Definicje mocy na wale i na kołach
Moc na wale to moc silnika liczona na wale korbowym, czyli przed stratami w sprzęgle, skrzyni biegów, mechanizmie różnicowym, półosiach, łożyskach i oponach. Taką wartość podaje producent w katalogu: 1.9 TDI 130 KM, 2.0 TDI 150 KM albo 3.0 TDI 245 KM oznacza moc silnika w warunkach pomiaru zgodnych z normą, a nie moc faktycznie docierającą do asfaltu.
Moc na kołach to wartość oddana do rolek hamowni podwoziowej. Silnik najpierw generuje moment obrotowy na wale, potem energia przechodzi przez sprzęgło lub konwerter, skrzynię manualną, DSG albo Tiptronic, wał napędowy w RWD/AWD, dyferencjały, przeguby, półosie i opony. Każdy z tych elementów powoduje opór. Dlatego samochód katalogowo mający 150 KM może na hamowni pokazać około 125-135 KM na kołach w typowym FWD manual, jeżeli jest sprawny, ma normalne opony drogowe i pomiar wykonano na właściwym biegu.
Różnica między tymi wartościami nie oznacza automatycznie błędu tunera. W TDI po remapie ECU ważniejszy od samego piku mocy bywa przebieg momentu obrotowego diesla. Dobrze zrobiony 2.0 TDI CR może mieć 390-420 Nm w szerokim zakresie 1900-3200 obr./min, bez gwałtownego piku przy 1800 obr./min, który przeciąża dwumasę i sprzęgło. Wykres z hamowni trzeba więc czytać jako przebieg siły napędowej, a nie tylko jako jedną liczbę KM.
Przykład praktyczny: seryjny Golf 2.0 TDI 150 KM z manualną skrzynią może pokazać 132 KM na kołach i około 151 KM po przeliczeniu na silniku. Po bezpiecznym chiptuningu diesla wynik może wzrosnąć do 166 KM na kołach i 189 KM na wale, ale istotne jest, czy moment nie skacze zbyt ostro i czy ciśnienie doładowania nie faluje. Taką ocenę warto połączyć z diagnostyką, na przykład przez jak czytać logi VCDS w silniku TDI.
Wynik z hamowni bywa korygowany według norm atmosferycznych, między innymi DIN 70020, EWG oraz SAE J1349. Korekcja próbuje ujednolicić wpływ temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego i wilgotności. Nie usuwa jednak różnic wynikających z nawiewu na intercooler, rodzaju hamowni, opon, temperatury oleju lub sposobu zapięcia samochodu pasami.
Współczynnik strat napędu i realne zakresy
Współczynnik strat napędu opisuje, jaka część mocy silnika nie dociera do rolek hamowni. Najprostszy wzór wygląda tak: straty procentowe = (moc na wale – moc na kołach) / moc na wale x 100. Jeżeli diesel ma 200 KM na wale i 170 KM na kołach, strata wynosi 15%. Obliczenie: (200 – 170) / 200 x 100 = 15%.
Zakresy orientacyjne dla sprawnych samochodów są następujące: FWD manual zwykle 10-15%, RWD 12-18%, AWD 18-25%, DSG najczęściej 12-18%. Nie są to stałe prawa fizyki. To robocze widełki pomocne przy interpretacji wykresu. Ten sam 2.0 TDI może pokazać inne straty przy oponach 205/55 R16 i inne przy ciężkich kołach 19 cali z szeroką oponą 235 mm.
- FWD manual: typowy Passat, Golf, Octavia lub Leon TDI traci zwykle najmniej, bo układ jest krótki i prosty.
- DSG: straty zależą od typu skrzyni, temperatury oleju, biegu i sposobu sterowania sprzęgłami. Mokre DSG potrafi generować większy opór niż lekki manual.
- RWD: dodatkowy wał napędowy i dyferencjał zwykle podnoszą straty względem FWD.
- AWD quattro, 4Motion, xDrive: większa liczba przekładni, wałów i sprzęgieł zwiększa opory, ale udział osi może się zmieniać.
Napęd quattro Torsen nie zachowuje się tak samo jak Haldex/4Motion. Klasyczne quattro z centralnym mechanizmem różnicowym stale przenosi moment przez więcej elementów. Haldex w wielu autach z poprzecznym silnikiem dołącza tylną oś zależnie od warunków, strategii sterownika i poślizgu. Dlatego AWD nie ma jednego stałego współczynnika 25%. W A4 3.0 TDI quattro strata 21% może być normalna, a w Golfie 2.0 TDI 4Motion wynik 17-20% też może być wiarygodny.
Mechaniczne straty rosną wraz z prędkością rolek, lepkością oleju, temperaturą przekładni, oporem opon i ugięciem bieżnika. Zimny olej w skrzyni 75W-90 stawia większy opór niż olej rozgrzany po kilkunastu kilometrach jazdy. Opona zimowa o miękkim karkasie może pochłonąć więcej energii niż opona letnia klasy UHP przy tym samym ciśnieniu 2,4 bara.
Przykład: 170 KM na kołach i 200 KM na wale
Jeżeli hamownia pokazuje 170 KM na kołach i wylicza 200 KM na silniku, strata wynosi 30 KM, czyli 15%. Dla FWD manual jest to wynik bardzo realistyczny. Jeżeli ten sam samochód miałby 170 KM na kołach i hamownia dopisałaby 225 KM na wale, strata wyniosłaby ponad 24%. W przednionapędowym TDI z manualem taka wartość wymagałaby wyjaśnienia: inny algorytm hamowni, błędny dobieg, zbyt mocne pasy, niskie ciśnienie w oponach albo realny problem mechaniczny.
Stały przelicznik 15% lub 20% może pomóc w rozmowie, ale nie zastępuje pomiaru. W praktyce uczciwsze jest porównanie przyrostu mocy na kołach przed i po remapie ECU niż sama deklaracja mocy na wale. Jeżeli samochód miał 128 KM na kołach przed programem i 162 KM po programie, przyrost 34 KM na kołach jest twardą informacją niezależnie od tego, czy hamownia przeliczy silnik na 184 czy 190 KM. Przy planowaniu zmian warto trzymać się zasad opisanych w temacie bezpieczny chiptuning diesla.
Wpływ hamowni i warunków pomiarowych
Hamownia podwoziowa może być inercyjna albo obciążeniowa. Hamownia inercyjna mierzy, jak szybko samochód rozpędza rolki o znanej bezwładności. Hamownia obciążeniowa potrafi zadawać opór i utrzymywać określone obciążenie, co pomaga stroić mapy doładowania, dawki paliwa i momentu. Nie ma sensu twierdzić, że jedna metoda zawsze daje prawdę, a druga zawsze zawyża wynik. Liczą się kalibracja, procedura, nawiew, dobór biegu i doświadczenie operatora.
W silnikach TDI z turbosprężarką VNT ogromne znaczenie ma temperatura powietrza w dolocie, czyli IAT. Przy słabym nawiewie intercooler szybko się nagrzewa. W logach VCDS można wtedy zobaczyć wzrost IAT z 28 stopni C do 55-65 stopni C podczas kilku kolejnych prób. Sterownik ECU może ograniczyć dawkę paliwa albo zmienić sterowanie doładowaniem, więc wykres pokaże mniej mocy, mimo że na drodze przy lepszym przepływie powietrza auto jedzie mocniej.
Do pomiaru trzeba przygotować samochód jak do diagnostyki, nie jak do zdjęcia na wykres. Opony powinny mieć równe ciśnienie, zwykle w zakresie 2,3-2,6 bara zależnie od auta i rozmiaru. Olej silnikowy powinien być rozgrzany do temperatury roboczej, najczęściej 85-100 stopni C. W DSG warto rozgrzać olej przekładniowy, bo zimna skrzynia potrafi zwiększyć opory i zmienić zachowanie podczas kickdownu.
Dobór biegu też ma znaczenie. Pomiar wykonuje się zwykle na biegu najbliższym przełożeniu 1:1 albo na biegu, który pozwala na stabilny przebieg bez przekroczenia prędkości rolek. W wielu manualnych TDI będzie to 4. bieg, czasem 5. bieg. W automatach i DSG trzeba uniknąć redukcji oraz wymuszonego kickdownu, bo wtedy wykres mocy i momentu będzie zafałszowany.
- Octavia 1.9 TDI na 16-calowych kołach i 2,5 bara może pokazać stabilniejszy wynik niż na ciężkich 18-calowych felgach.
- BMW 330d RWD mierzone na zbyt niskim biegu może mieć zawyżoną dynamikę narastania mocy, ale gorszą powtarzalność.
- Audi A6 3.0 TDI quattro z niedogrzanym olejem w przekładni może wykazać wyższe straty niż po 20 minutach jazdy.
- Passat 2.0 TDI z brudnym intercoolerem i IAT 70 stopni C może stracić kilkanaście KM w kolejnej próbie.
Korekcja DIN 70020, EWG i SAE J1349 powstała po to, aby wynik nie zależał wyłącznie od pogody. SAE J1349 odnosi moc do znormalizowanych warunków atmosferycznych i metod badania silnika. Normy ISO dotyczące pomiaru mocy silników również porządkują procedury laboratoryjne. Hamownia podwoziowa nadal mierzy cały pojazd, dlatego korekcja atmosferyczna nie skompensuje źle dobranego biegu, słabego nawiewu lub oporu hamulca.
Najbardziej wiarygodne porównanie to hamownia przed i po programie ECU wykonana na tym samym urządzeniu, tego samego dnia albo w bardzo podobnych warunkach. Jeżeli przed remapem było 132 KM na kołach przy 22 stopniach C, a po remapie 166 KM na kołach przy 24 stopniach C, przyrost jest czytelny. Porównanie z inną hamownią po trzech miesiącach, na innych oponach i przy temperaturze 35 stopni C ma znacznie mniejszą wartość diagnostyczną.
Diagnostyka strat i interpretacja wykresu po chiptuningu
Wykres po chiptuningu TDI powinien mieć logiczny przebieg. Moment obrotowy rośnie po wstaniu turbiny, osiąga plateau i stopniowo opada, a moc rośnie dalej do zakresu, w którym przepływ powietrza, dawka paliwa i sprawność turbiny zaczynają ograniczać silnik. Gwałtowny pik 470 Nm przy 1900 obr./min i spadek do 340 Nm przy 2600 obr./min nie jest oznaką dobrej mapy. Często oznacza zbyt agresywne żądanie momentu, poślizg sprzęgła, niestabilne sterowanie VNT albo ograniczenie przez ECU.
Podejrzanie niski wynik na kołach trzeba rozdzielić na dwie grupy przyczyn: straty mechaniczne i problem z generowaniem mocy przez silnik. Straty mechaniczne mogą wynikać ze sprzęgła, dwumasy, łożysk kół, przycierających hamulców, złej zbieżności, zbyt niskiego ciśnienia opon lub dużych oporów toczenia. Problem silnikowy może dotyczyć MAF, MAP, N75, nieszczelności dolotu, zapieczonej geometrii VNT, niewydolnego intercoolera, korekt wtryskiwaczy, zbyt wysokiej temperatury spalin albo zapchanego DPF.
W TDI po słabym wyniku trzeba zestawić wykres z logami VCDS. Minimum diagnostyczne to masa powietrza MAF zadana i rzeczywista, ciśnienie doładowania MAP zadane i rzeczywiste, wysterowanie N75, dawka paliwa, temperatura powietrza w dolocie, temperatura paliwa, korekty wtrysków i status regeneracji DPF. Jeżeli ECU żąda 2500 mbar absolutnego ciśnienia, a rzeczywiste ciśnienie faluje między 2200 i 2600 mbar, problem nie leży w samym współczynniku strat napędu.
Przykład: 1.9 TDI ASZ po programie pokazuje 130 KM na kołach i 155 KM na wale, moment 345 Nm od 2100 do 3100 obr./min, bez falowania doładowania. Taki wynik jest wiarygodniejszy niż deklarowany wykres 170 KM z nieznanej hamowni, bez mocy na kołach, bez warunków pomiaru i bez logów. Drugi przykład: 2.0 TDI CR 140 KM po remapie ma 158 KM na kołach, ale moment spada falami co 300 obr./min. Log MAP pokazuje przeładowanie i korekty N75 dochodzące do granic. Tu trzeba poprawić sterowanie turbiną, a nie dopisywać procent strat.
Poślizg sprzęgła ma charakterystyczny ślad. Obroty silnika rosną szybciej niż prędkość rolek, wykres momentu potrafi mieć nienaturalny pik, a operator widzi brak proporcji między przyrostem obrotów i obciążeniem. W samochodzie na drodze objawem jest wzrost obrotów na 4., 5. albo 6. biegu przy mocnym gazie od 1800-2500 obr./min bez adekwatnego przyspieszenia. Ten temat warto rozwinąć przez objawy poślizgu sprzęgła po remapie.
Co sprawdzić, gdy moc na kołach jest za niska
- Ciśnienie i rozmiar opon, stan bieżnika, temperaturę ogumienia oraz sposób zapięcia samochodu pasami.
- Temperaturę oleju silnikowego, oleju DSG i temperaturę powietrza IAT podczas próby.
- Logi MAF, MAP, N75, dawki paliwa, korekt wtrysków i temperatury spalin, jeżeli sterownik je udostępnia.
- Sprzęgło i dwumasę pod kątem poślizgu, drgań oraz przeciążenia po wzroście momentu.
- Hamulce, łożyska, zbieżność, opory toczenia i ewentualne bicie kół.
- DPF, EGR i AdBlue, jeżeli sterownik ogranicza moment przez błędy emisji lub wysokie przeciwciśnienie.
Wysoki współczynnik strat nie powinien być traktowany jako wygodny sposób na uzasadnienie każdego wyniku. Jeżeli FWD manual traci rzekomo 24%, trzeba szukać przyczyny w procedurze albo mechanice. Jeżeli AWD pokazuje 20%, ale wykres jest powtarzalny, logi są stabilne, a auto przyspiesza zgodnie z masą i przełożeniami, wynik może być zupełnie normalny.
Wynik hamowni jest narzędziem diagnostycznym. Pokazuje nie tylko moc na wale i moc na kołach, ale też jakość oddawania momentu, stabilność doładowania, kondycję napędu i powtarzalność po nagrzaniu. Dobrze opisany wykres powinien zawierać bieg, normę korekcji, temperaturę, ciśnienie atmosferyczne, moc na kołach, moc po przeliczeniu, moment oraz informację, czy pomiar wykonano przed i po remapie ECU w tych samych warunkach.
Najczęściej zadawane pytania
Czy moc na wale jest zawsze wyższa niż moc na kołach?
Tak, w sprawnym samochodzie moc na wale jest wyższa, ponieważ układ napędowy zużywa część energii na pokonanie oporów mechanicznych i toczenia. Różnica zależy od skrzyni, napędu, opon, temperatury oleju i procedury pomiaru.
Ile wynoszą normalne straty napędu w aucie TDI FWD?
Dla przednionapędowego diesla z manualną skrzynią często przyjmuje się około 10-15%. To wartość orientacyjna, a nie stały przelicznik, bo hamownia mierzy konkretny samochód w konkretnych warunkach.
Czy po chiptuningu ważniejsza jest moc na kołach czy na wale?
Do oceny realnego przyspieszenia bardziej praktyczna jest moc i moment na kołach. Moc na wale ułatwia porównanie z danymi katalogowymi, normami pomiaru i deklaracją tunera.
Dlaczego moja hamownia pokazała mniej niż katalog?
Przyczyną może być naturalna strata napędu, wysoka temperatura IAT, zużyty przepływomierz, nieszczelność dolotu, problem z turbiną VNT, przycierający hamulec albo poślizg sprzęgła. W TDI warto zestawić wykres z logami MAF, MAP, N75 i dawki paliwa.
Czy można przeliczyć moc na kołach na moc silnika jednym wzorem?
Można wykonać orientacyjne przeliczenie, ale wynik nie zastępuje pomiaru. Stały współczynnik 15% lub 20% bywa użyteczny w rozmowie, lecz nie opisuje wszystkich strat w manualu, DSG, quattro, Haldex i innych układach AWD.
Czy większe koła obniżają wynik na hamowni?
Cięższe koła i opony o większych oporach toczenia mogą obniżyć moc na kołach oraz zmienić bezwładność układu. Dlatego przed porównaniem wykresów trzeba znać rozmiar kół, ciśnienie, typ opon i użyty bieg pomiarowy.
