Износ двигателя
Основной вопрос этой статьи — а не приводит ли езда на низких оборотах к преждевременному износу мотора? И, какие режимы самые «износообразующие».
Постановка экспертных испытаний, в целом, понятна. Двигатель – один и тот же: ВАЗовский «восьмиклапанник». Стенд, аппаратура, бензин и несколько канистр масла – каждый цикл испытаний требует его замены. Задача простая – надо «проехать» одно и тоже расстояние, с одной скоростью, но используя различные режимы работы двигателя. На разных передачах…
Как этого достичь? Ехать можно на одной и той же скорости, поддерживая обороты двигателя и 1500, и 2500, и даже 4000 об/мин. Чем выше обороты – тем ниже передача, важно, чтобы мощность, выдаваемая мотором, была бы одинакова. На стенде это сделать просто – крутящий момент измеряем по динамометру, обороты известны – следовательно, и мощность знаем. «Скорость» множим на моточасы, которые мы тоже фиксируем – вот вам и пробег.
С износом сложнее – придется каждый раз, после наработки двигателя на фиксированном режиме заданного времени, мотор разбирать и взвешивать основные детали, образующие узлы трения, это вкладыши подшипников и поршневые кольца. Плюс к тому – дополнительный промежуточный контроль, который будем проводить, определяя содержание продуктов износа в пробах масла. Нашли хром – стало быть, изнашиваются первые поршневые кольца; обнаружили железо – цилиндры и шейки вала; появилось олово – оно определит скорость износа вкладышей подшипников (поскольку входит в состав антифрикционного слоя); алюминий – следствие износа поршней и подшипников распределительного вала.
Двигатель отработал на заданных постоянных режимах с примерно одинаковой мощностью по 50 моточасов на каждом. Немного для ресурса, но мы получаем скорости износа, а дальше простой экстраполяцией оцениваем и примерный ресурс мотора. При этом обороты двигателя на циклах испытаний меняли от 1200 до 4000, то есть больше, чем в три раза. А потом нагрузку на мотор увеличили – и еще раз прогнали цикл. А потом – еще… Получилась объемистая таблица, где для каждой точки режима была записана своя скорость износа, причем разделенная по узлам – подшипникам и кольцам.
Так меняется средняя скорость износа первых поршневых колец двигателя при изменении режима работы
«Черные зоны» активного износа обнаружились сразу. Самые серьезные — когда на малые обороты накладывается большая нагрузка, и с высокой температурой масла. Скорость износа в таком режиме максимальна – как для подшипников, так и поршневых колец с цилиндрами. У двигателистов эта область называется зоной буксировочных режимов.
С ростом оборотов зона износа сразу стала уменьшаться и где-то при 1800 об/мин – исчезла. Все узлы трения «всплыли» на масляные пленки, прямой контакт между поверхностями деталей исчез – и с ним и скорость износа обратилась практически в ноль. Но надо понимать, что ноль скорости износа на графиках, не означает, что его нет, просто износ на этих режимах меньше погрешности измерения. На практике, конечно, не совсем так. Микрочастицы пыли, продуктов износа, сажи, проскочившие масляный фильтр, дадут какой-то износ и здесь.
А так – вкладышей шатунных подшипников
С увеличением частоты вращения коленчатого вала, зона износа снова начинает появляться и расти. В нашем случае – уже где-то с режимов 3800 об/мин при большой нагрузке, и дальше – прогрессирует. Причем, здесь износ подшипников и поршневых колец с цилиндрами ведет себя по-разному. Быстрее всего высокие обороты начинают чувствовать подшипники коленчатого вала. Почему? Дело в том, что с ростом оборотов резко увеличиваются нагрузки на подшипники – давление инерционных сил от оборотов зависит в квадрате. А вот кольца свой износ снова получают с больших частот вращения – где-то с 4500 об/мин, и там это связано в основном с ростом температуры масла.
Где же наиболее благоприятная зона эксплуатации мотора? У испытанных нами вазовских «восьмерок» (неважно, карбюраторных или впрысковых, восьми- или шестнадцатиклапанных), зона оптимальных оборотов, при которых мотор способен воспринимать любые нагрузки без какого-либо ущерба для себя, составляет примерно 2000…3000 об/мин. Тут мы учитываем, что исходное состояние двигателя может быть разным, да и моторные масла – тоже… Принцип простой – чем больше изношен двигатель, тем выше нижняя и тем ниже верхняя границы зон безызносной работы. Чем выше вязкость масла, тем с более низких оборотов можно безопасно грузить мотор. Но точных цифр нет – очень это индивидуально.
А как это соотнести с моторами другой размерности? Тут есть одна зацепка… В принципе, узлы трения мотора чувствуют не обороты, а линейные скорости перемещения поверхностей деталей. Есть такой параметр мотора – средняя скорость движения поршня, это произведение хода поршня на частоту вращения коленчатого вала, деленное на тридцать. Тот диапазон, который мы получили, примерно соответствует средним скоростям поршня 5…7 м/с. Это значит, что для «длинноходовых» двигателей, которых ход поршня больше диаметра, зона оптимальных режимов сместится в область более низких оборотов. Отсюда – и их «эластичность». У «коротокоходных» зона оптимальных режимов сместится в область более высоких оборотов.
Кстати, именно этот диапазон изменения средних скоростей поршня обычно закладывают для определения основных зон эксплуатации двигателей с большими ресурсами. Судовых дизелей, дизель-генераторов и т.д.
Так что – берите свою размерность, выполните элементарные действия, и приблизительно получите свой диапазон безопасных оборотов. Но это так, приблизительно…
А в целом, вывод понятен. Мотору вредны как низкооборотные режимы с тяжелыми нагрузками, так и экстремальные обороты. Александр Шабанов
Изначально новые вкладыши отработали на низких оборотах с большой нагрузкой. Износы не замедлили проявиться.
Весы точно покажут, какая часть вкладыша «ушла» в масло
Кольца также жестко контролируются по массе
Надо ли прогревать современный двигатель
Много лет водители спорят о том, нужно ли прогревать двигатель перед поездкой? В холодное время года на старом карбюраторном автомобиле сразу, без прогрева, особо не поедешь: смесь сгорает не полностью, машина дергается, ехать на такой тяжело, да и небезопасно. Современный автомобиль, как бензиновый, так и дизельный, гораздо умнее предшественников: электроника сама увеличивает подачу горючей смеси во время прогрева, а затем постепенно снижает концентрацию. Большинство автопроизводителей сейчас прямо пишет в инструкции, что прогрев не нужен, можно разу же отправляться в путь. С другой стороны, некоторые эксперты высказывают мнение, что такие старты губительно сказываются на состоянии мотора. Давайте разберемся, в каких случаях нужно прогревать двигатель, а когда можно без этого обойтись?
Этапы прогрева
Прогрев двигателя идет неравномерно. Сразу же после старта увеличивается температура поршней, цилиндров и головки блока. Они нагреваются не мгновенно, поэтому начальный промежуток времени вредит двигателю — нагретый поршень скользит по еще холодным стенкам цилиндра. Если в этот момент энергично давить на газ, то существует реальная опасность деформирования канавок в цилиндре, что в конечном итоге приводит к снижению компрессии и постепенному выходу мотора из строя.
Охлаждающая жидкость постепенно прогревается – именно ее температуру мы видим на датчике, расположенном на панели приборов. Моторное масло, которое за время стоянки стекло в катер, нагревается позже. Причем при низкой температуре оно становится густым, текучесть снижается. В результате получается, что силовой агрегат некоторое время работает в режиме масляного голодания и это повышает его износ.
С точки зрения экологии стоит учесть, что холодный двигатель даже на холостом ходу работает на обогащенной смеси, которая сгорает не полностью. И нейтрализатор выхлопных газов эффективно действует также в нагретом виде. Поэтому первые минуты транспортное средство чадит нещадно.
В поисках компромисса
Плюсы и минусы разных видов прогрева мотора озвучивались неоднократно. Рассмотрим три варианта старта после холодной ночевки.
- Действуем так, как предлагает инструкция: повернул ключ зажигания и сразу же поехал. Мотор ощущает все недостатки холодного старта, но все же есть один плюс – при движении двигатель эффективно прогревается, поэтому быстрее оказывается в благополучной зоне. В любом случае, начинать движение нужно аккуратно, без резких рывков. Противопоказаны как резкие ускорения, так и буксование в снегу, что часто случается при старте в зимнее время. Опасно сразу же выезжать на скоростную трассу и развивать высокую скорость. Нарушение этих правил приводит к повышенному износу не только двигателя, но и ряда других узлов и агрегатов, в которых замерзла смазка и другие технические жидкости.
- Греем до тех пор, пока температура двигателя не приблизится к рабочей – около зеленой зоны на шкале приборов. В холода нужно дать поработать минут 15-20. Обидно терять время и топтаться у машины, также стоит учесть, что все это время в выхлопную трубу вылетают деньги! Холостые обороты повышены, из-за чего мотор потребляет больше обычного. Опять же не стоит забывать об экологии: бесцельно коптить небо неприлично, а в жилых зонах вообще запрещено Правилами дорожного движения.
- Третий вариант – компромиссный между первым и вторым. Ждем минуту-две, за это время как раз можно успеть смести снег, почистить стекла и фары. Затем аккуратно трогаемся, соблюдая все рекомендации, изложенные в первом пункте, и не торопясь едем по маршруту.
Ряд экспериментов показал, что именно третий, компромиссный вариант, наиболее предпочтителен. В этом случае в момент старта моторное масло уже немного прогрелось и обволакивает соприкасающиеся поверхности. Такой подход увеличивает срок службы двигателя. Что касается расхода топлива, то последний способ не самый экономичный и слегка уступает первому. Однако разница незначительна даже при небольших поездках длиной 10-20 км. Если же путь длиннее, то ее практически не видно.
Резонный вопрос: почему производители молчаливо разрешают «холодный пуск» в инструкциях к автомобилю? Все потому, что никто не хочет признаваться в возможных повреждениях двигателя – каждая марка считает, что у нее под капотом только надежные агрегаты. Также мало правды в словах про «необслуживаемые» коробки передач.
Температура за бортом
Задавая вопрос, нужно ли прогревать двигатель зимой, давайте уточним, о какой температуре идет речь. При плюсовой температуре прогревать машину нет смысла, можно сразу же отправляться в путь. Небольшие отрицательные температуры подразумевают действия по первому (без прогрева) либо по третьему (с коротким прогревом) вариантам.
При сильных морозах, ниже -15-20 С0, без длительного прогрева не обойтись. И здесь становятся актуальными вопросы комфорта и безопасности. Стекла промерзшей машины покрываются инеем от дыхания сидящих в салоне людей. Обогрев недостаточно эффективен и проблемы не решает. Есть, конечно, вариант: ехать в мороз с открытыми окнами. Но это чрезвычайно некомфортно. На некоторых автомобилях установлены лобовые стекла с обогревом, которые облегчают жизнь. Но даже в этом случае замерзают боковые стекла, да и находиться в промерзшей машине не особо приятно. Так что в мороз становится уже не до экологии и экономии – машину нужно хорошо прогревать. При этом лучше активировать внутреннюю циркуляцию воздуха и не направлять теплый поток на лобовое стекло, поскольку оно может треснуть. Решая вопрос: до какой температуры прогревать двигатель зимой – исходите из того, чтобы было комфортно в салоне и стекла не покрывались инеем.
Аномальные холода – это уже отдельная тема для разговора. Технологические жидкости густеют, снижаются возможности аккумулятора. В общем, одни мучения. Эксперты считают, что если в средней полосе России температура падает ниже -30 С0, то от поездки лучше воздержаться.
Тяжелое топливо
Дизельный двигатель автомобиля также имеет ряд нюансов в эксплуатации. Это связано с тем, что при понижении температуры парафин, содержащийся в тяжелом топливе, густеет. Парафин забивает фильтры и патрубки, поэтому подача топлива ухудшается либо полностью прекращается. Чтобы топливо не густело, раньше в него добавляли керосин, сейчас используют специальные депрессорные присадки. Существует три вида солярки: летняя, зимняя и арктическая, температура помутнения которых -5 С0, -25С0 и -35С0 соответственно.
Также в продаже есть специальные антигели, которые не дают густеть парафину.
Владельцам дизельных автомобилей стоит зимой заправляться на проверенных АЗС и использовать антигели только известных производителей. А еще перед наступлением холодов имеет смысл пройти профилактический осмотр в профильном техническом центре ГК FAVORIT MOTORS. Проблемы могут быть разными. Например, за несколько лет эксплуатации в топливном баке может скапливаться вода и другие отложения. Если воду можно ликвидировать специальными присадками, то желеобразные отложения нужно удалять. Работа непростая, так что лучше поручить ее квалифицированным мастерам ГК FAVORIT MOTORS.
Газовое оборудование
Машины на газовом топливе экономичны и более дружелюбны к экологии, чем их бензиновые и дизельные собратья. Впрочем, у таких машин есть и минусы. Один из них – проблемный старт в морозы. Поэтому при отрицательной температуре мотор таких автомобилей заводят на бензине, а когда охлаждающая жидкость нагреется до 50 С0, переключают на газ. Современное газобаллонное оборудование облегчает жизнь: достаточно ввести параметры критической забортной температуры и цифру, до которой должен нагреться двигатель перед переключением на ГБО. И всё: умная электроника сама отследит, когда в ее понимании наступит зима, и начнет себя вести в соответствии с заложенной программой.
Выбираем помощника
Предпусковой подогреватель двигателя – наиболее эффективное средство от зимних неурядиц. Агрегат заранее нагреет двигатель и салон, водителю достаточно повернуть ключ зажигания и отправиться в путь. Одни предпусковые подогреватели программируются на определенное время, другие можно запускать путем подачи SMS с телефона.
Альтернатива – установка охранного комплекса с удаленным запуском. По сравнению с предпусковым подогревателем есть минусы: снижение угоностойкости автомобиля, длительная работа на холостом ходу.
В техцентре ГК FAVORIT MOTORS квалифицированные сотрудники смогут подобрать вам оптимальный вариант дополнительного оборудования для автомобиля, при установке которого сохраняются все гарантийные обязательства.
