Полностью прогретым мотор будет тогда, когда все его детали и рабочие жидкости выйдут на рабочие температуры, то есть при фиксированном режиме работы перестанут меняться. Быстрее всего прогревается охлаждающая жидкость - это тот процесс, который мы видим по изменению положения стрелки на указателе температуры. С ней же прогреваются детали верхней части двигателя (поршни, цилиндры, головка) - темп практически тот же. А вот масло в поддоне греется значительно медленнее. Откуда это видно? У кого есть бортовой компьютер, замечал, наверное, что даже после достижения нормальной температуры охлаждающей жидкости расход топлива на холостых может еще какое-то время уменьшаться. Это как раз и связано с медленным прогревом масла. И наконец, дольше всего греется нейтрализатор, а вместе с ним выходит на рабочий уровень токсичность отработавших газов. Но все скорости прогрева зависят от режима работы двигателя.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ
Почему мотору не нравится мороз? Главная причина в том, что любое моторное масло густеет на холоде. А при определенных температурах вообще может перестать течь. Минеральные масла - уже при минус 20…25 °С, лучшие синтетики - при минус 45…55 °С. В итоге узлы трения работают «всухую», резко возрастают мощности механических потерь, которые требуют лишнего бензина. Но когда мотор быстрее выйдет на нормальный уровень механических потерь? Если стоять и греться или если сразу после пуска отправиться в дорогу? Это даст ответ на вопрос об экономии - ведь лишние потери требуют дополнительного топлива.
Проверим, сколько топлива скушает обычный впрысковый двигатель при одинаковых пробегах, но разных алгоритмах прогрева. Немного о пациенте. Чистый «европеец» 2005 года выпуска, 1,6 л рабочего объема, заявлен как Евро-4. Всю сознательную жизнь провел в России, но, кроме технического обслуживания, ничего в нем не делалось. Итак, три программы прогрева. Первый вариант - «дедовский»: полностью прогреть мотор и только после этого поехать. Второй - согласно инструкциям современных автомобилей: «пустил и поехал». А третий - это тот, который чаще всего можно встретить: завелись, смахнули снег, помахали лопатой (в общем - потянули время), а догреваем машину уже в поездке. На улице - минус 15. Аккумулятор хороший, в поддоне - дорогая синтетика. Пробег - от стоянки до работы: это около 5 километров, причем без пробок! Помечтать-то можно…
Итак, вариант 1. Пускаемся. Стрелка тахометра устанавливается на отметке «1200», компьютер показывает мгновенный расход топлива 2,5 л/ч. Через минуту расход снижается до 1,9 л, через 10 минут - до 0,9 л. Тогда же видимые изменения на бортовом компьютере заканчиваются - стрелка на указателе температуры не доползает даже до 50 градусов и встает намертво. Для надежности ждем еще 10 минут - расход топлива уменьшается до 0,8 л/ч, что пока больше, чем обычные 0,6, наблюдаемые при полном прогреве всего мотора. Лучшего результата достичь не удается - поехали! Едем на фиксированном режиме, третья передача, 50 км/ч, светофоров по дороге нет. Расход по компьютеру - 6,4…6,6 л/100 км. Всего потратили на прогрев 0,45 л, на дорогу - около 0,33 л. Итого - около 0,8 литра.
Вариант 2 - сели, завелись и сразу поехали. Машине это не очень понравилось, и она для начала выдала расход больше 10 л. Потом он начал быстро снижаться, но из-за короткого заезда до прежних 6,5 так и не дополз - остановился на 6,8 л. Итого израсходовали всего 0,45 л. Плюс экономия 20 минут драгоценного времени. Экономия, вроде, есть, но внушительной она кажется только на малых пробегах.
Вариант 3 - после пуска грели мотор 5 минут, пока отскребали лед со стекол. Стартовали с расхода на холостых 1,3 л/ч. Начало пробега ознаменовалось цифрой 7,6 л/100 км, к концу заезда вернулись на 6,6. Итого с учетом пробега - 0,55 л. Лучше, чем в первом варианте, но немного хуже, чем во втором.
УДАР ПО ЭКОЛОГИИ
Понятно, что нежелание автопроизводителей греть автомобиль вызвано вовсе не заботой о нашем кошельке. Главный аргумент - экология. Ведь современные нормы токсичности Евро-4 и выше накладывают жесткие ограничения на содержание токсических компонентов на пусковых режимах и в период прогрева. Вот и посмотрим, что будет с токсичностью до нейтрализатора (на профессиональном сленге она называется «сырой») и после (это «сухая» токсичность).
Итак, «сырая» токсичность при холодном пуске очень большая. Причина - необходимость резкого обогащения топливовоздушной смеси. Топливо должно быть испаренным, а при большом «минусе» на улице испаряться оно не очень-то и хочет. Да и воздух в цилиндры поступает холодный, плотный. Значит, чтобы компенсировать малую испаряемость топлива и низкую температуру воздуха, надо лить бензина значительно больше. А то, что не испарилось или испарилось уже в процесс сгорания , летит в трубу. «ЦеО» и «ЦеАши» - ну очень большие! И давить их должны каталитические нейтрализаторы. Но беда большинства современных нейтрализаторов в том, что они работают эффективно только в узком диапазоне температур и состава смеси. Температура должна быть высокой, а состав смеси - стехиометрическим, то есть воздуха в ней должно быть ровно столько, сколько необходимо для полного сгорания топлива. В противном случае эффективность резко падает.
Любопытно, что при низких температурах в процессе прогрева за нейтрализатором может наблюдаться более высокая концентрация токсических компонентов, чем на входе! Откуда? Скорее всего, это парит несгоревший на первых пусковых циклах бензин - он «садится» на сотах активного элемента катализатора. По мере его разогрева эффективность работы растет, и, наконец, горячий катализатор при рабочем составе смеси давит практически всю токсичность. Иными словами, на пусковых режимах и при прогреве, если не используется современный катализатор с внешним подогревом, токсичность двигателя с нейтрализатором не слишком будет отличаться от его более раннего собрата, такового не имеющего. Потому главная задача - как можно быстрее вывести температуру активной зоны катализатора в рабочий диапазон.
Нейтрализатор греется от потока отработавших газов, и тем быстрее, чем больше их расход и температура. Но когда процесс в нем пошел, он начинает разогреваться и сам - дожигание токсических компонентов идет с выделением энергии. Поэтому температура в активной зоне работающего катализатора выше, чем у отработавших газов. И наш эксперимент показал, что даже при нормальной температуре в боксе, на режиме минимальных оборотов холостого хода, нейтрализатор не выходит на рабочий режим! Тем более на морозе. Поэтому подавить токсичность на режиме прогрева, если греть мотор на стоянке, не получится: значит, надо двигаться.
А какова разница в выбросах ? Начальное содержание СН очень высоко, под 1000 ppm, что, впрочем, ожидаемо. По мере прогрева мотора оно начинает медленно снижаться. Но даже после 20 минут прогрева, когда температура охлаждающей жидкости уже вышла на рабочий уровень, содержание остаточных углеводородов остается высоким - около 180 ppm. -то прогрелся, а вот нейтрализатор холодный, работает неэффективно.
Теперь пробуем погреть мотор сразу под нагрузкой, моделируя второй вариант прогрева. Начало - то же, но темпы другие: под конец заезда на выходе фиксировалось где-то 15…20 ppm. Нейтрализатор заработал! Вроде бы ответ есть…
Но не все так просто! Мы смотрели относительные концентрации токсических компонентов, а дышим-то мы их абсолютными значениями, то есть не «пи-пи-эмами», а граммами и килограммами! То есть эти концентрации надо умножить на расход отработавших газов. На холостых при прогреве он составлял около 15 кг/ч, а вот при движении, если брать в среднем, будет около 80! Множим одно на другое и получаем: при прогреве на стоянке, вместе с дальнейшей дорогой, мы наградили природу количеством граммов остаточных углеводородов, большим практически в два раза, чем при движении сразу после пуска (4,5 грамма против 2,8).
А вот третий вариант - когда мы немного погрелись, а потом поехали - дал еще большее снижение абсолютного выброса СН: до 2,1 грамма. Кстати, в этом варианте при движении за 5 км пути мы выбросили чуть больше грамма СН, что близко к нормам Евро-4.
Цифры весьма показательны и в целом понятны. При движении на холодном моторе мы достаточно долго работаем на высокой токсичности, при этом расходы отработавших газов большие. Да и обдув нейтрализатора холодным воздухом при движении тоже тормозит его прогрев. При прогреве на стоянке нейтрализатор так и не выходит на штатный режим, но зато при начале движения на больших расходах быстрее начинает эффективно гасить токсичность. А при коротком начальном прогреве мотор и на стоянке не успевает изрядно «навредить», и при прогреве в движении работает значительно лучше: ведь он уже набрал какую-то температуру. Вот и результат.
Но что мы не учли. Смердящий на стоянке автомобиль окутывает облаком дыма пространство вокруг себя, и там жить противно… А движущийся как бы размывает свое «добро» по пространству. Глобально - получается сопоставимо, а в отдельно взятой точке - ущерб от одного движущегося автомобиля в разы меньше. Но ведь на стоянке одновременно пыхтит один-два экипажа, а по дороге их ползет толпы…
СМЕРТЬ МОТОРУ…
О том, что при пуске и прогреве резко растет , не писал только ленивый. Не так давно бородатый профессор с экрана убеждал народ, что один холодный пуск равен 100 км пробега! Ему, конечно, виднее, только мы никогда не стали бы давать подобных ТОЧНЫХ цифр - они совсем разные. И моторы разные, и температуры за бортом, и масла, залитые в поддон, да и пробег, с которым сравнивают, тоже может быть либо за городом, либо в городских пробках. Поэтому, на наш взгляд, справедливее эквивалент от 20 до 200 км: главное - тенденция. И важно, что движение без прогрева не дает деталям двигателя подготовиться к приему больших нагрузок. Им приходится плохо - и не только подшипникам.Есть в моторе такая деталь - поршень, а у него на боковой поверхности нарезаны канавки, чтобы поршневые кольца ставить. Так вот, эти канавки наиболее чувствительны к нагрузкам и первыми разрушаются, когда те становятся чрезмерными. И здесь именно такая ситуация. Если сразу стартовать да еще побуксовать малость, выбираясь из сугроба , нагрузки на мотор станут сразу большими. Тепловые потоки от рабочего тела разогревают днище поршня быстро, а зона канавок касается холодного цилиндра, который чуть теплее антифриза. Возникают большие перепады температур, и с ними - запредельные напряжения. А поршень без канавок - уже не поршень… И чем лучше прогрет двигатель, тем меньше опасность такой беды.
А что же автопроизводители? Они все знают, но их, честно говоря, не волнует. Мотор должен отходить гарантийный срок, затем быть продан и отправлен куда-нибудь в третий мир. Иначе рынок затоварится. Оттуда и пляшут рекомендации - экология первична, экономия тоже где-то там, а ресурс - кому он интересен?
ВСЕ-ТАКИ ГРЕТЬ!
Мы считаем, что именно третий вариант является наиболее предпочтительным. И по экономии топлива он приемлем, а по токсичности - вообще лучший. Предварительно подогретый двигатель готов принимать нагрузки и хорошо защищен от износа. Кстати, фактически мы чаще всего и следуем этой рекомендации: мотор греется, пока отскребаются стекла и сметается снег…И еще… Вдруг придется резко газануть на совсем холодном моторе - мало ли, как сложится обстановка на дороге? И вот тут несложно влететь в совсем плохую ситуацию - клапаны могут зависнуть и встретиться с поршнем, или провернутся коленчатого вала. А любая СТО спишет это на неправильную эксплуатацию двигателя. Следовательно - в гарантии отказать! У многих моторов от таких ситуаций спасает соответствующая блокировка в программе управления двигателем, но она есть не у всех. А вот предварительно прогретый мотор и такое издевательство снесет без последствий.
В общем, греем! Только чуть-чуть и по-быстрому…
В зимний сезон здравый смысл подсказывает нам, что, прежде чем отправиться в путь на автомобиле, мы изначально должны запустить двигатель и дать ему поработать на холостом ходу, т. е. до тех пор, пока мотор не прогреется. Но действительно ли это нужно? На этот счет существует много различных мнений, о чем автолюбители любят долго разглагольствовать и спорить часами. А на самом деле вопрос автомобилистами ставится интересный: нужно ли прогревать холодный двигатель, и особенно в зимний период времени? Оказывается, вопреки распространенному мнению, существует конкретный ответ: сам прогрев холодного двигателя перед поездкой никак не продлевает срок его службы. Вы удивлены?
Прочитав данную статью, вы будете знать, что длительный прогрев двигателя в зимнее время может привести к нехватке смазки внутри блока двигателя, а в результате частого прогрева двигателя зимой вы можете значительно понизить его ресурс из-за уменьшения качества смазки внутренних компонентов силового агрегата.
Если объяснить в двух словах, то двигатель внутреннего сгорания работает с использованием поршней, которые, в свою очередь, сжимают воздушно-топливную смесь (смесь воздуха и топлива) для последующего ее воспламенения свечой зажигания в камере сгорания. Воспламенение топлива - это малоконтролируемый мини-взрыв внутри камеры сгорания, в результате которого высвобождается энергия, как раз и «питающая» и приводящая в движение внутренние компоненты в двигателе.
Когда двигатель холодный, у бензина меньше шансов испаряться в достаточном количестве. Соответственно, получается, что при холодном моторе (например, после ночной стоянки автомобиля на улице в мороз) топливная смесь может оказаться не совсем подходящей для ее оптимального воспламенения.
Современные двигатели с электронным впрыском топлива имеют различные датчики, которые, в зависимости от температуры двигателя и от температуры на улице, подают сигнал блоку управления двигателем на дополнительный впрыск топлива в камеру сгорания. То есть, по сути, если в холодное время года бензин испаряется плохо, то электроника современного автомобиля автоматически подает на холодный двигатель в камеру сгорания больше топлива. И это будет происходить до тех пор, пока двигатель не прогреется до +4-5 градусов.
В итоге получается, что во время прогрева на холостом ходу двигателя в камеру сгорания попадает больше топлива, чем требуется тогда, когда мотор находится в прогретом состоянии. Таким образом, по мнению ведущих автомобильных инженеров-специалистов, вся дополнительная порция топлива оседает на стенках цилиндров двигателя и может привести к дальнейшему вымыванию моторного масла. Хотим напомнить, что бензин, являясь прекрасным растворителем, при запуске холодного мотора начинает быстро вымывать саму смазку двигателя со стенок цилиндров. Правда, с многими здесь можно согласиться, что в течение короткого прогрева двигателя на холостом ходу этот процесс вряд ли может сократить ресурс самого двигателя. Но если регулярно прогревать современный автомобиль как раньше, по старинке, то в течение длительного периода времени из-за постоянной нехватки внутри двигателя моторного масла ресурс его службы может существенно сократиться.
Например, от нехватки смазки в холодном двигателе страдают в первую очередь поршневые кольца и сами стенки цилиндров. Ведь из-за того, что излишний бензин, по сути, мгновенно растворяет , увеличивается выработка стенок цилиндров и поршневых колец.
Кроме всего не стоит забывать, что из-за увеличенной подачи топлива при прогреве двигателя существенно вырастает расход горючего.
Вот почему большинство автопроизводителей советуют в современных автомобилях не прогревать двигатель длительное время. Например, многие автомобильные компании рекомендуют водителям прогревать автомобиль прямо на ходу на небольших оборотах, а далее, как только мотор прогреется до 4 градусов, электроника автоматически переключит впрыск топлива в камеру сгорания двигателя на нормальное его значение. Кстати, возьмите на заметку, именно с этого момента в машине также снизится повышенный расход топлива, который обычно отмечается сразу после запуска холодного двигателя.
Обратите также внимание, что холостой ход на самом деле медленнее прогревает двигатель. Намного быстрее мотор может прогреться на ходу, в движении. Причем стоит отметить, что даже если спустя несколько минут после запуска холодного двигателя вовнутрь салона машины начнет поступать теплый воздух, это еще не означает, что двигатель автомобиля начал быстро прогреваться.
Идеальным, по мнению многих инженеров, является следующий алгоритм: запустить холодный двигатель, дать ему поработать 1-2 минуты (в это время можно очистить машину ото льда и снега) и только потом, на небольших оборотах, отправляться в путь. Правда, надо учитывать погодные условия: если на улице сильный мороз (более -10 градусов), то прогрев мотора на холостом ходу желательно увеличить как минимум вдвое.
Таким образом, из всего вышесказанного становится понятно, что не стоит безоговорочно прислушиваться к совету автопроизводителей, некоторые из которых в своих рекомендациях нередко заявляют, что двигатель вообще не нужно прогревать. Просто нужно помнить, что трогаться сразу после запуска автомобиля в зимнее время чревато для мотора лишней нагрузкой.
Но и затягивать холостой ход двигателя во время прогрева также не стоит. Мы уже сказали, что для этого достаточно 1-2 минуты (при небольшом морозе), затем можно плавно и медленно трогаться, двигаясь на небольших оборотах. Для полного прогрева двигателя автомобиля во время движения, в зависимости от температуры воздуха, потребуется всего в среднем от 5 до 15 минут.
Откуда же взялся миф, что перед поездкой нужно всегда прогревать двигатель до рабочей температуры?
Прогрев двигателя до рабочей температуры в былые годы был обязателен для всех автомобилей, оснащенных карбюраторной системой впрыска. Напомним, что карбюратор в старых машинах смешивал бензин и воздух, создавая, тем самым, топливную смесь для двигателя. К сожалению, карбюратор не имел датчиков, которые есть сегодня во всех современных автомобилях с электронной системой впрыска. Соответственно, из-за отсутствия датчиков в карбюраторных машинах во время прогрева автомобиля количество топлива, смешиваемого с кислородом, не регулировалось. В результате, чтобы отправиться в путь на старой машине в зимнее время, необходимо было полностью прогреть мотор до рабочей температуры.
Вот почему до сих пор существует устойчивый миф, что все автомобили (даже новые) непременно нужно полностью прогревать перед эксплуатацией зимой.
Но если вы не являетесь владельцем старой карбюраторной машины, то вам нет никакой необходимости полностью прогревать свой автомобиль перед поездкой. Лучше всего будет, если вы после запуска двигателя дадите ему несколько минут, чтобы набрать небольшую температуру, а далее уже отправитесь в дорогу.
Не повредит ли движение на непрогретой машине гидроусилителю?
А как быть с гидроусилителем? Ведь он также использует смазку для работы рулевого усилителя и на морозе тоже имеет свойство замерзать. Как быть, если долго автомобиль прогревать нельзя, а ехать с непрогретым гидроусилителем тоже опасно?
На самом деле это не является проблемой, поскольку трансмиссионное масло гидроусилителя прогревается очень быстро. Да, конечно, в первую минуту после запуска холодной машины зимой руль будет очень тяжелым, ведь в гидроусилителе при холоде масло будет густое. Но после того как вы тронетесь с места и проедете всего 1-2 минуты, рулевое колесо станет легким и трансмиссионное масло гидроусилителя полностью прогреется.
Единственное, в первые минуты движения машины вам не стоит делать рулевым колесом резких движений, надо быть осторожным, так как руль в это время будет тяжелым. Кстати, если вы будете долго греть автомобиль на холостом ходу, то не рассчитывайте на быстрый прогрев жидкости в гидроусилителе. Особенно тогда, когда во время прогрева вы не двигаете рулем. Дело тут в том, что из-за отсутствия движения рулевого колеса насос гидроусилителя не качает нужное количество жидкости и, соответственно, сам процесс прогрева трансмиссионного масла гидроусилителя будет идти очень медленно.
Возможно советы не прогревать любые автомобили - это чей-то заговор?
Существует мнение (особенно среди многих автолюбителей, а не среди профессионалов), что рекомендации автопроизводителей по поводу необязательного прогрева двигателя после его запуска - это не что иное, как глобальный заговор самих автопроизводителей, направленный против всех автовладельцев транспортных средств с целью уменьшения сроков владения автомобилями из-за преждевременного выхода из строя самих силовых агрегатов. Конечно же, эта версия не выдерживает никакой критики.
Подумайте хорошенько, зачем это производителям автомобилей? Даже если допустить, что им это как раз и было нужно, то вряд ли таким образом они пытались бы уменьшить ресурс у своей автопродукции. Ведь существует множество других, причем менее заметных, способов сократить ресурс пробега автомобилей.
Полностью прогретым мотор будет тогда, когда все его детали и рабочие жидкости выйдут на рабочие температуры, то есть при фиксированном режиме работы перестанут меняться. Быстрее всего прогревается охлаждающая жидкость - это тот процесс, который мы видим по изменению положения стрелки на указателе температуры. С ней же прогреваются детали верхней части двигателя (поршни, цилиндры, головка) - темп практически тот же. А вот масло в поддоне греется значительно медленнее. Откуда это видно? У кого есть бортовой компьютер, замечал, наверное, что даже после достижения нормальной температуры охлаждающей жидкости расход топлива на холостых может еще какое-то время уменьшаться. Это как раз и связано с медленным прогревом масла. И наконец, дольше всего греется нейтрализатор, а вместе с ним выходит на рабочий уровень токсичность отработавших газов. Но все скорости прогрева зависят от режима работы двигателя.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ
Почему мотору не нравится мороз? Главная причина в том, что любое моторное масло густеет на холоде. А при определенных температурах вообще может перестать течь. Минеральные масла - уже при минус 20…25 °С, лучшие синтетики - при минус 45…55 °С. В итоге узлы трения работают «всухую», резко возрастают мощности механических потерь, которые требуют лишнего бензина. Но когда мотор быстрее выйдет на нормальный уровень механических потерь? Если стоять и греться или если сразу после пуска отправиться в дорогу? Это даст ответ на вопрос об экономии - ведь лишние потери требуют дополнительного топлива.
Проверим, сколько топлива скушает обычный впрысковый двигатель при одинаковых пробегах, но разных алгоритмах прогрева. Немного о пациенте. Чистый «европеец» 2005 года выпуска, 1,6 л рабочего объема, заявлен как Евро-4. Всю сознательную жизнь провел в России, но, кроме технического обслуживания, ничего в нем не делалось. Итак, три программы прогрева. Первый вариант - «дедовский»: полностью прогреть мотор и только после этого поехать. Второй - согласно инструкциям современных автомобилей: «пустил и поехал». А третий - это тот, который чаще всего можно встретить: завелись, смахнули снег, помахали лопатой (в общем - потянули время), а догреваем машину уже в поездке. На улице - минус 15. Аккумулятор хороший, в поддоне - дорогая синтетика. Пробег - от стоянки до работы: это около 5 километров, причем без пробок! Помечтать-то можно…
Итак, вариант 1. Пускаемся. Стрелка тахометра устанавливается на отметке «1200», компьютер показывает мгновенный расход топлива 2,5 л/ч. Через минуту расход снижается до 1,9 л, через 10 минут - до 0,9 л. Тогда же видимые изменения на бортовом компьютере заканчиваются - стрелка на указателе температуры не доползает даже до 50 градусов и встает намертво. Для надежности ждем еще 10 минут - расход топлива уменьшается до 0,8 л/ч, что пока больше, чем обычные 0,6, наблюдаемые при полном прогреве всего мотора. Лучшего результата достичь не удается - поехали! Едем на фиксированном режиме, третья передача, 50 км/ч, светофоров по дороге нет. Расход по компьютеру - 6,4…6,6 л/100 км. Всего потратили на прогрев 0,45 л, на дорогу - около 0,33 л. Итого - около 0,8 литра.
Вариант 2 - сели, завелись и сразу поехали. Машине это не очень понравилось, и она для начала выдала расход больше 10 л. Потом он начал быстро снижаться, но из-за короткого заезда до прежних 6,5 так и не дополз - остановился на 6,8 л. Итого израсходовали всего 0,45 л. Плюс экономия 20 минут драгоценного времени. Экономия, вроде, есть, но внушительной она кажется только на малых пробегах.
Вариант 3 - после пуска грели мотор 5 минут, пока отскребали лед со стекол. Стартовали с расхода на холостых 1,3 л/ч. Начало пробега ознаменовалось цифрой 7,6 л/100 км, к концу заезда вернулись на 6,6. Итого с учетом пробега - 0,55 л. Лучше, чем в первом варианте, но немного хуже, чем во втором.
УДАР ПО ЭКОЛОГИИ
Понятно, что нежелание автопроизводителей греть автомобиль вызвано вовсе не заботой о нашем кошельке. Главный аргумент - экология. Ведь современные нормы токсичности Евро-4 и выше накладывают жесткие ограничения на содержание токсических компонентов на пусковых режимах и в период прогрева. Вот и посмотрим, что будет с токсичностью до нейтрализатора (на профессиональном сленге она называется «сырой») и после (это «сухая» токсичность).
Итак, «сырая» токсичность при холодном пуске очень большая. Причина - необходимость резкого обогащения топливовоздушной смеси. Топливо должно быть испаренным, а при большом «минусе» на улице испаряться оно не очень-то и хочет. Да и воздух в цилиндры поступает холодный, плотный. Значит, чтобы компенсировать малую испаряемость топлива и низкую температуру воздуха, надо лить бензина значительно больше. А то, что не испарилось или испарилось уже в процесс сгорания , летит в трубу. «ЦеО» и «ЦеАши» - ну очень большие! И давить их должны каталитические нейтрализаторы. Но беда большинства современных нейтрализаторов в том, что они работают эффективно только в узком диапазоне температур и состава смеси. Температура должна быть высокой, а состав смеси - стехиометрическим, то есть воздуха в ней должно быть ровно столько, сколько необходимо для полного сгорания топлива. В противном случае эффективность резко падает.
Любопытно, что при низких температурах в процессе прогрева за нейтрализатором может наблюдаться более высокая концентрация токсических компонентов, чем на входе! Откуда? Скорее всего, это парит несгоревший на первых пусковых циклах бензин - он «садится» на сотах активного элемента катализатора. По мере его разогрева эффективность работы растет, и, наконец, горячий катализатор при рабочем составе смеси давит практически всю токсичность. Иными словами, на пусковых режимах и при прогреве, если не используется современный катализатор с внешним подогревом, токсичность двигателя с нейтрализатором не слишком будет отличаться от его более раннего собрата, такового не имеющего. Потому главная задача - как можно быстрее вывести температуру активной зоны катализатора в рабочий диапазон.
Нейтрализатор греется от потока отработавших газов, и тем быстрее, чем больше их расход и температура. Но когда процесс в нем пошел, он начинает разогреваться и сам - дожигание токсических компонентов идет с выделением энергии. Поэтому температура в активной зоне работающего катализатора выше, чем у отработавших газов. И наш эксперимент показал, что даже при нормальной температуре в боксе, на режиме минимальных оборотов холостого хода, нейтрализатор не выходит на рабочий режим! Тем более на морозе. Поэтому подавить токсичность на режиме прогрева, если греть мотор на стоянке, не получится: значит, надо двигаться.
А какова разница в выбросах ? Начальное содержание СН очень высоко, под 1000 ppm, что, впрочем, ожидаемо. По мере прогрева мотора оно начинает медленно снижаться. Но даже после 20 минут прогрева, когда температура охлаждающей жидкости уже вышла на рабочий уровень, содержание остаточных углеводородов остается высоким - около 180 ppm. -то прогрелся, а вот нейтрализатор холодный, работает неэффективно.
Теперь пробуем погреть мотор сразу под нагрузкой, моделируя второй вариант прогрева. Начало - то же, но темпы другие: под конец заезда на выходе фиксировалось где-то 15…20 ppm. Нейтрализатор заработал! Вроде бы ответ есть…
Но не все так просто! Мы смотрели относительные концентрации токсических компонентов, а дышим-то мы их абсолютными значениями, то есть не «пи-пи-эмами», а граммами и килограммами! То есть эти концентрации надо умножить на расход отработавших газов. На холостых при прогреве он составлял около 15 кг/ч, а вот при движении, если брать в среднем, будет около 80! Множим одно на другое и получаем: при прогреве на стоянке, вместе с дальнейшей дорогой, мы наградили природу количеством граммов остаточных углеводородов, большим практически в два раза, чем при движении сразу после пуска (4,5 грамма против 2,8).
А вот третий вариант - когда мы немного погрелись, а потом поехали - дал еще большее снижение абсолютного выброса СН: до 2,1 грамма. Кстати, в этом варианте при движении за 5 км пути мы выбросили чуть больше грамма СН, что близко к нормам Евро-4.
Цифры весьма показательны и в целом понятны. При движении на холодном моторе мы достаточно долго работаем на высокой токсичности, при этом расходы отработавших газов большие. Да и обдув нейтрализатора холодным воздухом при движении тоже тормозит его прогрев. При прогреве на стоянке нейтрализатор так и не выходит на штатный режим, но зато при начале движения на больших расходах быстрее начинает эффективно гасить токсичность. А при коротком начальном прогреве мотор и на стоянке не успевает изрядно «навредить», и при прогреве в движении работает значительно лучше: ведь он уже набрал какую-то температуру. Вот и результат.
Но что мы не учли. Смердящий на стоянке автомобиль окутывает облаком дыма пространство вокруг себя, и там жить противно… А движущийся как бы размывает свое «добро» по пространству. Глобально - получается сопоставимо, а в отдельно взятой точке - ущерб от одного движущегося автомобиля в разы меньше. Но ведь на стоянке одновременно пыхтит один-два экипажа, а по дороге их ползет толпы…
СМЕРТЬ МОТОРУ…
О том, что при пуске и прогреве резко растет , не писал только ленивый. Не так давно бородатый профессор с экрана убеждал народ, что один холодный пуск равен 100 км пробега! Ему, конечно, виднее, только мы никогда не стали бы давать подобных ТОЧНЫХ цифр - они совсем разные. И моторы разные, и температуры за бортом, и масла, залитые в поддон, да и пробег, с которым сравнивают, тоже может быть либо за городом, либо в городских пробках. Поэтому, на наш взгляд, справедливее эквивалент от 20 до 200 км: главное - тенденция. И важно, что движение без прогрева не дает деталям двигателя подготовиться к приему больших нагрузок. Им приходится плохо - и не только подшипникам.Есть в моторе такая деталь - поршень, а у него на боковой поверхности нарезаны канавки, чтобы поршневые кольца ставить. Так вот, эти канавки наиболее чувствительны к нагрузкам и первыми разрушаются, когда те становятся чрезмерными. И здесь именно такая ситуация. Если сразу стартовать да еще побуксовать малость, выбираясь из сугроба , нагрузки на мотор станут сразу большими. Тепловые потоки от рабочего тела разогревают днище поршня быстро, а зона канавок касается холодного цилиндра, который чуть теплее антифриза. Возникают большие перепады температур, и с ними - запредельные напряжения. А поршень без канавок - уже не поршень… И чем лучше прогрет двигатель, тем меньше опасность такой беды.
А что же автопроизводители? Они все знают, но их, честно говоря, не волнует. Мотор должен отходить гарантийный срок, затем быть продан и отправлен куда-нибудь в третий мир. Иначе рынок затоварится. Оттуда и пляшут рекомендации - экология первична, экономия тоже где-то там, а ресурс - кому он интересен?
ВСЕ-ТАКИ ГРЕТЬ!
Мы считаем, что именно третий вариант является наиболее предпочтительным. И по экономии топлива он приемлем, а по токсичности - вообще лучший. Предварительно подогретый двигатель готов принимать нагрузки и хорошо защищен от износа. Кстати, фактически мы чаще всего и следуем этой рекомендации: мотор греется, пока отскребаются стекла и сметается снег…И еще… Вдруг придется резко газануть на совсем холодном моторе - мало ли, как сложится обстановка на дороге? И вот тут несложно влететь в совсем плохую ситуацию - клапаны могут зависнуть и встретиться с поршнем, или провернутся коленчатого вала. А любая СТО спишет это на неправильную эксплуатацию двигателя. Следовательно - в гарантии отказать! У многих моторов от таких ситуаций спасает соответствующая блокировка в программе управления двигателем, но она есть не у всех. А вот предварительно прогретый мотор и такое издевательство снесет без последствий.
В общем, греем! Только чуть-чуть и по-быстрому…
Гены бывалого автомобилиста на подсознательном уровне подсказывают: мотор греть надо! Это говорит в нас опыт отцов и дедов, а вот, автолюбители нового поколения другого мнения – завел холодный автомобиль и в дорогу. Кто же прав, если силовой агрегат представляет собой сплошной пакет компромиссов, и вопрос холодного запуска ДВС здесь не исключение. Попробуем разобраться с этой актуальной проблемой в очередной раз, используя исследования авторитетных специалистов.
Чтобы понять, насколько нужен прогрев двигателя автомобиля зимой, важно понять природу физических явлений и их влияние на параметры автодеталей. Вместе с правильным выбором в будущем это поможет избежать многих ошибок, большинство из которых имеют свойство оборачиваться серьезными материальными тратами. Итак, на морозе с машиной происходят следующие явления:
- Твердые материалы сужаются – особо важно это для трущихся деталей, потому что результатом является увеличение зазоров и повышенный износ деталей. Данный фактор распознается по металлическому шуму из зоны ДВС.
- Моторное масло застывает – при этом подшипники и сопряженные с ними элементы теряют возможность эффективной смазки. Затрудненное перемещение частей подшипника ускоряет не только его износ, но и увеличивает нагрузку на узлы мотора. Само собой, с полной уверенностью можно говорить о повышенном расходе горючего.
- Эластичные детали становятся хрупкими – в полной мере это актуально для шлангов, которые под действием застывшей жидкости могут лопнуть или сорваться с патрубка. Уже только по этому фактору каждый в состоянии определить, нужен ли прогрев двигателя зимой или в нем нет необходимости.
- Уменьшение емкости АКБ – поскольку электролит – жидкость, то при минусовой температуре его вязкость увеличивается. Как следствие – падение скорости химреакции и уменьшение времени, в течение которого батарея способна выдавать нужный ток. Здесь не помешает , который поможет выбрать нужную модель.
На основании вышеперечисленного вполне резонно сделать вывод – помимо неоптимального сопряжения элементов конструкции износ деталей ДВС зависит от качества и вязкости моторного масла.
Как выглядит нагрев мотора в зимних условиях?
Считать силовой агрегат нагретым можно только в том случае, когда все технологические жидкости и детали примут состояние рабочих температур. Охлаждающая жидкость прогревается быстрее всего, о чем свидетельствует положение стрелки на панели приборов. Одновременно с антифризом прогреваются верхняя часть ДВС. Далее нагрев идет в следующей последовательности:
- Масло в поддоне.
- Нейтрализатор.
В процессе нагрева мотора многие начинающие автомобилисты обращают внимание на увеличение расхода горючего и ошибочно полагают, что виной являются ЭБУ. Однако это не так, и дальнейший нагрев доказывает это.
По теме: нужен ли прогрев холодного двигателя зимой и как его осуществить?
Главная причина проста – любое масло густеет на холоде, а при достижении определенной температуры может совсем потерять текучесть:- Минеральное – при -20…25 °C.
- Синтетическое – при 45…45 °C.
Узлы трения в итоге функционируют «всухую», уровень механических потерь возрастает, а это непременно требует дополнительных топливных затрат. Однако когда же прогрев охлажденного двигателя автомобиля зимой достигнет оптимальной температуры? Если запустить мотор, и сразу начать движение или греть на месте? Испытаем три алгоритма нагрева:
- Классический – нагреть мотор и потом ехать.
- Современный – запустил и поехал.
- Смешанный – запустить, дать поработать ДВС 3-5 минут, а нагревать до рабочей температуры уже в процессе движения.
Для исследований была взята неновая иномарка из Европы с мотором 1,6 л Евро-4.
Классический вариант
После запуска тахометр показывает 1 200 оборотов, при этом расход горючего составляет 2,5л/ч. Спустя 60 секунд расход упал до 1,9 л, а через 10 минут – до 0,85 л. Температура антифриза достигла всего лишь 50 °C.
Еще через 10 минут расход сократился до 0,8 л/ч, а температура ОЖ осталась на уровне 55 °C. Начинаем движение в фиксированном режиме, достигая 50 км/ч, расход горючего – 6,5 л на 100 км. В итоге на разогрев потрачено около 0,8 литров бензина.
Современный вариант
Практически все нынешние производители авто рекомендуют начинать движение сразу после пуска ДВС. Машине это не идет на пользу, но какой автоконцерн смотрит дальше гарантийного срока. Итак, для начала расход топлива – 10 литров. Через 40-50 секунд он снизился и остановился на 6,7 л.
В итоге ушло около 0,5 л горючего плюс сэкономлено 20 минут личного времени. Оптимизация налицо, но насколько это оправдано на длинной дистанции – вопрос.
Смешанный вариант
После запуска мотор работал 5 минут, пока чистили стекла ото льда. Движение началось при расходе 1,4 л/ч на холостых. На старте пробега получилась цифра в 7,5 л на 100 км, а в конце – 6,5. В итоге ушло 0,6 л, что лучше первого варианта, но несколько хуже второго.
Экология и прогрев ДВС
Автопроизводители совсем не вникают в суть вопроса, нужен ли прогрев остывшего двигателя зимой – о наших деньгах они думают менее всего. Основной аргумент – экологическая безопасность, потому что на этапе пуска содержание в выхлопе токсических веществ достигает максимума. Причина такого положения – необходимость обогащения смеси, но не вся она успевает сгореть в камере. Остатки «вылетают в трубу».
Устранять эти последствия должен каталитический нейтрализатор, однако эффективность его работы находится в узком диапазоне температур. Непрогретый катализатор не способен снизить концентрацию токсических компонентов. По мере разогрева его продуктивность растет, в итоге горячий нейтрализатор полностью устраняет токсичность выхлопа. Вывод – нужно как можно быстрее вывести в рабочий диапазон активную зону катализатора.
Как показала практика, при разогреве на стоянке в режиме холостого хода катализатор не выходит на рабочий режим. Поэтому, нужно двигаться. Концентрация токсинов при разогреве на стоянке в два раза больше, чем при движении после запуска ДВС. Смешанный вариант, когда начали движение после короткого прогрева, дает самое низкое количество вредных выбросов.
Как выполняется прогрев карбюраторного двигателя автомобиля зимой вне гаража?
Автомобилисты старой школы утверждают, что мотор с карбюратором греть на ходу нельзя. Но это не совсем так – при исправной системе зажигания и карбюраторе, воздушной заслонкой можно скорректировать число оборотов. Автомобиль после этого будет разогрет через 3-4 минуты и будет ехать без провалов.
И все же в таком подходе есть большой минус. При таком прогреве карбюраторного двигателя автомобиля зимой в цилиндры поступает много горючего, которое удаляет моторное масло с поверхности поршня. Это приводит к сухому трению и возникновению задиров. Отсюда вывод – карбюраторный мотор лучше нагреть в неподвижном состоянии на средних оборотах.
Разогрев турбо-дизельного двигателя
Включение турбины осуществляется только при достижении определенных оборотов коленвала. Высокая частота вращения возможна только на больших скоростях. Но, как уже сказано, на остывшем моторе нельзя разгоняться – движение только на низкой скорости.
Езда на машине с дизельным агрегатом при неработающей турбине может привести к перегреву, что грозит локальным перегревом головки блока цилиндров с последующим ее короблением. Поэтому оптимальным можно считать разогрев на стоянке при средних оборотах. Владельцам таких авто можно посоветовать установить
топлива, а также не помешает предпусковой обогреватель типа Webasto.
Поршень и предварительный разогрев ДВС
Движение без прогрева лишает детали двигателя возможности приготовиться к серьезным нагрузкам. Нелегкая судьба ждет не только подшипники, но и поршни. При резком старте да еще и с пробуксовкой, нагрузка на двигатель резко увеличивается. Днище поршня быстро разогревается тепловыми потоками, а вот боковая зона с канавками нагревается значительно позже.
В итоге – перепады температур и предельные напряжения, а поршень без канавок – уже не поршень. Чем тщательней разогрет ДВС, тем меньше вероятность поломки. Автопроизводители знают об этом, но ресурсный срок мотора их волнует только на время гарантии. А разговоры об экологии – это только предлог.
Резюмируем
Всем, кто интересуется, нужен ли прогрев холодного двигателя зимой, осталось сказать, что оптимальным можно считать смешанный вариант. Суть метода заключается в том, что мотор греется на стоянке 3-5 минут, а в движении на низкой скорости уже доводится до рабочего состояния. По параметрам токсичности и экономии – это самое оптимальное решение.
В процессе движения на начальной стадии нагрева мотора резкие нажатия на газ категорически не приветствуются – могут провернуться вкладыши коленвала, или зависнуть клапаны. На многих современных авто такая ситуация невозможна по причине наличия блокировки в программе управления мотором. Остальных спасет только хорошо разогретый агрегат, который вынесет такое издевательство без последствий.
Запомните: рабочая температура для ДВС – 90 °C, когда у масла раскрываются все характеристики, а тепловые зазоры между деталями наиболее приемлемы. Идеальный вариант начала зимней поездки:
- Запустить и погреть мотор 3-5 минут.
- Начать движение, исключая резкие ускорения. Не давать двигателю раскручиваться свыше 2 000 об/мин, пока он не нагреется до 80-90°C.
Следуя такой схеме, удается сохранить баланс в плане нагрузок на ДВС и трансмиссию. Также экономятся деньги и время, а природа не страдает от токсичных выбросов. Немаловажен и вопрос комфорта, ведь садиться и ехать в застывшей машине – это просто пытка.
Эксплуатация автомобиля в холодное время года имеет ряд особенностей, знание которых и позволит гарантировать полную беспроблемность использования транспортного средства. В мороз технические жидкости и различные подвижные узлы двигателя автомобиля могут работать неправильно, что в свою очередь приводит к повышенному износу. Именно поэтому перед тем как начинать движение. требуется проводить предварительный прогрев автомобиля, что позволит решить проблемы с низкой температурой двигателя.
Прогревать или нет - вот в чём вопрос
Единого мнения у автовладельцев требуется ли выполнять предварительный прогрев автомобиля в зимнее время года на сегодняшний день нет. Если ранее старые карбюраторные автомобили в обязательном порядке требовали такого предварительного нагрева, то сегодня благодаря использованию качественной современной синтетической смазки и полностью автоматизированных инжекторных двигателей предварительно прогревать автомобиль нет надобности.
Именно поэтому большинство специалистов по ремонту двигателей и обычных автовладельцев отмечают, что прогревать по 5-10 минут автомобили зимой уже не требуется. Будет достаточно буквально 1-2 минут работы на холостых оборотах, после чего можно сразу начинать движение автомобиля.
Предварительно прогреваем мотор зимой
Если вы всё уже решили выполнять прогрев двигателя автомобиля в холодное время года, то следует помнить о том, что такой прогрев должен выполняться исключительно на холостых оборотах. Резко газовать и поднимать обороты двигателя выше отметки в 2000 не следует, так как в данном случае авто не только не нагреется, но и у двигателя будет отмечаться повышенный износ, что в последующем приведет к необходимости дорогостоящего ремонта.
Длительность такого зимнего прогрева двигателя автомобиля будет напрямую зависеть от температуры на дворе. Если за бортом приблизительно около нуля, по какого-либо длительного прогрева не требуется. Будет достаточно одной минуты работы двигателя на холостых оборотах.
А вот при температурах до минус 10 градусов бывает достаточно двух минут работы двигателя на холостых оборотах. За это время масло слегка прогреется и будет обеспечивать качественную смазку подвижных элементов.
При температурах окружающего воздуха ниже минус 20 градусов следует дать поработать двигателю на низких холостых оборотах около 5 минут. За это время печка автомобиля нагреется и в салоне автомобиля станет теплее. Помните о том, что при таких низких температурах сразу включать печку на обогрев после заведения двигателя автомобиля не следует, так как машина в данном случае будет греться значительно дольше. Необходимо дать поработать двигателю около 3-4 минут, что позволит нагреться радиатору печки, после чего можно включать подачу теплого воздуха, и за несколько оставшихся минут мотор окончательно прогреется, а температура в салоне поднимется до комфортного уровня.
Стоит ли использовать автомобиль при экстремальных морозах решает для себя каждый автовладелец в индивидуальном порядке. Кто-то постоянно эксплуатирует зимой автомобиль, вне зависимости от погоды на улице, а кто-то всё же решается отказаться от поездок в такой адский холод. Следует сказать, что при экстремальных отрицательных температурах на все системы и узлы автомобиля приходится повышенная нагрузка. Поэтому даже при качественном прогреве автомобиля перед началом движения всё же отмечается повышенный износ, что может привести к выходу из строя различных узлов и агрегатов. В особенности зимой при температурах ниже минус 30 будет страдать двигатель автомобиля, аккумулятор и различные элементы подвески, в которых применяются прорезиненные детали и прокладки.
В ряде случаях после длительной стоянки автомобиля в зимнее время года могут отмечаться определенные сложности с пуском двигателя. Проблемой может стать севший аккумулятор, который в холоде плохо держит заряд, и не обеспечивает нужный пусковой ток для заведения двигателя автомобиля. В данном случае лучше всего не пытаться как-то с толкача или же прикурив автомобиль завести его, следует демонтировать аккумулятор, зарядить его дома в тепле, что и позволит решить имеющиеся проблемы с эксплуатацией автомобиля в зимнее время года.
При прогреве двигателя автомобиля зимой постарайтесь обращать внимание на показатель холостых оборотов силового агрегата. Обычно автоматика самостоятельно поднимает холостые обороты на холодном двигателе и по мере прогрева опускает их до 600-800 оборотов в минуту. Именно поэтому, как только показатель холостого хода опустился до своего минимума, можно безбоязненно начинать движение.
Эксплуатируем машину зимой без предварительного прогрева двигателя
Действительно, распространённые сегодня качественные синтетические смазки сохраняют все свои эксплуатационные характеристики и показатели вязкости даже при глубоком минусе. Именно поэтому какого-либо дополнительного прогрева такому маслу не потребуется. У современных автомобилей используются соответствующий инжектор, который полностью управляется электроникой. При отрицательных температурах электроника просто повышает обогащение топливно-воздушной смеси, и автомобиль держит высокие обороты до полного своего прогрева. Именно поэтому таким современным автомобилям, в которых используется качественное масло, какого-либо дополнительного прогрева не потребуется.
Помните лишь о том, что при эксплуатации такого автомобиля с непрогретым двигателем сразу же повышать обороты мотора не следует. В течение первых 3-5 километров после начала движения следует соблюдать определенную аккуратность, медленно и плавно разгоняя автомобиль, не раскручивая двигатель больше 3000 оборотов коленвала. За первые несколько километров пути двигатель, коробка передач и другие узлы полностью прогреются, после чего можно будет использовать автомобиль в полноценном режиме.
Заключение
Правильная эксплуатация автомобиля зимой позволит вам гарантировать беспроблемную эксплуатацию транспортного средства, избежав каких-либо серьезных поломок, что в свою очередь сократит вам издержки на обслуживание и содержание автомобиля. Прогревать или не прогревать двигатель автомобиля - это решение каждого автовладельца. Помните о том, что такая процедура рекомендована для автомобилей, возраст которых превышает 10 лет. А вот на современных и качественно обслуженных машинах проводить такой дополнительный прогрев двигателя уже не требуется.