Греть или не греть? — журнал За рулем

Скажем сразу: в Европах за попытку погреть мотор под окном соседа взгреют тебя самого — выхлоп на прогреве очень токсичен. Поэтому с точки зрения эколога вопрос не имеет смысла. А вот инженер, особенно российский, начнет загибать пальцы и вспоминать разные технические страшилки.

СТУДЕНЬ В ПОДДОНЕ

Вязкость масла на морозе резко увеличивается. А ведь оно всегда присутствует и в узлах трения двигателя, и в масляном насосе — вспомните, с каким трудом разгоняется мотор в первые секунды после старта. Но большие силы трения, с другой стороны, ускоряют прогрев масла в узлах трения — ведь вся мощность механических потерь выделяется в виде тепла. Кому непонятно, пусть быстро потрет сухие ладони одну о другую. Теплее стало? Вот и в моторе так. Поэтому уже после первых натужных оборотов двигатель начинает крутиться значительно легче — он сам себя разогревает трением.

Но в поддоне слишком вязкое масло все еще остается эдаким студнем, а это угрожает двигателю масляным голоданием (масло не успевает стекать с маслоприемника и насос хватает воздух). Мотор уже работает, нагрузки на узлы трения довольно велики, а смазки еще нет! Из-за этого резко убыстряется износ, причем тем быстрее, чем выше частота вращения коленчатого вала.

ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ КОШМАР

Холодный пуск очень не нравится поршням: тут они испытывают огромный перепад температур — градусов двести! Если поверхности поршня за считанные секунды разогреваются примерно до 150°С, то у колец, контактирующих с холодным цилиндром (считай, антифризом), все еще царит устойчивый «минус». Для сравнения — у прогретого двигателя разница температур не превосходит 50–70°С. Перепады температуры вызывают рост термических напряжений — от них больше всего страдают межкольцевые перемычки поршня. Ведь на них, кроме термических напряжений, действуют резко возросшие силы трения поршневых колец — и перемычки не выдерживают. По схожим причинам холодный пуск недолюбливают и межклапанные перемычки головки цилиндров.

Хотя основной объем масла студнем стоит в поддоне, в канавках поршня его всегда хватает: и в мороз, и в жару. Если оно посредственного качества, да в придачу минеральное, то при разложении дает очень опасные отложения — лаки, «приклеивающие» поршневые кольца к канавкам. Кольца залегают, то есть теряют подвижность, чему немало способствует именно холодный пуск.

А залегшие кольца — это уже совсем плохо. Во-первых, именно они, а вовсе не износ, служат основной причиной падения компрессии. А во-вторых, при залегании нарушается температурный баланс всей цилиндропоршневой группы, поскольку кольца плохо контактируют с цилиндром и не отводят тепло. Отсюда и до задиров поршня недалеко. Двигатель трясется на холостых, пускается с трудом, дымит характерным сизым выхлопом. Вдобавок резко растет давление картерных газов, с которым вентиляция картера может и не справиться.

Отложения в камере сгорания — тоже не подарок! Сажа — крайне плохой проводник тепла, поэтому прогрев двигателя с «грязной» камерой сгорания идет медленнее. Она провоцирует и детонацию, и калильное зажигание. И чем дольше и холоднее зима, тем больше двигатель зарастает этой грязью.

При низких температурах на поверхности цилиндра непрогретого двигателя конденсируется водяной пар. И будет конденсироваться до тех пор, пока температура цилиндра не поднимется выше точки росы. Ну и что? Да то, что в двигателе при сгорании выделяются всякие соединения серы, особенно в дизеле. И окислы азота присутствуют. А они могут соединяться с водой и давать слабенькие кислоты — серную и азотную. Поэтому темп термохимической коррозии деталей при холодном пуске растет — и тем сильнее, чем дольше прогревается мотор.

ПЕРЕРАСХОД

Теперь о последствиях для окружающей среды и… кошелька водителя. Чтобы добиться устойчивого воспламенения холодной смеси, ее приходится сильно обогащать. Это плохо, поскольку токсичность выхлопа при работе на богатой пусковой смеси на порядок (!) выше, чем у нормального, горячего мотора. Холодный зимний воздух прижимает это ароматное обла

Нужно ли греть мотор в октябре? — журнал За рулем

Прогревать ли современный мотор? Представители мирового автопрома стараются избегать таких дискуссий: слишком сильно техника перемешана с политикой. А мы выскажем свое мнение.

Абсолютный лидер среди всех зарулевских тем — это споры о прогреве мотора. Так надо ли его греть? Или это — дремучая забава для старорежимных дедушек, привыкших ездить на ГАЗ-21?

Если пробежаться по отзывам на предыдущие публикации — например, вот здесь, то станет ясно: споры еще долго не утихнут. Любопытно, что при этом вовсе не идет борьба диаметральных мнений — типа «Вы за красных или за белых?»: радикально расходящихся высказываний гораздо больше. Одни заявляют, что им наплевать на экологию, экономию и ресурсы — главное, чтобы в салоне было тепло, а для этого, мол, надо ставить предпусковой подогреватель. Другие вообще не желают слышать о прогревах в XXI веке: дескать, сел — и поехал. Третьи не понимают, о чем спор: обязательно надо греть! Четвертые расписывают подробный алгоритм прогрева… А самые недовольные ничего не предлагают, но уверенно обвиняют автора в отсутствии мозгов и даже в покушении на закон сохранения энергии! Ну и так далее.

Споры спорами, а «октябрь уж наступил…» В Москве после захода солнца обещают до —6°C, на Урале до —7°C, на юге Западной Сибири до —10°C. В общем, в прогнозе погоды в ближайшие полгода уверенно будет употребляться словечко «минус». Так что может сказать автор насчет необходимости прогрева мотора хотя бы в октябре?

Кому нужно прогревать мотор?

Материалы по теме

Автор по образованию — инженер. А по складу характера имеет глупость любить технику. Поэтому он ответит так. Если вам безразлично, что происходит в потрохах автомобиля при холодных пусках, если вы не собираетесь каким-то образом облегчать его жизнь, и если вам наплевать, как долго проживет машина, то греть, конечно же, ничего не нужно! Сел, пустил мотор, поехал — всё! Кстати говоря, именно так отвечают на вопрос «Греть или не греть?» представители любых заводов-изготовителей.

Если вышесказанное не имеет к вам отношения, то мое «октябрьское» мнение такое. Нужно пустить мотор, потом немножко, меньше минуты, постоять на месте под благовидным предлогом (порыться по карманам — не забыл ли что-то, пристегнуться, посмотреть в зеркала, посмотреть на экран мобильника и т.п.). Почти каждый водитель все равно делает это, но зачастую до пуска мотора, а не после. Экология жилого массива, где стоит машина, при этом сильно не пострадает. К тому же закон запрещает лишь стоянку с работающим мотором, а потому пяток минут у вас точно есть. Но столько и не требуется: крещенских морозов в октябре практически не бывает… Можно потихоньку трогаться в путь, не пытаясь при этом состязаться с кем-то в динамике, скорости и т.д. В таком режиме мотор прогреется гораздо быстрее, чем на задаваемых контроллером оборотах холостого хода во дворе.

Греть или не греть холодный двигатель? — Энциклопедия журнала «За рулем»

В инструкции к новым иномаркам указывается, что прогрев холодного двигателя не нужен: сел в холодную машину, завелся и – в путь! Для того, чтобы понять , так ли это, и нужен ли прогрев, надо увязать три фактора: экологию, экономику и ресурс двигателя.

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.

Три варианта прогрева двигателя Евро-4 – на стоянке, в движении и комбинированный. Резкое падение токсичности за нейтрализатором свидетельствует о том, что он запустился. Казалось бы, разница между вторым и третьим способом небольшая, но если учесть различие в расходе отработавших газов, то преимущество комбинированного варианта становится очевидным.

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 сразу после пуска отправиться в дорогу? На 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.

Через те же три минуты у «Евро-4» все было куда приличнее..
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, больший 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.

Через две минуты после запуска у автомобиля «Евро-1» показания токсичности на газоанализаторе зашкаливали.

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 ррм. 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 ползут их толпы…

Так меняется токсичность двигателей при прогреве на стоянке. Даже холодный мотор Евро-4 отравляет природу куда меньше его допотопного собрата Евро-1, однако запустить реакции в катализаторе на холоде и без движения и ему не удается.

СМЕРТЬ МОТОРУ…

О том, что при пуске и прогреве резко растет износ двигателя, 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 ресурс мотора 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?

Выбитые межкольцевые перемычки, зависшие клапаны – все это может быть следствием резкого старта непрогретого мотора. И случай не гарантийный!

ВСЕ-ТАКИ ГРЕТЬ

Мы считаем, что именно третий вариант является самым 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 вкладыши 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…

Александр Шабанов

Назад

«Греть» или не «греть» двигатель?

Зима — особое время года для отечественного автолюбителя. Каждый из нас сталкивается с целым рядом проблем, будь то трудности с запуском двигателя, сохранность и работоспособность аккумуляторной батареи и других агрегатов. И неизменно встает вопрос, следует ли прогревать двигатель зимой? Споры на эту тему разгораются на автофорумах каждый год при приближении холодного времени года. Сторонники прогрева двигателя утверждают, что прогретый двигатель при движении менее подвержен износу. Однако, стоит отметить, что серьезных исследований данного вопроса никакими авторитетными экспертами не проводилось и реального подтверждения данному утверждению нет.

В европейских странах прогревать двигатель под окнами жилых домов не принято. Во-первых шум, во-вторых борьба за экологию. У нас же в стране, все разумеется, иначе.

 

Работа на холостом ходу

Давайте разберемся с доводами сторонников прогрева двигателя. При низких температурах на улице масло в поддоне и масляной системе двигателя также будет холодным. И нескольких оборотов двигателя не хватит, чтобы поднять температуру масла до рабочей. Отсутвие масла грозит поршневой группе и цилиндрам повышенным износом, что при длительной эксплуатации в таком режиме в конечном итоге приведет к дорогостоящему ремонту.

Но и у данного способа есть существенные минусы.

Обратите внимание! Если вы прогреваете двигатель в холодную погоду, то будьте готовы к резкому увеличению расхода топлива. И если на токсичность выхлопных газов многим у нас в стране, к сожалению, наплевать (а чего, чай не европы там всякие), то о потерях в деньгах многие могут задуматься. И есть от чего, ведь 10-минутная работа двигателя на холостом ходу в данном случае будет равна по расходу топлива нескольким километрам пути.

 

Теплый салон зимой

Следует отметить несколько важных моментов:

• практически все современные автомобили оснащены разнообразной «умной» электроникой;
• прогрев двигателя помимо всего прочего сулит большой расход топлива и проблемы с токсичностью выхлопа;
• идеальный вариант найти трудно.

Прежде всего, прогрев двигателя – скорее дань традиции, чем реальная польза автомобилю. Обычно о полезности данного действия никто даже не задумывается. Мы просто привыкли, что зимой перед поездкой, необходимо «прогреть машину». Видимо, такая традиция пришла к нам еще с советских времен, когда чтобы завести карбюраторный автомобиль действительно приходилось приложить немало усилий. Современные модели автомобилей с электронными системами впрыска топлива гораздо менее требовательны в этом плане.

Обратите внимание! Современные электронные системы впрыска топлива способны автоматически регулировать некоторые параметры работы двигателя. Система оптимально распределяет нагрузки и по факту «прогрев двигателя» проводится автоматически

 

Правильный прогрев двигателя

Так все-таки греть или не греть? Ответ как всегда лежит в «золотой середине». Прогревать двигатель все-таки необходимо, но следует делать это правильно. Оставлять автомобиль с заведенным двигателем на 10-20 минут не нужно. Так вы нанесете ему больше вреда, чем пользы.

Обратите внимание! Инжекторные машины можно прогревать на холостом ходу 1-2 минуты, карбюраторные – немного дольше. После этого можно начинать движение. Пусть вас не пугает, что двигатель не прогрелся до рабочей температуры, на самом деле этого и не нужно. Достаточно прогреть до 40-50 градусов, а этого как раз можно добиться за указанное выше время.

Начинайте движение плавно и аккуратно. Не раскручивайте двигатель до максимальных оборотов первые пару километров. Через некоторое непродолжительное время масло разогреется, тормоза раскачаются, прогреется антифриз и в салон начнет поступать теплый воздух. После этого уже можно двигаться более свободно, в привычном вам режиме.