Для того, чтобы ответить на данный вопрос, давайте представим, что Вам рано утром необходимо проснуться, чтобы прямо из дома начать бежать марафон. Каков будет Ваш порядок действий? Вряд ли Вы сразу выбежите из дома на марафон, как только проснётесь, не правда ли? Похожая ситуация с автомобилем , но похожая только отчасти - на самом деле прогревать двигатель автомобиля летом не нужно на большинстве современных моделей, по крайней мере, об этом нам говорят их инструкции по эксплуатации. А вот мнения автопрофессионалов и водителей со стажем по этому поводу разнятся, если речь идёт о тёплом лете, хотя в случае зимы мнения практически едины - прогревать автомобиль зимой нужно.
Так действительно ли необходимо перед началом движения с утра прогревать двигатель автомобиля в летнее время? Для ответа на данный вопрос нам снова придётся немного углубиться в закрома двигателя.
Неоспоримый факт заключается в том, что двигателю нужно некоторое время для создания нормального рабочего давления масла и для расширения алюминиевых поршней от температуры и образования между ними и цилиндрами идеального зазора. А рабочая температура двигателя составляет в среднем 90 градусов. Таким образом, получается, что летом нам всё же необходимо прогревание двигателя пусть не на 100-120 градусов, как зимой (если на улице -30 - -10 градусов), а гораздо меньше, но всё же требуется. С другой стороны, летом прогревание двигателя происходит гораздо быстрее, нежели зимой, так как процесс прогрева ускоряется не равномерно, а экспоненциально - то есть чем выше начальная температура, тем быстрее прогреется двигатель автомобиля (к примеру, прогрев от 0 до 40 градусов займёт 1 минуту, а прогрев от 40 до 80 градусов - то есть на такую же разницу температур - всего 30-40 секунд. Поэтому мнения большинства сходятся на том, что летом прогревать двигатель нужно 1-3 минуты. То есть Вам в принципе будет достаточно того времени, за которое Вы рассеяте запотевание окон, проверите зеркала и пристегнёте ремни безопасности. Тогда Ваш двигатель прогреется и будете готов к езде, но только мягкой и лёгкой езде, пока Вы добираетесь до рабочей температуры.
Однако, всё вышеописанное не совсем верно для автомобилей, произведённых 20 или около того лет назад, когда автомобили не оборудовали автоматическим дросселем, они были карбюраторными. Автомобили сегодня все компьютеризированы, и прогрев двигателя летом происходит на самом деле в течение очень короткого времени - всего несколько минут - то, что специалисты называют "полностью прогретым до рабочей температуры двигателем", что просто означает, что автомобиль находится в идеальном для себя температурном окружении.
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…
Мотор является сердцем любого транспортного средство. Именно благодаря нему совершается самая основная функция любого автомобиля – передвижение. Забота о двигателе и правильная эксплуатация позволяет сохранить его срок службы. В этой статье мы поговорим о таком явлении, как прогрев двигателя автомобиля, сколько по времени на это нужно отводить зимой и летом, и какие обороты допустимы при прогреве.
Нужно ли прогревают двигатель?
Каждое утром, большое количество водителей выходит из домов, садятся в свои машины и запускают мотор на определенный промежуток времени. Всем давно известно, что перед началом движения мотор автомобиля нуждается в прогреве, но не все знают для чего.
Для начала постараемся разобраться, что происходит с двигателем после полного остывания и что происходит с ним после первого запуска. Итак, оставив автомобиль под окном на целую ночь происходит следующая картина. Если время действия – лето, то остывает подкапотное пространство и металл , впускная система автомобиля также теряет свою рабочую температуру, кроме того, в ней образуется конденсат. В топливной системе также уменьшается давление.
Помимо системы впуска и выпуска, все масло, случайны образом осевшее на деталях двигателя, стекает вниз в поддон и не остается на верхних частях двигателя.
Все это способствует уменьшению эффективности работы двигателя, и уменьшает его ресурс в процессе запуска. Кроме того, зимой происходит не только остывание, но и обледенение впускной и выпускной системы, что препятствует нормальной подаче топлива и выпуску отработавших газов. Конденсат может находиться не только в коллекторе, но и внутри цилиндров. Теперь самое время узнать, что происходит во время прогрева двигателя.
В процессе запуска, мотор начинает работать практически «на сухую». постепенно восстанавливается и детали начинают смазываться полностью. А это значит, что и коленчатый вал будет вращаться гораздо лучше, так как при этом уменьшается трение между различными деталями.
Топливная система прокачивается самостоятельно или вручную. Для этого в ней создается большое давление, а уровень бензина в топливовоздушной смеси серьезно увеличивается. Мотор переходит в режим больших оборотов, где достигает рабочей температуры гораздо быстрее. Лед со стенок впускного и выпускного коллектора начинает исчезать, после чего процесс прогрева ускоряется.
Что будет, если не прогревать мотор
Что же будет, если поехать на не прогретом моторе? Во-первых, двигатель сразу получит нежелательную нагрузку, которая сопровождается сухим трением, не эффективной подачей топлива и выпуском отработавших газов. Карбюраторные автомобили в таком режиме попросту начинают глохнуть, поэтому на них сразу полностью закрывают воздушную заслонку. Что касается инжекторных, то в таком режиме продолжать работать они вполне могут. Поездка на не прогретом моторе сопровождается провалами при нажатии на педаль газа. В некоторых случаях ощущаются даже прострелы, что может легко сбить зажигание. Расход топлива, при этом, возрастает, а мощность заметно теряется.
Прогрев двигателя нужен для того, чтобы привести систему смазки и систему подачи топлива в полностью рабочее состояние и, тем самым, обеспечить нормальное функционирование мотора.
Сколько нужно греть мотор зимой и летом?
Время прогрева мотора, каждый водитель выбирает для себя сам. Это время будет зависеть от его терпения, а также от особенностей работы двигателя. почти всегда прогреваются дольше инжекторных. Это объясняется их невозможностью эксплуатации до тех пор, пока холостые обороты не станут стабильными.
Для экономного и эффективного прогрева двигателя рекомендуется использовать следующее время. Запустите мотор с полностью закрытой воздушной заслонкой и убирайте ее до тех пор, пока обороты не станут держаться на стабильном уровне. Дальше можете выбрать для себя два пути. Первый - начать движение после того, как стрелка температуры достигнет 50 градусов Цельсия. Второй – постепенно убавлять подсос, пока мотор не начнет свою нормальную работу без него. Время прогрева, при этом, бывает обычно одинаковым.
Стоит учесть, что при работе на прибавленном подсосе мотор потребляет больше топлива, но и прогревается намного быстрее, а при экономном использовании этого приспособления потребляет топлива меньше, однако и прогревается заметно дольше.
Инжекторный двигатель имеет другие особенности прогрева. Их можно условно разделить на зимнее и летнее время. Дело в том, что в таких моторах компьютер сам определяет время прогрева двигателя и дает следующие признаки, характеризующие полную готовность мотора: сигнал на бортовом компьютере и снижение оборотов двигателя. Наиболее актуальным является именно второй признак.
В летнее время после того, как обороты двигателя спадают, можно сразу же начинать движение на автомобиле. Обычно, это происходит в течение 2-3 минут. В зимнее время, эксплуатация автомобиля допустима, после выдержки 1-2 минут после того, как обороты спали. Это и будет считать временем прогрева двигателя.
Допустимые обороты при прогреве двигателя
Давать нагрузку не прогретому двигателю нельзя. Именно поэтому, нужно точно знать, какие обороты допускается использовать во время подготовки двигателя к эксплуатации. Чаще всего, это актуально для карбюраторных автомобилей, так как инжекторный мотор «сам знает», когда и сколько должно быть оборотов.
Итак, перед запуском карбюраторного двигателя полностью вытаскивают подсос. Как только мотор запустится, обороты будут находиться на уровне 2000 об/мин. Теперь необходимо убавить это значение до 1500. Постепенно убавляйте подсос и если обороты будут неустойчивыми, то прикройте заслонку до требуемого уровня. Как только стрелка тахометра немного поднимется, а обороты возрастут, то заслонку нужно открыть до тех пор, пока обороты не начнут находиться на грани между неустойчивыми и устойчивыми. Это может быть и 1200 и 1300 об/мин.
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…