Прогревать машину зимой или нет?

С приходом холодов автолюбители задаются вопросом: "Cтоит ли прогревать машину зимой?". И когда прогревать - в движении или на месте? Споры ведутся уже очень давно, а однозначного ответа до сих пор нет. В этой статье TengriMIX взвесит все "за" и "против" прогрева мотора и попытается сделать вывод.

Как греется мотор

Полностью прогретым мотор будет тогда, когда все его детали и рабочие жидкости выйдут на рабочие температуры, то есть при фиксированном режиме работы перестанут меняться. Быстрее всего прогревается охлаждающая жидкость - это тот процесс, который мы видим по изменению положения стрелки на указателе температуры. С ней же прогреваются детали верхней части двигателя (поршни, цилиндры, головка) - темп практически тот же. А вот масло в поддоне греется значительно медленнее. Откуда это видно? У кого есть бортовой компьютер, замечал, наверное, что даже после достижения нормальной температуры охлаждающей жидкости расход топлива на холостых может еще какое-то время уменьшаться. Это как раз и связано с медленным прогревом масла. И наконец, дольше всего греется нейтрализатор, а вместе с ним выходит на рабочий уровень токсичность отработавших газов. Но все скорости прогрева зависят от режима работы двигателя.

Сопротивление движению

Почему мотору не нравится мороз? Главная причина в том, что любое моторное масло густеет на холоде. А при определенных температурах вообще может перестать течь. Минеральные масла - уже при минус 20°-25° С, лучшие синтетики - при минус 45°-55° С. В итоге узлы трения работают "всухую", резко возрастают мощности механических потерь, которые требуют лишнего бензина. Но когда мотор быстрее выйдет на нормальный уровень механических потерь? Если стоять и греться или если сразу после пуска отправиться в дорогу? Это даст ответ на вопрос об экономии - ведь лишние потери требуют дополнительного топлива.

Российскими экспертами был проведен эксперимент. Его суть заключалась в проверке расходования топлива обычным впрысковым двигателем при одинаковых пробегах, но разных алгоритмах прогрева. Немного об автомобиле, который участвовал в эксперименте. 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: "пустить и поехать". А третий - это тот, который чаще всего можно встретить: завести, смахнуть снег, помахать лопатой (в общем, потянуть время), а догревать машину уже в поездке. В день эксперимента на улице было -15°. Аккумулятор у машины хороший, в поддоне - дорогая синтетика. Пробег - от стоянки до работы: это около 5 километров, причем без пробок!

Вариант 1. Пускаются. 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 экспериментаторы ждут 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! Едут на фиксированном режиме, третья передача, 50 км/ч, светофоров по дороге нет. Расход по компьютеру - 6,4-6,6 л/100 км. Всего потрачено на прогрев 0,45 л, на дорогу - около 0,33 л. Итого - около 0,8 л.

Вариант 2. Сели, завелись и сразу поехали. Машине это не очень понравилось, и она для начала выдала расход больше 10 л. Потом он начал быстро снижаться, но из-за короткого заезда до прежних 6,5 так и не дополз - остановился на 6,8 л. Итого израсходовано всего 0,45 л. Плюс экономия 20 минут драгоценного времени. Экономия, вроде, есть, но внушительной она кажется только на малых пробегах.

© netdna-cdn.com

Вариант 3. После пуска экспериментаторы 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.

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.

© wordpress.com

А какова разница в выбросах?

Вариант 1. Начальное содержание СН очень высоко, под 1000 ppm, что, впрочем, ожидаемо. По мере прогрева мотора оно начинало медленно снижаться. Но даже после 20 минут прогрева, когда температура охлаждающей жидкости уже вышла на рабочий уровень, содержание остаточных углеводородов осталось высоким - около 180 ppm. Антифриз-то прогрелся, а вот нейтрализатор холодный, работает неэффективно.

Вариант 2. Начало - то же, но темпы другие: под конец заезда на выходе фиксировалось где-то 15-20 ppm. Нейтрализатор заработал! Вроде бы ответ есть…

Но не все так просто! Если смотреть на относительные концентрации токсических компонентов, то получается, что дышим-то мы их абсолютными значениями: не "пи-пи-эмами", а граммами и килограммами! То есть эти концентрации надо умножить на расход отработавших газов. В ходе эксперимента на холостых при прогреве он составлял около 15 кг/ч, а вот при движении, если брать в среднем, будет около 80! Если умножить одно на другое, то получается, что при прогреве на стоянке, вместе с дальнейшей дорогой, автовладелец наградил природу количеством граммов остаточных углеводородов, большим практически в два раза, чем при движении сразу после пуска (4,5 грамма против 2,8).

Вариант 3. Экспериментаторы немного погрелись, а потом поехали. Этот вариант дал еще большее снижение абсолютного выброса СН: до 2,1 грамма. Кстати, в этом случае при движении за 5 км пути выброс составлял чуть больше грамма СН, близкого к нормам Евро-4.

Цифры весьма показательны и в целом понятны. При движении на холодном моторе автолюбители достаточно долго работают 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 "навредит", и при прогреве в движении работает значительно лучше: ведь он уже набрал какую-то температуру. Вот и результат.

Но кое-что не учтено. Смердящий на стоянке автомобиль окутывает облаком дыма пространство вокруг себя, и там жить противно. А движущийся как бы размывает свое "добро" по пространству. Глобально - получается сопоставимо, а в отдельно взятой точке - ущерб от одного движущегося автомобиля в разы меньше. Но ведь на стоянке одновременно пыхтит один-два экипажа, а по дороге их ползут толпы.

Смерть мотору

О том, что при пуске и прогреве резко растет износ двигателя, не писал только ленивый. Некоторые даже убеждают народ, что один холодный пуск равен 100 км пробега! Подобных точных цифр давать не стоит - 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 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.

© imgur.com

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 рекомендации - экология первична, экономия тоже где-то там, а ресурс - кому он интересен?

И все-таки как лучше?

Третий вариант является наиболее предпочтительным. По экономии топлива он приемлем, а по токсичности - вообще лучший. Предварительно подогретый двигатель готов принимать нагрузки и хорошо защищен от износа. Кстати, фактически владельцы авто чаще всего и следуют 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 откажут. Многие моторы от таких ситуаций спасает соответствующая блокировка в программе управления двигателем, но есть она не у всех. А вот предварительно прогретый мотор и такое издевательство снесет без последствий.

В общем, греть! Только чуть-чуть и по-быстрому.

 По материалам: zr.ru, car-tales.ru, amastercar.ru

 Подготовила: Нурлыайым Нурсаин