исудзу стал управляющий из Дженерал моторс, а председатель совета директоров последней вошел в управляющий совет Судзуки. Хонда, Тойота, Ниссан – все они, так или иначе, стали частью межнациональных автоконцернов, имеющих, как правило, американские и немецкие корни, и направили свои взгляды в Китай – будущее там.

А как же Япония?

Пока японцы приглашают на ответственные посты американских топ-менеджеров, специалисты рекомендуют использовать японский опыт в организации автомобильной промышленности. Что это значит? Прежде всего, крайне низкие издержки производства, особенно в управлении складскими запасами. Изобретенный Тойотой метод поставки «точно в срок» прост, но выполним, очевидно, только японцами. Работать надо четко, точно, быстро и… поменьше фантазий. Думать должны дизайнеры, инженеры и менеджеры. Рабочие должны работать. В Японии для принятия решения существует система «ринги» - фактически, круговой поруки. На листке с рацпредложением должны поставить по кругу свои фамильные печати все, от кого зависит принятие этого решения. Нет одной печати – нет рацпредложения. С одной стороны, внедрить такое предложение трудно, с другой – согласованное, оно обретает важность закона.

Непостижимая ответственность за порученный, как правило, крайне узкий участок работы и безразличие к остальному дают возможность японской команде работать как команде роботов – сбоев в такой деятельности не бывает. В это время интернациональные команды менеджеров пытаются найти способы наиболее гибкой реакции на изменение конъюнктуры рынка, снижая количество машин в одной серии, внимательно изучая условия спроса при экспортных поставках и персональные запросы покупателей.

Преимущества японских автомобилей

Главное преимущество японских автомобилей – их непререкаемая надежность. В этом они однозначные рекордсмены. Скрупулезные японцы очень серьезно подходят к контролю качества. Именно потому даже пожилые автомобили радуют владельцев своей прочностью и не клянчат новые запчасти на каждом шагу. Конечно, и к ним надо относиться внимательно. Например, ремонт кузова и покраска автомобиля должны проводиться после внешних повреждений, для того чтобы машина не страдала от коррозии. Чем еще хороши японцы? Аккуратно собранными салонами, качественными материалами, продуманной эргономикой, комфортабельными сиденьями. Многие – мирные и простые в управлении авто, другие способны продемонстрировать потрясающие ходовые качества и динамику, третьи покажут класс даже на самой сложной пересеченной местности. Общее между ними – редкостная продуманность.
Долгое время слабой стороной японских автомобилей был дизайн. Его фактически не было. Но многие модели, выпущенные в 21 веке, выглядят очень даже симпатично, а некоторые спортивные – просто фантастически. Ранее японские автомобили считались не престижными. Но у японских корпораций получилось выпускать настолько потрясающие авто под люкс-брендами, что этот стереотип давно забыт. Минусом подержанного японца может быть правый руль. К нему можно привыкнуть, либо провести недешевую операцию по смене на левый руль.

Влияние JDM на Российский авторынок

В силу географической близости Японии к восточным берегам России, а также низкой цены бывших в употреблении JDM-автомобилей и высокой репутации знака «Made In Japan», с начала 1990-х годов развернулся масштабный импорт таких автомобилей. Очень быстро JDM-автомобили завоевали рынок подержанных автомобилей в России от Владивостока до Урала. Количество леворульных автомобилей в этих регионах стало стремительно сокращаться, даже российский госаппарат стал массово использовать бывшие в употреблении JDM модели из-за привлекательности их цены и характеристик. Кроме того, леворульные автомобили в данных регионах оказывались дороже, чем в европейской части в связи с высокими транспортными расходами, относительно слабым уровнем сервиса, недостатком запчастей и сравнительно низким уровнем оснащения моделей.
В европейской части России модели JDM встречаются гораздо реже, чем в восточной, но и там нашлось не мало автолюбителей, удовлетворенных соотношением «цена/потребительские качества» JDM-моделей. Основными европейскими потребителями бывших в употреблении JDM-моделей стали такие густо населенные регионы как Москва, Санкт-Петербург, Краснодарский Край.
По сравнению с автомобилями японских производителей, предназначенных для рынка Европы, куда автоматически относят и Россию, модели JDM имеют ряд конкурентных преимуществ:
Более низкая цена в силу сравнительно высоких цен в Европе;
Значительно более богатая комплектация, часто имеющая кондиционер и климат-контроль, двойной кондиционер, стеклянные крыши, спутниковую навигацию, цветной дисплей, полный электропакет и т. д.;
Высокое техническое оснащение, включающее для многих моделей полный привод, АКПП, CVT, технологичные бензиновые, дизельные и гибридные двигатели, зимние комплектации и уверенный пуск в зимних условиях и т. д.
В российских правилах дорожного движения и техрегламентах нет ограничения на правое расположение руля, хотя имеются отличия в требованиях к светотехнике, что решается путем адаптации либо замены фар на аналогичные «европейские». Тем не менее, начиная с 1993 года периодически наблюдались многократные попытки обсудить и ввести запрет на эксплуатацию ПР-моделей в РФ под предлогом их опасности на дороге, что неизменно вызывало протест жителей восточных регионов, преимущественно передвигающихся на таких автомобилях. Кроме того, невысокий уровень доходов в данных регионах не позволяет массово сменить ПР JDM-модели на леворульные. Поэтому, решение вопроса о запрете ПР постоянно откладывалось либо вовсе объявлялось отрицательным — вплоть до момента появления очередных подобных инициатив. С начала 2009 года по указу премьер-министра РФ В. В. Путина в силу вступили новые таможенные пошлины, которые в значительной степени увеличили стоимость автомобилей с объемом двигателя более 2000 куб. см., а этот сегмент авто был наиболее востребован на авторынке России, также снизился так называемый проходной порог (если ранее повышенные таможенные пошлины распространялись только на авто старше семи лет, то теперь это касается и машин старше пяти лет). Это вызвало недовольство жителей многих регионов России от Дальнего Востока до Москвы и Санкт-Петербурга, но никакие многократные Всероссийские акции протеста и весомые аргументы не в пользу новых изменений не смогли изменить решения правительства. В результате импорт подержанных автомобилей из страны восходящего солнца сократился примерно на 90 % (так как в адекватный ценовой диапазон теперь попадают только машины небольшого объема до 1000 куб. см.)
С технической точки зрения бывшие в употреблении JDM-модели изменили представления жителей половины России о современных требованиях к автомобилям и их оснащению. Автосервисы правой части России массово получили технические знания об АКПП, CVT, кондиционерах, электронике, двигателях, трансмиссии, подвеске и прочих узлах современных японских автомобилей.

немного о JDM

Основными производителями моделей автомобилей для JDM являются японские же компании:
Toyota, Nissan, Honda, Mitsubishi, Mazda, Suzuki, Subaru, Isuzu, Daihatsu, Mitsuoka
Импорт на рынке JDM представлен незначительно, в основном моделями сегмента премиум и люкс, а также моделями японских фирм, выпускаемыми за рубежом.
JDM является вторым по объему, уступая только рынку США.
Для моделей JDM характерно довольно богатое оснащение салона и высокие технические характеристики. Отличительной особенностью является практически обязательные АКПП и кондиционер. Модели JDM имеют так называемый «правый руль» (далее ПР), то есть руль расположен справа относительно продольной оси автомобиля. Освещение дороги выполнено в соответствии с нормами левостороннего движения, то есть фары светят налево и имеют сфокусированную картинку, что исторически совпадает с нормами Великобритании и Ирландии, так как именно оттуда в императорскую Японию попали первые автомобили. В Японии разрешены к эксплуатации импортируемые леворульные модели, обладание которыми, наоборот, поднимает статус владельца в связи с редкостью и, как правило, дороговизной таких автомобилей.

Обычный срок владения автомобилем в Японии составляет 3-5 лет, реже 7 лет. Далее содержать старый автомобиль становится экономически не выгодно в связи с жесткими требованиями государственного техконтроля, в силу чего автомобили при достижении данного возраста весьма недорого продаются, в основном на специально организованных для этого аукционах. Покупателем такого автомобиля может стать лицо из любого государства. Возможность «безболезненно» менять старый автомобиль на новый обеспечивается очень развитой в Японии системой кредитования и trade-in. Покупатель сдает дилеру старый автомобиль по остаточной стоимости, и эта стоимость идет в счет первоначального взноса за новый, так что покупатель просто продолжает выплачивать кредит. В итоге, покупатель постоянно платит проценты по кредиту и всегда ездит на довольно свежем автомобиле.
Характерной особенностью политики японских автопроизводителей является выпуск новых моделей и технологий сначала на внутреннем рынке, работа над выявленными недостатками, и лишь после того начало экспорта на другие рынки, если такое решение принято. Таким образом, часто встречается ситуация, когда японские покупатели получают возможность приобрести автомобили, имеющие более новые технологии или версию, чем автомобили, продающиеся японскими производителями в других странах. Разница в выводе моделей на внешний рынок может достигать нескольких лет.
Национальной спецификой JDM также является внешний вид автомобилей, характерный для японской школы дизайна.
Владельцы JDM-автомобилей часто устанавливают на них различные внешние накладки-молдинги, обвес и прочим образом значительно изменяют заводской дизайн, изменяют настройку подвески автомобиля (обычно занижая ее), проводят тюнинг двигателя. В Японии развит автоспорт, дрифт, спорт-тюнинг; часто такие модифицированные машины импортируются автолюбителями из других стран для участия в различных спорт-соревнованиях.