Чи треба прогрівати двигун автомобіля взимку
Гени підказують: гріти мотор треба! Цьому вчили батьки і діди. Але ось інструкції до нових іномарок іншої думки: сів в холодну машину, завівся і - в дорогу! Хто ж правий? У пошуках відповіді треба пов'язати три фактори: екологію, економіку і ресурс двигуна. Мотор повністю побудований на компроміси, і проблема холодного пуску - не виняток. C темою прогріву двигуна, яка завжди буде актуальною, в черговий раз намагаються розібратися Михайло Колодочкин і професор кафедри ДВЗ Харківського політехнічного університету Олександр Шабанов.
ЯК гріє МОТОР
Повністю прогрітим мотор буде тоді, коли всі його деталі і робочі рідини вийдуть на робочі температури, тобто при фіксованому режимі роботи перестануть змінюватися. Швидше за все прогрівається охолоджуюча рідина - це той процес, який ми бачимо по зміні положення стрілки на покажчику температури. З нею ж прогріваються деталі верхньої частини двигуна (поршні, циліндри, головка) - темп практично той самий. А ось масло в піддоні гріється значно повільніше. Звідки це видно? У кого є бортовий комп'ютер, помічав, напевно, що навіть після досягнення нормальної температури охолоджуючої рідини витрата палива на неодружених може ще якийсь час зменшуватися. Це як раз і пов'язане з повільним прогрівом масла. І нарешті, найдовше гріється нейтралізатор, а разом з ним виходить на робочий рівень токсичність відпрацьованих газів. Але все швидкості прогріву залежать від режиму роботи двигуна.
ОПІР РУХУ
Чому мотору не подобається мороз? Головна причина в тому, що будь-який моторне масло густіє на холоді. А за певних температурах взагалі може перестати текти. Мінеральні масла - вже при мінус 20 ... 25 ° С, кращі синтетики - при мінус 45 ... 55 ° С. В результаті вузли тертя працюють «всуху», різко зростають потужності механічних втрат, які вимагають зайвого бензину. Але коли мотор швидше вийде на нормальний рівень механічних втрат? Якщо стояти і грітися або якщо відразу після пуску відправитися в дорогу? Це дасть відповідь на питання про економію - адже зайві втрати вимагають додаткового палива.
Матеріали по темі
Отже, варіант 1. пускають. Стрілка тахометра встановлюється на позначці «1200», комп'ютер показує миттєву витрату палива 2,5 л / год. Через хвилину витрата знижується до 1,9 л, через 10 хвилин - до 0,9 л. Тоді ж видимі зміни на бортовому комп'ютері закінчуються - стрілка на покажчику температури не доповзає навіть до 50 градусів і встає намертво. Для надійності чекаємо ще 10 хвилин - витрата палива зменшується до 0,8 л / год, що поки більше, ніж звичайні 0,6, що спостерігаються при повному прогріві всього мотора. Кращого результату досягти не вдається - поїхали! Їдемо на фіксованому режимі, третя передача, 50 км / год, світлофорів по дорозі немає. Витрата по комп'ютеру - 6,4 ... 6,6 л / 100 км. Всього витратили на прогрів 0,45 л, на дорогу - близько 0,33 л. Разом - близько 0,8 літра.
Варіант 2 - сіли, завелися і відразу поїхали. Машині це не дуже сподобалося, і вона для початку видала витрата більше 10 л. Потім він почав швидко знижуватися, але через коротке заїзду до колишніх 6,5 так і не доповз - зупинився на 6,8 л. Разом витратили всього 0,45 л. Плюс економія 20 хвилин дорогоцінного часу. Економія, на кшталт, є, але значною вона здається тільки на малих пробігах.
Варіант 3 - після пуску гріли мотор 5 хвилин, поки відшкрібали лід зі скла. Стартували з витрат на холостих 1,3 л / год. Початок пробігу ознаменувався цифрою 7,6 л / 100 км, до кінця заїзду повернулися на 6,6. Разом з урахуванням пробігу - 0,55 л. Краще, ніж в першому варіанті, але трохи гірше, ніж у другому.
1444374074_img_2171_result_1600
УДАР ПО ЕКОЛОГІЇ
Отже, «сира» токсичність при холодному пуску дуже велика. Причина - необхідність різкого збагачення паливо-повітряної суміші. Паливо повинно бути випарів, а при великому «мінусі» на вулиці випаровуватися воно не дуже-то і хоче. Та й повітря в циліндри надходить холодний, щільний. Значить, щоб компенсувати малу випаровуваність палива і низьку температуру повітря, треба лити бензину значно більше. А те, що не випарувалося або випарувалося вже в процес згоряння. летить в трубу. «Цео» і «ЦеАші» - ну дуже великі! І тиснути їх повинні каталітичні нейтралізатори. Але біда більшості сучасних нейтралізаторів в тому, що вони працюють ефективно тільки у вузькому діапазоні температур і складу суміші. Температура повинна бути високою, а склад суміші - стехиометрическим, тобто повітря в ній повинно бути рівно стільки, скільки необхідно для повного згоряння палива. В іншому випадку ефективність різко падає.
Матеріали по темі
Цікаво, що при низьких температурах в процесі прогріву за нейтралізатором може спостерігатися більш висока концентрація токсичних компонентів, ніж на вході! Звідки? Швидше за все, це ширяє незгорілий на перших пускових циклах бензин - він «сідає» на сотах активного елементу каталізатора. У міру його розігріву ефективність роботи зростає, і, нарешті, гарячий каталізатор при робочому складі суміші тисне практично всю токсичність. Іншими словами, на пускових режимах і при прогріванні, якщо не використовується сучасний каталізатор із зовнішнім підігрівом, токсичність двигуна з нейтралізатором не надто відрізнятиметься від його більш раннього побратима, такого не має. Тому головне завдання - якомога швидше вивести температуру активної зони каталізатора в робочий діапазон.
Нейтралізатор гріється від потоку відпрацьованих газів, і тим швидше, чим більше їх витрата і температура. Але коли процес в ньому пішов, він починає розігріватися і сам - дожигание токсичних компонентів йде з виділенням енергії. Тому температура в активній зоні працюючого каталізатора вище, ніж у відпрацьованих газів. І наш експеримент показав, що навіть при нормальній температурі в боксі, на режимі мінімальних обертів холостого ходу, нейтралізатор не виходить на робочий режим! Тим більше на морозі. Тому придушити токсичність на режимі прогріву, якщо гріти мотор на стоянці, не вийде: значить, треба рухатися.
Тепер пробуємо погріти мотор відразу під навантаженням, моделюючи другий варіант прогріву. Початок - то ж, але темпи інші: під кінець заїзду на виході фіксувалося десь 15 ... 20 ppm. Нейтралізатор заробив! Начебто відповідь є ...
Але не все так просто! Ми дивилися відносні концентрації токсичних компонентів, а дихаємо-то ми їх абсолютними значеннями, тобто не «пі-пі-Емамі», а грамами і кілограмами! Тобто ці концентрації треба помножити на витрату відпрацьованих газів. На холостих при прогріванні він становив близько 15 кг / год, а ось при русі, якщо брати в середньому, буде близько 80! Множимо одне на інше і отримуємо: при прогріванні на стоянці, разом з подальшою дорогою, ми нагородили природу кількістю грамів залишкових вуглеводнів, великим практично в два рази, ніж при русі відразу після пуску (4,5 грама проти 2,8).
А ось третій варіант - коли ми трохи погрілись, а потім поїхали - дав ще більше зниження абсолютного викиду СН: до 2,1 грама. До речі, в цьому варіанті при русі за 5 км шляху ми викинули трохи більше грама СН, що близько до нормам Євро-4.
Цифри досить показові і в цілому зрозумілі. При русі на холодному моторі ми досить довго працюємо на високу токсичність, при цьому витрати відпрацьованих газів великі. Та й обдув нейтралізатора холодним повітрям при русі теж гальмує його прогрів. При прогріванні на стоянці нейтралізатор так і не виходить на штатний режим, але зате при початку руху на великих витратах швидше починає ефективно гасити токсичність. А при короткому початковому прогріванні мотор і на стоянці не встигає добряче «нашкодити», і при прогріванні в русі працює значно краще: адже він вже набрав якусь температуру. Ось і результат.
Але що ми не врахували. Смердючий на стоянці автомобіль огортає хмарою диму простір навколо себе, і там жити гидко ... А рухається як би розмиває своє «добро» по простору. Глобально - виходить можна порівняти, а в окремо взятій точці - збиток від одного автомобіля, що рухається в рази менше. Але ж на стоянці одночасно пихкає один-два екіпажі, а по дорозі їх повзе натовпу ...
СМЕРТЬ Мотор ...
Про те, що під час пуску й прогрівання різко зростає знос двигуна. не писав тільки ледачий. Не так давно бородатий професор з екрану переконував народ, що один холодний пуск дорівнює 100 км пробігу! Йому, звичайно, видніше, тільки ми ніколи не стали б давати подібних ТОЧНИХ цифр - вони зовсім різні. І мотори різні, і температури за бортом, і масла, залиті в піддон, та й пробіг, з яким порівнюють, теж може бути або за містом, або в міських пробках. Тому, на наш погляд, справедливіше еквівалент від 20 до 200 км: головне - тенденція. І важливо, що рух без прогріву не дає деталей двигуна підготуватися до прийому великих навантажень. Їм доводиться погано - і не тільки підшипників.
Матеріали по темі
Є в моторі така деталь - поршень, а у нього на бічній поверхні нарізані канавки, щоб поршневі кільця ставити. Так ось, ці канавки найбільш чутливі до навантажень і першими руйнуються, коли ті стають надмірними. І тут саме така ситуація. Якщо відразу стартувати та ще побуксовать трохи, вибираючись із замету. навантаження на мотор стануть відразу великими. Теплові потоки від робочого тіла розігрівають днище поршня швидко, а зона канавок стосується холодного циліндра, який трохи тепліше антифризу. Виникають великі перепади температур, і з ними - позамежні напруги. А поршень без канавок - вже не поршень ... І чим краще прогрітий двигун, тим менше небезпека такої біди.
А що ж автовиробники? Вони все знають, але ресурс мотора їх, чесно кажучи, не хвилює. Мотор повинен відходити гарантійний термін, потім бути проданий і відправлений куди-небудь в третій світ. Інакше ринок затоварилися. Звідти і танцюють рекомендації - екологія є первинною, економія теж десь там, а ресурс - кому він цікавий?
ВСЕ-ТАКИ ГРІТИ!
Ми вважаємо, що саме третій варіант є найкращим. І по економії палива він прийнятний, а за токсичністю - взагалі найкращий. Попередньо підігрітий двигун готовий приймати навантаження і добре захищений від зносу. До речі, фактично ми найчастіше і слідуємо цій рекомендації: мотор гріється, поки отскребать скла і змітається сніг ...
І ще ... Раптом доведеться різко газануть на зовсім холодному моторі - хіба мало, як складеться ситуація на дорозі? І ось тут нескладно влетіти в зовсім погану ситуацію - клапани можуть зависнути і зустрітися з поршнем, або провернути вкладиші колінчастого вала. А будь-яка СТО спише це на неправильну експлуатацію двигуна. Отже - в гарантії відмовити! У багатьох моторів від таких ситуацій рятує відповідна блокування в програмі управління двигуном, але вона є не у всіх. А ось попередньо прогрітий мотор і таке знущання знесе без наслідків.
Загалом, гріємо! Тільки трохи і по-швидкому ...