Смерть мотору: греть или не греть современный двигатель?
КАК ГРЕЕТСЯ МОТОР
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.
1444374074_img_2171_result_1600
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. Антифриз—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…
Источник статьи: http://www.zr.ru/content/articles/504279-sovremennyj_dvigatel_gret_ili_ne_gret/
Прогревать или нет двигатель зимой? Ответ на вечный вопрос
С приходом зимы вернулся и знакомый для автомобилистов ритуал: кузов приходится очищать от снега, лобовое стекло и боковые зеркала отогревать от наледи, а мотор начал дольше работать в холостую. Одни технические специалисты уверяют, что прогревать автомобиль перед стартом не имеет смысла, так как гораздо эффективнее машина прогревается на ходу. А вот другие уверены, что без длительного прогрева масло загустеет, и это негативно скажется на работе двигателя. Так нужно ли нет прогревать двигатель зимой и как это правильно делать?
Как рассказал в беседе с Autonews.ru технический директор сервисного центра «Автоглобус» Андрей Конев, даже при умеренных морозах специальный прогрев двигателю не нужен. Так можно действовать (то есть не прогревать мотор перед поездкой) до наступления температуры в минус 15 градусов по Цельсию. Потому что современные масла обладают достаточной химической формулой для того, чтобы не загустевать на морозе.
«Современные масла позволяют любому двигателю работать бесперебойно и с сохранением ресурса даже в небольшой холод. Но в более сильные морозы некоторые ограничения все-таки накладываются на запуск турбомоторов. Бензиновый атмосферный мотор можно не прогревать. А вот бензиновый с турбиной — другое дело. Чтобы турбина нагрелась, а система смазки полноценно заработала, можно прогреть мотор в течение одной минуты. Этого вполне достаточно», — считает Конев.
Эксперт склоняется к мнению, что современные двигатели прогрева не требуют, так что нет смысла держать машину на холостых оборотах. Однако давать машине серьезную нагрузку сразу после пуска и утапливать газ на старте с места все-таки не нужно. Технические специалисты сервисных центров рекомендуют стартовать плавно и ехать первые несколько десятков метров спокойно. Так все узлы автомобиля в движении и без нагрузок дойдут до своей рабочей температуры.
Как пояснил директор другого сервисного центра Андрей Савин, устройство современного двигателя таково, что его работу поддерживает множество электронных датчиков.
«Не стоит забывать, что современные масла гораздо лучше тех, что заливали в автомобили в прежние времена. Да и мотор быстрее прогревается в движении, а не на холостом ходу. Также стоит сказать, что в сильный минус не стоит резко стартовать, особенно на автомобиле с полным приводом. Трогаться нужно спокойно и плавно», — посоветовал Савин.
Более пристального внимания и длительного прогрева требует дизельный двигатель. На морозе в минус 15 градусов и ниже дизельный двигатель стоит прогреть в течение 3-5 минут. По словам Андрея Конева, у солярки есть свойство слегка загустевать в морозное время года. Поэтому чтобы топливо в фильтрах стало более жидким, машину все-таки можно прогреть несколько минут.
При этом многие специалисты считают, что даже самое качественное синтетическое масло становится более вязким, и холодный двигатель какое-то время работает в условиях дефицита смазки, из-за чего есть риск возникновения трения металла. Поэтому самое губительное для техники — начать движение сразу после пуска резким рывком.
Технические специалисты автосервисов поясняют, что это относится в первую очередь к машинам с большими пробегами, но даже им достаточно прогреть мотор в течение пяти минут. Потому что долгие простои на холостом ходу также не принесут технике автомобиля ничего хорошего. Оптимальным вариантом можно считать прогрев мотора в течение 3-5 минут.
Зимняя эксплуатация гибридных машин и электромоторов отличается от стандартных бензиновых и дизельных двигателей. Потому что гибридные силовые агрегаты сами определяют режим работы, и чаще всего в холодное время года электроника запускает двигатель внутреннего сгорания уже после включения автомобиля.
«Рекомендации здесь действуют те же, и специального прогрева тоже не требуется. Нажал кнопку пуска, подождал пару секунд для собственного психологического спокойствия, зажглись приборы и фары, после этого можно ехать. Для нормальной работы масляной системы ДВС даже в сильный мороз достаточно всего пары секунд. А вопрос прогрева электрического двигателя вообще не стоит, потому что прогревать электромотор запрещается инструкцией по эксплуатации. Его можно только охлаждать. Вообще электромотору чем холоднее, тем лучше. А идеальная температура для электродвигателя — абсолютный ноль», — рассказал технический директор сервисного центра Hybrids.ru Владимир Когут.
В большинстве случае автовладельцы зимой прогревают свои машины гораздо дольше пяти минут, хотя, как мы выяснили выше, технических оснований для этого нет. Некоторые и вовсе включают предпусковой подогрев и дистанционно запускают двигатель за час до выхода из дома. Если машина все это время стоит на месте и вырабатывает выхлопные газы, соседи могут разозлиться. Так произошло в одном из московских дворов: водителю под стекло поместили записку с угрозами штрафа за вредные выбросы.
Решить такую проблему в рамках правового поля крайне тяжело, но у соседей действительно есть основания возмутиться. Согласно статье 17.2 ПДД, во дворах жилых домов запрещена стоянка с работающим двигателем — прогревать машину можно не дольше пяти минут. А статья 12.28 КоАП РФ как раз рассматривает нарушения правил движения в жилых зонах и подразумевает штраф в 1500 рублей по стране и 3000 рублей для Москвы и Санкт-Петербурга. Однако наказать автомобилиста за долгий прогрев можно только в том случае, если машина стоит внутри двора.
Если же автомобиль припаркован за пределами двора или общего пространства домов, а на въезде в микрорайон нет знака «Жилая зона», то греть двигатель можно. Проще говоря, если соседские окна выходят на улицу, а не во двор, то к водителям с работающим двигателем претензий быть не может. А вот те, кто паркуются возле подъезда и любят погреть мотор подольше, все-таки могут получить штраф.
Источник статьи: http://www.autonews.ru/news/5fd1dea79a7947a5d0d32397
