На дорогах нашей страны с каждым годом автомобилей становится все больше, поколения сменяются поколениями, модели моделями. В данном разнообразии очень легко запутаться, а вот выделиться из общего потока, наоборот, становится все сложнее. В данной статье я хочу рассказать свои мысли на тему изменения характера автомобиля.

Итак, за весь свой водительский стаж (около 8 лет) я поездил на многих автомобилях и пришел к выводу, что отсутствие тяги на низких и средних оборотах  –  проблема практически всех современных малолитражных двигателей, в среднем до 3000 оборотов они не "едут" совсем – ускорения нет никакого, что несомненно неудобно и в городе, и на трассе.

По-видимому, такие настройки динамики вводятся автопроизводителями в угоду снижению токсичности выхлопа, расхода топлива и повышению надежности двигателей (искусственно заниженная мощность на низких оборотах продлевает жизнь всем трущимся деталям в двигателе).

Данная проблема кардинально решается несколькими методами:
 - замена мотора на более объемный;
 - установка небольшой турбины с ранним выходом на наддув (довольно популярный метод, дает эффект более объемного двигателя с 1500-2000 оборотов);
 - установка объемного компрессора с приводом от коленчатого вала двигателя (дает эффект более объемного двигателя практически с холостых оборотов, но занимает очень много места в подкапотном пространстве, метод практически не пользуется популярностью).

В один прекрасный день мне в голову пришла идея – а что, если взять холодную часть турбины (центробежный компрессор) и вращать его крыльчатку не отработанными выхлопными газами и не при помощи ремня от коленчатого вала ДВС, а мощным электродвигателем, обороты которого можно менять при помощи электроники, и выставлять такие, какие точно нужны для поддержания необходимого уровня наддува, а, соответственно, и мощности и крутящего момента автомобиля на любых (!) оборотах.

Данная идея относительно не нова – первые упоминания о таких системах относятся к 2009 году – год разработки вспомогательного электрического наддува автоконцерном Audi. В их системе электродвигатель вращает крыльчатку небольшого компрессора на оборотах до 3000 до включения основного турбокомпрессора, тем самым нивелируя эффект "турболага" – плохой отзывчивости мощного турбированного двигателя на низких оборотах. Система была продемонстрирована на модели Audi RS5 в 2012 году, но на конвейер так и не попала. Аналогичные системы планируются к разработке и другими автопроизводителями – ориентировочно такие системы увидят свет на серийных автомобилях в 2017-2019 годах.

А что если не ограничиться 3000 оборотами и крутить электродвигатель и дальше, до 4000 - 5000 оборотов? Таким образом можно перекрыть практически весь диапазон оборотов, использующийся при вождении автомобиля в 90% случаев.

Да, на это потребуется довольно большая мощность. По моим расчетам, при частоте вращения коленчатого вала 4000 оборотов для двигателя объемом 1600 куб. см и необходимого наддува в 0,4 бара (максимальный уровень наддува, поддерживаемый большинством штатных ЭБУ автомобилей без перепрошивки и внедрения в электронику авто) – отбираемая мощность на привод крыльчатки компрессора составит около 4,5 кВт (с учетом среднестатистического КПД центробежного компрессора в 50%).

В свободной продаже сейчас есть довольно мощные и в то же время небольшие по габаритам авто/авиамодельные бесколлекторные электродвигатели, развивающие мощность в максимуме до 17 кВт и имеющие напряжение питания 50-70 вольт.

В качестве встроенного устройства интеллектуального управления (контроллера наддува) будет выступать миниатюрный итальянский контроллер Arduino Nano (ATmega328):

Недолго думая, я приобрел диагностический адаптер – ELM 327 bluetooth mini:

На его основе был сделан считыватель данных об оборотах и положении дроссельной заслонки двигателя. На фото по порядку: диагностический адаптер, arduino uno, простой бесколлекторный мотор и регулятор к нему.

Далее был написан скетч для "ардуино" (программа для контроллера). Моторчик при заведенном двигателе стал вращаться со скоростью, пропорциональной оборотам двигателя:

Теперь осталось дело за "малым" – собрать прототип устройства, которое будет нагнетать воздух в двигатель, исходя из данных о текущем положении дроссельной заслонки и оборотах двигателя.

На сбор прототипа и реализацию данного проекта нужны средства, собрать можно "всем миром" при помощи краудфандинговой компании на ресурсе Boomstarter. На данном ресурсе можно проспонсировать проект, получив за это определенные интересные вознаграждения. Также там можно более подробно узнать о работах в данном направлении, посмотреть подробное описание и поясняющие видеоролики, а также задать свои вопросы или прислать пожелания автору.

Антон Алексеев