Влияние низких температур на работу двигателя

Основными факторами отрицательного воздействия на ресурс двигателя авто­мобиля являются низкая температура масла, поступление холодного воздуха и топ­лива, понижение общего теплового режима двигателя, увеличение сопротивления шин и трансмиссии, аэродинамического сопротивления. В результате возрастают так называемые пусковые износы и износы в процессе дальнейшей эксплуатации.

Рассматривая повышенные пусковые износы, следует отметить, что сущест­венная их доля приходится не только на период пуска, но и на послепусковой прогрев. В период пуска на сопрягаемых поверхностях деталей двигателя имеется холодная, достаточно прочная остаточная пленка масла.

После нескольких секунд работы двигателя эта пленка разогревается и под одновременным воздействием температуры, механических нагрузок и химически агрессивной среды начинает разрушаться, а новые порции масла поступают в недостаточном количестве, что увеличивает интенсивность изнашивания.

Затем, по мере прогрева двигателя и масла, темп изнашивания снижается. Износы за период пуска и послепускового прогрева, например, дизельного двигателя грузового автомобиля составляют около 7% в общем износе двигателя за время его эксплуатации.

При температуре окружающего воздуха-15 -s—30 °С холодный пуск и работа двигателя в период прогрева дают износ, эквивалентный получаемому при 18-26 км пробега.

Пусковой износ может увеличиваться в 8-12 раз при нарушении режимов послепускового прогрева: раннее форсирование числа оборотов коленчатого вала, длительная работа на малых оборотах холостого хода.

При холодных пусках двигателя происходит интенсивное накопление кон­денсатов бензина и воды в моторном масле, что существенно увеличивает износ цилиндров и поршневых колец.

Источником образовавшегося конденсата является окружающий воздух и продукты горения углеводородного топлива. Поэтому количество конденсата воды определяется начальной температурой и режимом прогрева двигателя, в меньшей степени — влажностью воздуха.

Этот конденсат испаряется из масла медленно, особенно зимой, когда температурный режим дви­гателя понижен.

Конденсат бензина, образующийся при соприкосновении топлива с непро-гретыми деталями двигателя, попадает в масло, в процессе прогрева быстро теряет легкие фракции, которые испаряются. Тяжелые фракции, в том числе соединения серы, сохраняются и накапливаются в моторном масле и усиливают процессы коррозии.

Пониженная температура окружающего воздуха оказывает отрицательное воздействие на двигатель не только в период пуска и послепускового прогрева, но и в начальный период движения.

Это связано с понижением теплового режима двигателя и возрастанием нагрузки.

Так, при температуре охлаждающей жидкости 40 °С темпы изнашивания гильз блока цилиндров возрастают в 4 раза, а при температуре 50 °С — в 2 раза по сравнению с нормальными температурными усло­виями (70-85 °С).

Средняя нагрузка на двигатель при понижении температуры от 0 до -^40 °С может увеличиться на 25% и более в результате возрастания сопротивления качению шин, потерь в трансмиссии и некоторого роста аэродинамического сопро­тивления воздуха, которое существенно при повышенных скоростях движения автомобиля.

Ухудшения условий работы агрегатов и систем автомобиля при низких тем­пературах окружающего воздуха сказываются на распределении отказов в тече­ние года (рис. 22.1) и соответствующем изменении трудоемкости их устранения (рис. 22.2).

Эксплуатация автомобилей при отрицательных температурах сопряжена также с увеличением расхода топлива (рис. 22.

3), которое объясняется неполнотой сгора­ния, связанной с ухудшением испарения и распыления топлива; более длительной работой двигателя на пониженных и неустановившихся режимах и дополнитель­ными затратами топлива на прогрев двигателя; повышением сопротивления в агрегатах трансмиссии из-за загустевания масел; увеличением сопротивления каче­нию колес при движении по зимней дороге и аэродинамического сопротивления вследствие повышения плотности воздуха. Особенно значительные расходы топ­лива связаны с прогревом двигателя и шин после длительной стоянки автомобиля на открытой площадке при низкой температуре воздуха (рис. 22.3 и 22.4).

Суммарные потери топлива за счет стоянок (т.е. на прогрев двигателя на остановке и прогрев агрегатов и шин после стоянки) при типичных режимах движения и температуре окружающего воздуха -40 °С составляют, относительно безостановочного движения, в городе — от 2,6 до 9%, за городом — около 2,5%.

В реальных условиях при низкой температуре окружающего воздуха указанные факторы взаимодействуют и существенно увеличивают расход топлива авто­мобилей. В связи с этим эксплуатационные нормы расхода топлива в зимнее время в зависимости от климатического района увеличиваются на 5-20%.

Диапазон отрицательных температур атмосферного воздуха накладывает свой отпечаток на работу дизельного двигателя и топливной аппаратуры, поскольку температура окружающей среды влияет на вязкость (рис. 22.4) и плотность топ­лива, работу фильтрующих элементов, их пропускную способность и тонкость фильтрации.

Увеличение вязкости ведет к укрупнению капель в факеле, ухудше­нию распыливания и испарения топлива. Топливо с большой вязкостью догорает на такте расширения, что ухудшает экономичность двигателя и повышает дымность отработавших газов. Крупные капли за счет большой кинетической энергии, приобретаемой при впрыскивании, увеличивают длину факела.

Часть топлива попадает на стенки камеры сгорания, ухудшая процесс смесеобразования.

Низкие температуры неблагоприятны и для электростартерного пуска двига­теля автомобиля при хранении его на открытой стоянке или в неотапливаемом помещении.

Затруднение пуска обусловлено прежде всего сложностью создания необходимой частоты вращения коленчатого вала, ухудшением условий смесеоб­разования и воспламенения смеси.

Для обеспечения надежного пуска двигателя должно быть выполнено условие пдв > nmin, где гсдв — частота вращения коленчатого вала, птт — минимальная частота вращения, обеспечивающая процесс подготовки рабочей смеси в карбюраторном двигателе или достаточную температуру конца сжатия в дизельном.

тельных и отрицательных потоков энергии при цикле движения (рис. 22.5) и температуры окружающего воздуха (рис. 22.6).

Дизельные двигатели имеют более высокую минимальную пусковую частоту вращения (для четырехцилиндровых дизелей при -17 °С — 2000 об/мин). При температуре -40 °С и ниже пуск двигателя без его разогрева внешним источником тепла практически невозможен.

При зимнем пуске двигателя существенную роль играет энергия аккумуля­торной батареи (АКБ) и химическая энергия топлива. Энергия АКБ, являющаяся первой составляющей энергетического баланса при пуске двигателя, расходуется на привод стартера.

В свою очередь, стартер производит работу по сжатию возду­ха, преодолению сил трения, преодолению сил инерции. Часть потока энергии АКБ и стартера составляет теплота, которая уходит безвозвратно в окружающую среду (так называемая отрицательная часть).

Эти потери тем больше, чем больше перепад температур между АКБ и стартером, с одной стороны, и окружающей средой — с другой.

Для получения минимальной пусковой частоты вращения стартер должен развивать суммарный крутящий момент

Таким образом, в рассматриваемом диапазоне температур основной составляю­щей минимального необходимого крутящего момента стартера является Мт (от 30 до 59-80%), на втором месте- Мк (15-40%).

Характерно, что моменты Л/к и Mj практически не изменяются с температурой.

Момент же Мт даже в рассмотренном ограниченном диапазоне температур изменяется почти в 3,5 раза главным образом по причине увеличения вязкости масла при снижении температуры.

зультате суммирования энергии АКБ, реализуемой в работе по сжатию воздуха, и химической энергии топлива, в свою очередь, влияет на другие составляющие энергетического баланса двигателя при пуске.

Суммарная энергия, полученная от указанных источников, несколько повы­шает температуру масла и расходуется на снижение потерь на трение.

Однако как температура охлаждающей жидкости, так и температура масла могут быть повышены не только описанным способом (чего при низких температурах крайне недостаточно), но и путем применения внешних источников тепла — подогревателей масла и охлаждающей жидкости.

Получение пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя в большой степени затруднено из-за снижения энергетических возможностей АКБ (рис. 22.7), которое происходит в первую очередь из-за изменения ее внутреннего сопро­тивления (при понижении температуры):

где U — напряжение на клеммах АКБ, В; Е- электродвижущая сила батареи, В; R —внутреннее сопротивление батареи (сопротивление перемычек, пластин, электро­лита, сепараторов), Ом; / — сила тока, А, отдаваемая АКБ.

При понижении температуры Е изменяется незначительно, а произведение IR существенно возрастает из-за увеличения как силы разрядного тока, так и внут­реннего сопротивления АКБ. Сопротивление пластин и перемычек практически не зависит от температуры, а сопротивление электролита, а также внутреннее сопро-

лита на 1 °С емкость АКБ снижается на 1,0-1,5%. При температурах электролита ниже -30 °С батарея не принимает заряд и фактически эксплуатируется разряженной до 50-60% номинальной емкости. Ухудшение условий смесеоб­разования и воспламенение рабочей смеси при низких температурах существенно затрудняет пуск двигателя.

На воспламенение смеси в цилиндрах дизельного двигателя влияет температура всасываемого воздуха, охлаждающей жидкости, масла, электролита и топлива.

Снижение температуры всасываемого воздуха приводит к охлаждению стенок цилиндров и снижению температуры воздуха в конце такта сжатия Тс.

Для надежного воспламенения рабочей смеси в цилиндре дизеля эта температура должна быть выше температуры самовоспламенения топлива на 200-300 °С:

где Та — температура всасываемого воздуха; е — степень сжатия; п — показатель политропы сжатия.

В зимнее время температура всасываемого воздуха снижается. Кроме того, из-за увеличения теплоотдачи находящегося в цилиндрах двигателя воздуха в хо­лодные стенки двигателя уменьшается значение показателя политропы сжатия п. Таким образом, при снижении температуры окружающего воздуха Та уменьшается и, следовательно, ухудшаются условия воспламенения смеси и пуск двигателя.

Эффект снижения температуры охлаждающей жидкости, масла и электролита АКБ у карбюраторного и дизельного двигателей аналогичен.

Какой должна быть рабочая температура двигателя

Многие автолюбители задаются вопросом, какова должна быть оптимальная, то есть рабочая температура двигателя. Вопрос далеко не однозначный и здесь многое зависит от его конструктивных особенностей. Так для любого человека нормальная температура составляет 36.

6 градуса, обеспечивая его владельцу здоровое существование, когда все жизненные процессы протекают без каких-либо отклонений.

Так и для автомобильных моторов есть расчетная температура, при которой они способны работать стабильно, с полной отдачей мощности, в экономичном режиме продолжительное время.

Почему рабочий диапазон нагрева считается оптимальным?

Процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах сопровождается выделением большого количества теплоты, так как температура в камере сгорания составляет порядка 2000 градусов и выше.

В задачу системы охлаждения входит поддержание оптимального теплового режима в диапазоне 80-90 градусов.

Для некоторых типов силовых установок нормальной может быть температура до 110 градусов, чаще на моторах с воздушным охлаждением.

При оптимальном температурном режиме происходит лучшее наполнение цилиндров, стабильный запуск и надежная эксплуатация автомобиля.

Высокая температура

Конструктивно в двигателе предусмотрены тепловые зазоры при нагреве его деталей, когда они подвержены расширению. При нагреве сверх допустимого значения происходит нарушение зазоров, что вызывает интенсивный износ, задиры и различного рода поломки. Помимо этого, наблюдается снижение мощности из-за ухудшения наполнения цилиндров, а также появление детонации и самовоспламенение топлива.

На фото — проверка тепловых зазоров клапанов

Основные причины повышения температуры силовой установки:

• Заклинивание клапана термостата в закрытом положении;

Заклинивший термостат

• Не срабатывает электровентилятор охлаждения радиатора (неисправен электромоторчик вентилятора, перегорел предохранитель, неисправна цепь питания вентилятора, отказ датчика температуры или гидромуфты);

Охлаждающий вентилятор

• Забит радиатор охлаждения;

Забитый радиатор

• • Неисправны клапана в крышке расширительного бачка;
• • Пробой прокладки блока;
• • Течь помпы;
• • Ослаблена натяжка или обрыв ремня привода дополнительных механизмов;
• • Разгерметизация системы охлаждения.

Не набирается рабочая температура

Неполный прогрев также нежелателен.

Поверхность цилиндров не разогрета и топливо соприкасаясь с холодными стенками конденсируется и попадает в картер, разжижая находящееся там масло, что ведет к интенсивному износу как ЦПГ, так и всех пар трения. Основное, это шейки коленчатого вала и вкладыши, а также постель распредвала и сам вал, а также промежуточный (поросенок) и балансирный валы и пр.

Плюс при работе на непрогретом моторе, особенно это актуально в зимний период (большое количество конденсата на внутренних поверхностях ЦПГ) при поездках на короткие расстояния, присадки в масле практически не вступают в работу, не выполняя роль защиты.

Помимо этого, неразогретое масло более загущено и уже не в полной мере подается к парам трения, на стенки цилиндров вызывая их износ, плюс растет расход топлива и соответственно падает мощность силовой установки.

Причины низкой температуры:

1. • Зависания клапана термостата в отрытом положении;
2. • Частые поездки на короткие расстояния;
3. • Термостат или датчик температуры более «холодные», чем предписаны производителем.

4. Рабочий тепловой режим
5. Когда же тепловой режим находится в заданном рабочем диапазоне, то все процессы протекают без каких-либо отклонений, мотору ничего не угрожает и происходит только его естественный износ.

Типы двигателей и температурный режим

• Есть низко и высокофорсированные, а также «холодные» и «горячие» типы силовых агрегатов, где рабочие процессы горения топлива протекают по разным законам.
• Температура срабатывание клапана термостата, когда охлаждающая жидкость получает возможность циркулировать по большому кругу (для охлаждения после снятия температуры с водяной рубашки), собственно и будет оптимальной температурой.
• При этом параметры нагрева будут различны, что напрямую зависит от тарировки заводского термостата и датчика температуры для срабатывания электровентилятора, то есть того, что установил производитель на конвейере.

Термостат

Так для бензиновых двигателей даже одной марки автомобиля, например, модели ВАЗ, где рабочий нагрев охлаждающей жидкости различен для карбюраторных и инжекторных моделей. Здесь опять же все зависит от тарировки термостата, предусмотренной разработчиками и от типа системы охлаждения.

Особенности систем охлаждения и их влияние на температурный режим

Жидкостные системы охлаждения делятся на два типа:

• Открытая;
• Закрытая (герметичная).

Система отрытого типа непосредственно сообщается с наружным воздухом, то есть в систему постоянно может поступать воздух и выходить из нее в виде пара. Температура кипения охлаждающей жидкости составляет 100 градусов.

Закрытая система имеет связь с атмосферой через специальные клапана, вмонтированные в пробку радиатора или крышку расширительного бачка. Выпуска горячего воздуха и пара происходит лишь при сильном увеличении давления в системе.

На фото — система охлаждения закрытого типа

В системе закрытого типа значительно выше давление и температура закипания антифриза, которая составляет порядка 110-120 градусов Цельсия.

Минусом закрытой системы является резкое повышение нагрева мотора в случае разгерметизации системы и отказе клапанов в крышке расширительного бачка. Это вызвано тем, что система находится под большим давлением и в случае разгерметизации большая часть жидкости сразу выбросится наружу.

При неисправности клапанов в крышке бачка жидкость начинает кипеть, что также ведет к критичному перегреву мотора с последующим сложным и дорогостоящим ремонтом.

Экология и ресурс двигателя

Когда в угоду нормам экологии стали поднимать тепловой режим двигателя, для полного сгорания топлива, то оказалось, что нужны и другие масла, так как имевшее место быть масло, просто не может обеспечивать полноценную его защиту при высоких температурах. Это отрицательно сказалось на ресурсе силовых установок, не рассчитанных работать в подобных температурных режимах.

Благоприятный тепловой режим

Оптимальный тепловой режим в пределах 85-90 градусов обеспечивает экономию топлива и минимальный износ деталей в различных условиях и режимах работы.
Для поддержания системы охлаждения всегда в рабочем состоянии рекомендуем периодически проходить ее диагностику для беспроблемной эксплуатации вашего автомобиля.

Как запустить двигатель в мороз

Эксплуатируя автомобиль в зимних условиях, самая большая проблема, с которой сталкивается пользователь — двигатель плохо заводится в мороз. Низкая температура воздуха отрицательно сказывается на работе всех систем двигателя, усложняет поддержание правильного теплового режима и, тем самым, создаёт препятствия для его нормального запуска.

Чтобы дальнейшая эксплуатация автомобиля не привела к череде неприятных последствий (как правило — экономических) пользователь должен понимать всю суть проблемы и уметь применить знания и навыки, дабы облегчить работу двигателя. Что бы знать, как запустить двигатель в мороз — надо понимать, на что влияют низкие температуры.

Когда запускается карбюраторный или инжекторный двигатель, низкие температуры окружающего воздуха, воздействуют на бензин. При этом ухудшается его способность испаряться, а плотность воздуха увеличивается. Это приводит к обеднению горючей смеси и дальнейшим затруднениям для её воспламенения.

В дизельных двигателях под воздействием низких температур повышается вязкость топлива и снижается температура воздушного заряда в цилиндрах. Это негативно сказывается на условиях смесеобразования и самовоспламенения топлива.

Последствия переохлаждения двигателя в процессе эксплуатации

Переохлаждение двигателя в процессе его эксплуатации приводит к ряду негативных последствий. Проблема не только в том, что холодный двигатель не заводится, а так же в негативном влиянии низких температур на детали и составляющие самого двигателя. Основные причины и последствия следующие:

• ухудшение смесеобразования топлива, усиление конденсации, как следствие — увеличение расхода топлива, снижение мощности двигателя;
• разжижение масла в картере двигателя за счёт того, что топливный конденсат смывает масляную плёнку со стенок цилиндров, в итоге — высокий износ деталей двигателя, сокращение срока его эксплуатации;
• повышение вязкости масла из-за низкой температуры в окружающей среде приводит к уменьшению частоты вращения коленчатого вала, результат — сложности при запуске двигателя в сильный мороз.

Основные причины, влияющие на запуск двигателя при минусовой температуре

Причин, влияющих на пуск двигателя в мороз, может быть много. Выделим основные:

1. Недостаточная мощность аккумуляторной батареи.
2. Система питания.
3. Система зажигания.
4. Система смазки.
5. Плохое топливо.

Рассмотрим, как можно решить каждую из вышеперечисленных проблем.

Аккумуляторная батарея автомобиля

Низкая температура окружающей среды влияет на работу всех электронных систем автомобиля. Аккумулятор — первое устройство, на которое ложится основная нагрузка. Под влиянием низкой температуры в аккумуляторной батарее происходит резкое замедление химических процессов, и батарея теряет свою мощность.

• Одним из решений потери мощности аккумуляторной батареи — снять его с машины и принести на ночь домой. Это позволит сохранить его ёмкость и не размораживать утром.
• Если нет желания вынимать аккумулятор из автомобиля — помочь пережить ему холодную ночь и предотвратить замерзание можно хорошо прогрев автомобиль перед постановкой на стоянку. Для этого надо поездить приблизительно полчаса на автомобиле, не выключая двигатель и не включая мощные электронные приборы (такие как музыка, обогрев заднего стекла, печка и др.).
• Немного встряхнуть замерзший аккумулятор — запустить тем самым химические процессы, происходящие в ней.
• Перед запуском двигателя включить дальний свет (на 10 — 15 секунд). В результате химических процессов электролит в аккумуляторе начнёт нагреваться — это приведёт аккумулятор в рабочее состояние.
• «Прикурить» от аккумулятора другой машины.

Для этого, надо выполнить ряд действий:

1. Глушим двигатель машины с «живым» аккумулятором.
2. Снимаем клеммы с «живого» аккумулятора.
3. Соединяем проводами «живой» и «севший» аккумуляторы.
4. Выдерживаем 5 — 10 минут (двигатель автомобиля с «живым» аккумулятором желательно завести).
5. Глушим двигатель с «живым» аккумулятором.
6. Заводим двигатель с «севшим» аккумулятором.
7. Время ожидания 5 — 10 минут, не снимая проводов.
8. Глушим автомобиль с «севшим» аккумулятором.
9. Снимаем провода.
10. Заводим автомобиль с «севшим» аккумулятором.
11. Заводим автомобиль с «живым» аккумулятором.

Если в наличии имеются провода с «клещами», провода с «живого» аккумулятора можно не снимать, а подсоединиться к «севшему» аккумулятору параллельно.

Если все вышеперечисленные действия не помогли, необходимо снять аккумулятор с машины и зарядить.

Система питания двигателя

При попадании в систему питания холодного воздуха двигатель начинает работать с перебоями, перестаёт запускаться. Причина — плохая герметичность шлангов. Для устранения этой проблемы необходимо осмотреть всю систему, обнаружить и заменить шланги.

Интересно, что зачастую проблема запуска в холодную погоду возникает среди современных автомобилей. Виной всему — строгие экологические нормы (Евро-4, 5…). Двигатели, соответствующие этим нормам, работают на обеднённой смеси, что позволяет подавать в цилиндр больше воздуха и меньше бензина. При пониженной температуре окружающей среды такие показатели попросту не дадут машине завестись.

Выход один — перепрограммировать машину у официального дилера на «менее экологические» показатели или установить предпусковой подогреватель (нагревающий элемент, устанавливаемый в двигатель). Разогревающий эффект позволяет запустить двигатель практически в любой мороз.

Система зажигания двигателя

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо использовать свечи, высоковольтные провода и прочее оборудование, рассчитанное на работу при низких температурных режимах. Это позволит обеспечить правильное и бесперебойное зажигание топливно-воздушной смеси.

1. Необходимо проверить натяжение ремня генератора. Зимой ремень будет попросту проскальзывать, не обеспечивая достаточной зарядкой аккумуляторную батарею.
2. У автомобилей с бензиновым двигателем трудности при запуске в холодное время года возникают в связи с плохим состоянием свечей. Нагар, испорченный изолятор, не дают свече хорошей искры для запуска двигателя. Свечи надо проверить, почистить, а при необходимости — заменить.
3. При холодном запуске двигателя трудности могут возникнуть и со стартером. Не стоит крутить двигатель дольше 20–25 секунд. Если, примерно, после трёх таких попыток завести мотор не получилось, нужно подождать несколько минут и повторить попытку снова. Если же завести в мороз машину после десяти таких попыток не удалось, необходимо отбуксировать её в тёплый гараж или бокс и попробовать там.
4. В автомобилях с механической коробкой передач запускать двигатель следует при обязательном включении сцепления.
5. Если автомобиль хранится на стоянке или в гараже, не стоит оставлять его на сигнализации без необходимости. При включённой сигнализации в течение одной недели аккумуляторная батарея может полностью разрядиться.

Система смазки двигателя

Для нормальной и эффективной работы масло должно разогреться до нужной температуры. Загустевшее автомобильное масло сильно затрудняет зимний запуск двигателя. Основные причины того, что масло замёрзло зимой следующие:

• в двигатель залито минеральное или полусинтетическое масло;
• масло выработало свой ресурс и вовремя не заменено.

Дабы избежать таких проблем, необходимо вовремя заменить масло в двигателе, не дожидаясь прихода холодов.

В регионах с низкой температурой рекомендуется применять масла низкой вязкости. Такие смазочные жидкости позволяют стартеру развивать большие пусковые обороты при температуре от —20° до —30°С.

При аномальных морозах масло в двигателе затвердевает, прокачать его по магистралям становится настолько трудно, что стартер при запуске может с этим не справиться. Если замёрзший мотор все же удалось запустить, часто случается так, что проработав пару минут, он заклинивает. Причина: замерзшее масло, выброшенное вначале насосом в магистраль, не заменяется другим.

Под лопатками насоса образуется воздушная яма, на приборной панели горит лампа, предупреждая о «Низком давлении». По всем правилам — эксплуатация автомобиля с такими показателями запрещена, необходимо придумать, как разморозить масло, иначе серьёзных поломок не избежать. Как завести двигатель в мороз, если данная ситуация застала вас в пути:

• В ёмкости нагреть один литр масла до 90-120°С, залить его в двигатель (к маслу, что уже там имеется, подогревая его) и затем стартером всё перемешать.
• Ещё один способ не дать машине замёрзнуть, оставляя её на несколько часов, укрыть двигатель старым одеялом или чем-то подобным. Это позволит согревать мотор довольно длительное время.

Плохое топливо (низкого качества)

Одна из возможных причин трудного запуска двигателя — наличие плохого (не соответствующего требованиям) топлива в бензобаке автомобиля. Чаще всего эта проблема касается дизельных автомобилей. Как ни странно, не все владельцы автомобилей с дизельными двигателями могут понять, почему так происходит, они даже не знают о существовании «зимнего» и «летнего» видов топлива.

При наступлении холодов в некачественном дизельном топливе образуется парафин, который забивает топливный фильтр. Форсунка не может обеспечить двигатель необходимым объемом топлива, что усложняет запуск в холодное время. Для устранения парафина и быстрого запуска двигателя необходимо:

1. Применять современное средство — присадку «Суперантигель» (она обеспечивает высокий проникающий и размораживающий эффект).
2. Если бак автомобиля заполнен летним видом топлива, а неожиданное похолодание вызвало его замерзание, перевезти автомобиль в тёплый бокс на буксире или эвакуаторе.
3. Есть ещё способ: необходимо взять зимний вид топлива (солярку), нагреть её до температуры +40°С. Влить в бензобак автомобиля, не забыв предварительно продумать, как отогреть топливный фильтр автомобиля.

Как действовать после успешного запуска двигателя

После того, как завести двигатель в мороз вам удалось, не торопитесь ехать. Для нормальной работы заведённый двигатель необходимо прогреть. Греть или не греть — каждый для себя решает сам. Заводом-изготовителем рекомендуется при пониженных температурах выждать несколько минут и двигаться, на средних оборотах двигателя, до его полного прогрева.

После достижения двигателем нужной отметки температуры можете продолжать движение в привычном стиле.

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%.

Как погода влияет на настроение двигателя вашего автомобиля

Журнал Каждый автолюбитель наверняка замечал: бывает, автомобиль в буквальном смысле летит над дорогой, а к табунчику в моторе будто прибивается несколько резвых мустангов; в другие дни машина «тупит» и не едет. Этому явлению есть логичное объяснение.

Невероятно, но факт: на настроение двигателей внутреннего сгорания действительно влияет погода. Всё дело в воздухе, который поступает в цилиндры мотора, а именно в его качестве, температуре и давлении.

Топливовоздушная смесь горит благодаря наличию в составе воздуха, а точнее, кислорода, который входит в состав воздуха. Повлиять на качество и объёмы подачи топлива водитель может – достаточно выбрать правильную заправку и нужное октановое число, а также с нужной силой давить на гашетку. А вот с воздухом всё обстоит немного сложнее.

Количество кислорода в воздухе регулирует сама природа – иногда его больше, иногда – меньше. Разбег температуры воздуха может достигать в российских условиях почти сотни градусов (летом воздух прогревается до плюс 30 и выше, зимой – на те же величины в обратную сторону). Влажность воздуха также вносит свою лепту в работу ДВС.

Максимальное количество воздуха, которое может попасть в цилиндры сильно ограничено.

Описать влияние количества кислорода в топливовоздушной смеси на мощность мотора можно буквально двумя словами: чем больше кислорода попадает в цилиндры, тем выше температура горения, а значит, и отдача самого ДВС.

Кислород засасывается во впускной коллектор прямо с улицы – в тех количествах, в которых он доступен. Поэтому первостепенное значение имеет масса кислорода, содержащегося в воздухе.

На этот параметр, в свою очередь, влияют температура и влажность.

К примеру, при нуле градусов в одном кубометре воздуха может содержаться 1,7 кг кислорода, а при +25 – только 1,2. Разница огромна! Машина становится заметно более флегматичной. По умолчанию в воздухе содержится в среднем 78% азота, 21% кислорода и 1% углекислого газа.

Если азот при повышении и понижении температуры почти никак не изменяется, то кислород — сильно расширяется и сжимается. Так, при повышении температуры воздуха с 0 до +30 градусов по Цельсию его содержание в 1 кг воздуха падает на 20%.

Автомобилю, как и человеку, становится трудно дышать.

При повышении атмосферного давления содержание кислорода в воздухе возрастает, а значит, растёт и мощность мотора. Водитель чувствует, что отдача мотора увеличивается, а машина – просто летит.

Этот эффект особенно заметен в горах: чем выше вы будете подниматься, тем больше сил будет терять движок, и наоборот. К примеру, на уровне моря давление составляет 760 мм ртутного столба, а на высоте 100 м — 751 мм. Если подняться до уровня 1 км, давление упадёт до 674,1 мм.

Нетрудно представить, как это скажется на моторе. Каждые 100 метров высоты будут забирать около 1% мощности.

Высокая влажность уменьшает объём содержания кислорода в воздухе. В сухую погоду автомобиль будет ехать бодрее. Объясняется это просто: при повышении влажности происходит вытеснение сухого воздуха и кислорода негорючими парами воды. Это, в свою очередь, снижает отдачу мотора. Также негативное влияние оказывает увеличение соотношения горючее-сухой воздух в смеси.

Однако здесь важно учесть один момент: вода, влияющая на отдачу мотора, — это не капли дождя и не туман. Она находится в воздухе в газообразном состоянии.

Обычная же вода не просто не снижает мощность, но и может её повышать: в конденсированном состоянии она иногда специально применяется для снижения детонации при большом давлении наддува.
Понижение температуры увеличивает плотность воздуха, а значит – и кислорода. Движок обретает дополнительные силы.

Повышение температуры поступающего в двигатель воздуха на 10° F снижает мощность примерно на 1%. Сильно влияет температура воздуха и на турбированные моторы.

Максимальное снижение мощности ДВС можно заметить, поднявшись в ясную жаркую погоду высоко в горы. Там машина будет недополучать кислород по естественным причинам, а датчики, влияющие на смесеобразование, начнут фиксировать повышенное содержание побочных продуктов горения в выхлопе и уменьшать подачу топлива в камеры сгорания в угоду экологическим нормам.

Как бы то ни было, в большинстве ситуаций при эксплуатации автомобиля влияние погоды на мощность настолько незначительно, что его едва ли заметит рядовой водитель. Скорее, потеря или увеличение мощности будут зависеть от настроения самого драйвера, нежели от настроения мотора.

Влияние низкой температуры на пусковые износы двигателей

В Российской Федерации около 80% грузовых автомобилей и другой техники эксплуатируется в зонах с довольно продолжительным холодным периодом. Так, в районах Крайнего Севера России продолжительность зимнего периода превышает 300 дней в год, а температура воздуха опускается ниже -60°С. В районах умеренного климата отрицательные температуры воздуха наблюдаются полгода.

В этих условиях, как правило, хранение техники безгаражное. Такие условия эксплуатации предъявляют высокие требования к надежности подвижного состава автомобильного транспорта, к качеству эксплуатационных материалов и технологическому оборудованию по предпусковой подготовке.

Особенно актуальна эта проблема для двигателей, на которые приходится основная часть отказов, особенно в зимнее время.

Наиболее обоснованное объяснение пусковых износов дал Г.С. Лосавио. Поверхность деталей двигателя (гильз цилиндров, поршневых колец, шеек коленчатого вала, вкладышей) имеет микровыступы и микровпадины. Масло, включающее полярноактивные молекулы, прилипает к поверхности деталей.

Благодаря этому масляная пленка надежно разделяет трущиеся поверхности как в начале трения деталей, так и при их относительном движении с небольшими скоростями, что характерно для пусковых оборотов коленчатого вала.

Эта пусковая масляная пленка в тонком слое обладает при низкой температуре повышенной механической прочностью из-за высокой вязкости.

В других условиях оказываются и трущиеся поверхности, и пусковая масляная пленка в последующий после пуска период прогрева двигателя на холостых оборотах.

При этом частота вращения коленчатого вала существенно выше (в 3-4 раза), но свежее масло еще не подается к поверхности трения из-за ее низкой температуры и высокой вязкости.

Пусковая масляная пленка начинает разрушаться из-за быстрого повышения температуры, снижения вязкости и несущей способности. Эти процессы протекают в двигателе в течение 0,5-2 мин (рис. 2.73), то есть в несколько раз продолжительнее самого пуска (5-15 с).

Во второй, более длительный период прогрева (3-7 мин) двигателя на холостом ходу действуют все разрушительные факторы первого периода. Но в это время уже поступает масло из картера двигателя и температура, и интенсивность изнашивания поверхностей трения снижаются.

Следовательно, основной износ трущихся поверхностей обусловлен суммарным влиянием указанных факторов и происходит в период после пускового прогрева холодного двигателя. Используя эти соотношения и экспериментальные данные нескольких исследователей, была построена кривая (рис. 2.74) пробега эквивалентного одному пуску по износу в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Видно, что в интервале температур от -30°С до +30°С этот пробег, а следовательно, и потеря ресурса, возрастает в шесть раз.

Рис. 2.73. Зависимость времени т запаздывания поступления масла к подшипникам после начала прокручивания коленчатого вала холодного двигателя от температуры t окружающего воздуха

После пуска и прогрева тепловой режим двигателя существенно зависит от температуры окружающего воздуха. Так температура охлаждающей жидкости в двигателях КамАЗ-740 при температуре окружающей среды +20°С составляет в среднем 86°С, а при температуре окружающего воздуха -20°С в среднем 68°С. Это также существенно сказывается на интенсивности изнашивания деталей двигателей.

При низкой температуре вследствие высокой вязкости масла его расход через пары трения недостаточен, из-за чего температура масляной пленки и поверхности трения высокая. По мере прогрева масла расход его через пары трения возрастает, что снижает температуру поверхности трения.

Дальнейшее повышение температуры масла ведет к пропорциональному увеличению температуры поверхности трения, так как расход масла через пары трения при этом уже стабилизируется.

Выполненные экспериментальные исследования по оригинальным методикам подтверждают полученные данные, о чем можно судить по рис. 2.75.

Для обеспечения надежного запуска в зимнее время необходимо выполнить условие: частота вращения коленчатого

Рис. 2.74. Зависимость пусковых износов двигателей от температуры, по данным различных исследователей:

1 — по Е.А. Чудакову; 2 — по О.В. Дыбову; 3 — по В.В. Карницкому; 4 — по Л.А. Демьянову; 5 — по Г.С. Лосавио; 6 — по А.И. Туркевичу; 7 — по А.А. Гурееву; 8 — по Г.С. Савельеву вала стартером должна быть выше пусковой частоты. Минимальная пусковая частота по мере снижения температуры окружающего воздуха увеличивается (рис. 2.76).

Частота вращения коленчатого вала стартером при снижении температуры окружающего воздуха уменьшается (рис. 2.77) из-за снижения емкости аккумулятора, которая обусловлена повышением вязкости электролита и ухудшением условий подзарядки.

Поэтому для обеспечения надежности зимнего запуска двигателя необходима тепловая подготовка, в том числе и инди-

Рис. 2.75. Зависимость температуры t коренных вкладышей (1), интенсивности изнашивания а шатунных (2) и коренных (3) шеек, гильз цилиндров (4) от температуры tM масла в картере двигателя

Рис. 2.76. Зависимость минимальных пусковых оборотов дизеля СМД-14 от температуры окружающего воздуха

Рис. 2.77. Зависимость минимальных пусковых частот п вращения коленчатого вала двигателя КамАЗ от температуры окружающего воздуха tB03:

• 1 — без применения электрофакельного подогревателя;
• 2 — с применением электрофакельного подогревателя

видуальная с помощью пусковых подогревателей. Об эффективности их можно судить по данным (рис. 2.77), из которых видно, что надежный пуск при использовании пускового подогревателя достигает температуры окружающего воздуха — 30°С, в то время как без него только -10°С.

Таким образом, для повышения надежности автомобилей в зимнее время необходимо улучшить условия запуска двигателя за счет использования различных способов и средств тепловой подготовки, в том числе и индивидуальных пусковых подогревателей.