Износ автомобилей при низкой температуре

Работы по исследованию влияния низких температур на интенсивность изнашивания автомобилей, а также их агрегатов, систем и механизмов, ведутся многими авторами и организациями. Некоторые исследователи утверждают, что износ холодны х двигателей в процессе пуска составляет 50—70% от общих эксплуатационных износов. Другие авторы считают, что пусковые износы составляют около 7% эксплуатационных.

Такие расхождения объясняются тем, что исследования велись в разное время, на различных типах двигателей и в различных условиях (например, двигателях старых моделей, не имевших в цилиндрах антикоррозийных иирезистовых вставок). Вместе с тем, все без исключения исследователи подтверждают тот факт, что интенсивность изнашивания большинства элементов машин в условиях низких температур выше, чем в некотором диапазоне положительных температур.

По даннгм И. М. Примакова, износ двигателя В-6 при понижении температуры от 20 до —35° С увелиичвается в 2,0.-2,5 раза. А. А. Гуреев показал, что понижение температуры двигателя от -h20 до —30 °С ведет к увеличению скорости его изнашивания в 3 раза.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Г. С. Лосавио обобщил различные данные о величинах пусковых износов. Он предложил метод расчета величины пускового износа Двигателя в зависимости от температуры. В качестве параметра для сравнения величин ивносоз им принят диаметральный износ цилиндров за один пуск, выраженный в эквивалентном ему «пробеговом» износе цилиндров. На рис. 8 показана зависимость пробега, эквивалентного по износу одному пуску, от температуры двигателя при пуске по данным разных авторов.

Как видно из рисунка, при понижении температуры ниже — 0…—15 °С пусковые износы двигателей резко возрастают.

В наиболее неблагоприятных условиях с точки зрения износов при низких температурах находятся агрегаты трансмиссии — коробка передач и задние мосты. Многие авторы подтверждают, что наибольший износ шестерен главной передачи и коробки передач относится к условиям низких температур масла. Оптимальной температурой масла в этих агрегатах считается 50… 80 °С.

По данным А. И- Яговкина, с изменением температуры масла от +80 до 0 °С интенсивность изнашивания шестерен коробки передач и заднего моста увеличивается в 9—10 раз.

Изменение интенсивности изнашивания, естественно, влияет на показатели надежности. Общая схема воздействия низких температур на показатели надежности машин дана на рис. 9. Снижение надежности машин при низких температурах вызывается рядом причин. В свою очередь, эти причины приводят к увеличению частоты пусковых отказов, снижению долговечности элементов машин, ухудшению ремонтопригодности.

Наибольшее количество отказов наблюдается в самые холодные месяцы (рис. 10). По данным Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР, число поломок рессор (1/100 тыс. км пробега) достаточно тесно коррелируется со снижением среднемесячной температуры окружающего воздуха (рис. 11).

Рис. 8. Зависимость пусковых износов двигателей от температуры:
1 — по Е. А. Чудакову; 2 — по О. В. Ды-бову; 3 —до В. П. Кариицкому; 4— по Л. Л. Демьянову; 5 — по Г. С. Лосавио; 6— по И. А. Туркевичу; 7 -по А. А. Гу-рееву; 8— по Г. С. Савельеву

Рис. 9. Общая схема воздействия низких температур на показатели надежности машин

Рис. 10. Распределение количества отказов по месяцам года:
1 — двигатель; 2 — подвеска; 3 — рулевой механизм (Якутский филиал СО АН СССР)

Причиной поломок рессор является хладноломкость, возникающая при воздействии на материал низких температур. Из сказанного следует, что необходимо проведение комплекса мероприятий, направленных на повышение надежности работы автомобилей при низких температурах.

Влияние низких температур на состояние агрегатов автомобиля

При небольших скоростях вращения коленчатого вала дизельного двигателя резко снижается давление впрыска, производимое форсунками и особенно насосами-форсунками, что вместе с возросшей вязкостью топлива, ухудшает его распыление и смесеобразование, нарушает нормальные условия воспламенения рабочей смеси из-за потерь тепла на нагрев стенок цилиндров и недостаточной компрессии.

Каждый пуск двигателя зимой без предварительного разогрева приводит к весьма интенсивному образованию износов основных деталей: цилиндров, поршневых колец, шеек коленчатого вала и др.

Можно считать, что за амортизационный срок службы двигателя около 70% износов его деталей вызвано пуском холодного двигателя.

В случае пуска и работы непрогретото двигателя, особенно под нагрузкой, поступающее в цилиндры холодное топливо полностью не сгорает и частично оседает на деталях. Холодный воздух, поступающий в цилиндры, (переохлаждает находящиеся в них топливо и масло и тем самьш увеличивает интенсивность смолообразования, что в значительной степени сокращает срок службы и часто приводит к разрушению основных деталей двигателя.

При разности температур наружного воздуха и топлива, находящегося в баке автомобиля, содержащаяся в воздухе влага оседает в виде инея на свободных от топлива стенках бака, который, попадая в топливо, вызывает резкое увеличение содержания в нем воды. Капли воды, попадающие вместе с топливом в топливопроводы, могут замерзнуть и закупорить каналы и приборы витания ледяными пробками.

В условиях зимней эксплуатации автомобилей ухудшаются также-условия работы механизмов и деталей трансмиссии и подвески.

Разогрев масла в механизмах трансмиссии при эксплуатации автомобилей зимой зачастую производится за счет тепла, выделяющегося от трения при работе под нагрузкой. При этом масло разогревается очень медленно, и до нагрева до температуры 10-15° С шестерни и подшипники работают без достаточной смазки, что повышает интенсивность их износа. Установлено, что износ зубьев шестерен и подшипников главной передачи автомобилей, работающих продолжительное время на масле, имеющем температуру минус 5° С и ниже, в 10—12 раз выше, чем износ этих деталей при работе их в масле, имеющем температуру +35° С и выше.

Понижение температуры окружающего воздуха до минус 5 — минус 15°С приводит к изменению теплового режима работы двигателя, вызывая падение мощности, соответственно 98 и 96% от нормальной.

При значительном понижении температуры охлаждающей жидкости неизбежно увеличивается процент отдачи тепла в окружающую среду поверхностями блока цилиндров, в результате чего не обеспечиваются необходимые рабочие температуры и понижается эффективность работы двигателя. Так, при понижении средней температуры охлаждающей жидкости двигателя с +75 до +35° С потери тепла возрастают на 10%.

В интервале температур воздуха от минус 5 до минус 15° С у двигателя ГАЗ-51, работающего на требуемом тепловом режиме, мощность снижается на 5%, а расход топлива увеличивается на 14%.

Особенности эксплуатации автомобиля в мороз

Каждому владельцу нужно знать, чем опасна эксплуатация автомобиля в сильный мороз. Советы опытных водителей подскажут, как уберечь двигатель от переохлаждения и предотвратить затраты на ремонт.

Как сильный мороз влияет на авто?

Практическими исследованиями установлено разрушительное воздействие низких температур на узлы машины. Механики утверждают, что износ деталей в холода в 10 раз превышает аналогичный показатель в теплый период. Диагностика выявляет проблемные системы, подвергающиеся перегрузкам в сильные морозы.

Проверьте шланги

Гидроусилитель руля – наиболее уязвимая зона машины во время эксплуатации при отрицательных температурах. Чаще всего от чрезмерного переохлаждения рвутся шланги. Такую неполадку можно легко заметить невооруженным глазом. В месте повреждения появляется течь. Обнаружив протекание, нужно на место прорыва наложить хомуты. Фитинги укрепляют шланговую систему ГУР.

Нежная резина и нестойкие стойки

При использовании транспортного средства в сильные морозы могут повредиться стойки. Вышедшие из строя детали подлежат замене. Механики советуют параллельно провести диагностику других элементов подвески. Стоит проверить состояние тормозных шлангов, шаровых опор, тяг управления и резинометаллических шарниров. Подозрительные узлы лучше поменять вместе со стойками.

Повышенному риску при эксплуатации в морозный период подвергаются детали из резины. К их числу относится пыльник, оберегающий подвижные системы автомобиля от попадания механических частиц песка, пыли и уличной грязи. Он защищает от дисперсных крупиц тяги управления, амортизаторы и гомокинетические шарниры.

Свидетельство повреждения резиновой детали – брызги смазки по окружности колеса. Если своевременно не поменять испорченный пыльник и продолжать поездки до лета, на элементах ШРУС образуется налет из песчаных и пылевых частиц. Шарнирную систему придется полностью заменить.

Если ездить на машине в сильные морозы, масло начинает загустевать. С понижением температуры густота смазки повышается. Слишком густая масляная прослойка не может защитить трущиеся детали от преждевременного выхода из строя.

По степени износа узлов автомобиля холодный запуск двигателя сравним со 100-километровым пробегом. А с автоматической коробкой передач 10 км дистанции, преодоленной в заморозки, эквивалентны 2 тыс. пройденного пути в теплое время.

При отрицательных температурах пластмассовые и резиновые детали АКП приобретают повышенную хрупкость. В результате экстремальной нагрузки и загустевшего масла они могут треснуть и порваться. Комплект фрикционов перегревается. А с учетом того, что зимняя езда сопряжена с преодолением сугробов из снега, заносов и частой пробуксовкой, ресурс автоматической коробки снижается в несколько раз.

Механики рекомендуют перед началом движения автомобиля при сильных заморозках прогревать АКП. Это предотвратит преждевременный износ и увеличит срок эксплуатации автомата.

Аккумулятор

На морозе батарея быстро разряжается, емкость уменьшается. При -20ºС во время ночной стоянки теряется до 40% заряда. В результате стартер запускается с трудом. Переохлажденный аккумулятор с большим усилием снабжает током насос, подающий топливо. Даже при вращении коленвала автомобиль может не завестись. Причина – свечи зажигания, залитые горючим из-за недостаточной мощности разряженной АКБ для воспламенения топливной смеси от искры.

Механики советуют для снижения потери заряда в морозные ночи хранить батарею в тепле. Для этого нужно снять аккумулятор и отнести в дом.

Коварный бензин

Топливо сквозь термические зазоры в поршневых кольцах попадает в картер. При этом ухудшаются эксплуатационные качества моторной смазки.

Некоторые ошибочно полагают, что присутствие бензина в масле для автомобиля безопасно. При нагревании он постепенно испаряется. Но при диагностике топливной системы обнаруживаются неисправности. Обоснование – при смешивании с горючим изменяются характеристики двигательной смазки, и трущиеся детали работают «всухую». Для решения проблемы нужно полностью слить старое масло и заправить машину новым. Одновременно можно заменить залитые свечи.

Утеплитель под капот

Некоторые водители пытаются уберечь двигатель от чрезмерного переохлаждения при сильных заморозках, накрывая его на ночь теплоизолятором. Доступный по цене и свойствам материал – резаный войлок. С его использованием силовой агрегат сохраняет тепло до 4 часов.

Преимущества войлочного утеплителя:

• высокая плотность;
• прочность, допускающая многократное применение;
• низкая стоимость;
• возможность покупки в любом автосервисе.

Главный недостаток такого теплоизолятора – повышенная пожарная опасность. Материал легко воспламеняется и быстро сгорает, открывая огню доступ к двигателю.

Страдает также и кузов

Кузовные детали тоже подвержены негативному влиянию отрицательных температур. Увеличивается жесткость подвески, рессоры и другие эластичные элементы затвердевают. В результате усилия, передаваемые от дороги, возрастают. В зонах соединения амортизаторов с кузовом наблюдаются разрушения.

Почему зимой надо прогревать двигатель автомобиля?

Из интернета, журналов для автолюбителей, телевидения и других СМИ на водителя обрушивается поток противоречивой информации. По утверждениям одних источников, перед запуском в сильные заморозки силовой агрегат автомобиля нужно подогреть. Другие полагают, что этого делать нельзя.

Количество положительных моментов, сопровождающих прогрев мотора зимой, превышает число недостатков.

Безопасность

Одновременно с нагреванием переохлажденного двигателя тает снег и ледяная корка, покрывающие окна машины. Водителю остается включить «дворники» для удаления остатков талой воды.

Если не разогреть транспортное средство перед началом поездки, повышается вероятность попадания в ДТП. Причина – ограниченный обзор из-за покрытых льдом боковых передних и лобового стекол. Чтобы контролировать движение нужно хорошо видеть дорогу и внимательно наблюдать ситуацию.

Износ мотора

Отрицательные температуры вызывают уменьшение размеров металлических фрагментов автомобильного двигателя. При холодном запуске происходит резкое повышение нагрузки на силовой агрегат. Не успевшие обрести первоначальное состояние детали подвергаются ускоренному износу.

Чтобы не пришлось преждевременно менять металлические элементы, перед началом движения мотор нужно прогреть.

Аккумулятор

При остывании батарея начинает быстрее отдавать накопленный заряд источникам потребления. Это приводит к падению эффективности работы аккумулятора. Вероятные последствия – уменьшение плотности электролита, вызывающее снижение ресурса АКБ.

Поэтому некоторые водители в качестве альтернативы локального обогрева стекол пользуются электрическим подогревателем, повышающим температуру в салоне. Тепло проникает во все узлы и системы автомобиля. При этом нагрузка на аккумуляторную батарею уменьшается. В результате снижается необоснованное расходование заряда. Срок эксплуатации источника питания увеличивается.

Густое моторное масло

Использование транспортного средства для зимних поездок вынуждает водителей обратить первоочередное внимание на состояние смазочной системы. При понижении температуры до отрицательных показателей повышается вязкость смазки. При сильных заморозках густеет даже синтетика. На первых минутах после запуска автомобильного двигателя масло не способно работать эффективно, теряются его смазывающие свойства.

В результате ускоряется износ трущихся элементов силовой установки, не получающих достаточного количества качественной смазки. Плавно запуская мотор на холостом ходу, не придавая больших нагрузок, можно выделить время на прогревание масла. При снижении вязкости улучшается текучесть смазочного материала, обеспечивающая равномерное распределение между подвижными деталями.

Расход топлива

На правильную работу непрогретого силового агрегата в морозы расходуется большее количество горючего, чем в стандартных условиях. Причина – затрудненное образование воздушно-топливной смеси при низких температурах. Негативному влиянию холодов сильнее подвержены дизельные двигатели.

Создание искры, воспламеняющей топливо, требует от мотора высоких нагрузок. Большая часть усилий расходуется на преодоление сопротивления морозного воздуха и вязкости горючего.

Салон автомобиля

Для сохранения здоровья нужно прогревать салон перед посадкой. Поездка на холодном сидении может негативно отразиться на организме, став причиной заболеваний, вызванных переохлаждением. Лучше пораньше выйти из дома и включить обогреватель, чем лечить хронический цистит или другие болезни.

Запрещено направлять потоки нагретого воздуха изнутри на обледеневшие стекла. Это может спровоцировать увеличение мелких трещин и привести к повреждению окон. Поэтому теплыми атмосферными массами вначале рекомендуется прогреть салон.

Как правильно прогреть машину зимой?

В некоторых ситуациях обойтись без личного транспорта невозможно. Например, если нужно срочно попасть на деловые переговоры, назначенные в противоположном конце города. Для безопасной и комфортной поездки в сильные морозы механики советуют уделить 20 минут на прогрев автомобиля.

Подготовка двигателя к запуску

Начальный этап – подготовка силового агрегата к запуску. Порядок действий:

1. На короткое время включить ближнее освещение. Через 30 секунд работающие фары оживляют застывший аккумулятор. Функциональность батареи восстанавливается.
2. Перевести рычаг управления в положение, соответствующее нейтральной передаче.
3. Плавно выжать сцепление. В результате стартер ограждается от контакта с КП и коленвалом.

В дизельном двигателе можно задействовать свечи подогрева горючего. При нагревании топлива повысится температура силовой установки.

Запуск мотора

Запуск мотора в сильные морозы требует от водителя терпения и настойчивости. При неудачной первой попытке не стоит разряжать батарею, безрезультатно прокручивая стартер. Нужно выждать 30 секунд, необходимых для восстановления аккумулятора и повторно попытаться завести автомобильный двигатель.

Начало движения

О достаточной степени прогревания силового агрегата свидетельствует падение количества оборотов в минуту до нормативных параметров, указанных в технической документации транспортного средства. В большинстве автомобилей хорошо нагретый коленчатый вал прокручивается с частотой 1000 об./мин.

Как только показатель нормализуется, можно начинать движение. Неприятный факт для любителей быстрой езды – скорость нужно наращивать постепенно. В первые 20 минут позволительно двигаться при 40-60 км/час. Это позволит охлажденному двигателю плавно достичь эксплуатационной температуры, предотвращая преждевременный износ узлов и деталей.