Чем для двигателя опасен долгий прогрев на стоянке: технический аспект

Подоплека понятна – жильцам не хочется дышать выхлопными газами, которые попадают в помещения через открытые для проветривания форточки.

Говоря проще, вступили в силу экологические соображения, рассказывает журналист Сергей Боярских из ABW. Парадокс, но именно в потворстве одной лишь экологии сторонники потарахтеть по утрам моторами под окнами соседей обвиняли производителей автомобилей, которые задолго до законодательного запрета в заводских инструкциях по эксплуатации настоятельно не рекомендовали прогревать двигатель на стоянке, а предлагали быстрее отправляться в путь после запуска.

К сожалению, автопроизводители не удосужились аргументировано обосновать свои рекомендации с технической точки зрения на надежность и долговечность силовых агрегатов. А жаль, ведь в результате в глазах владельцев, которые считали, что перед поездкой надо в обязательном порядке основательно прогреть двигатель, не трогаясь с места, советы уезжать со стоянки сразу же после запуска мотора на самом деле выглядели лишь желанием угодить радетелям чистоты воздуха и охраны окружающей среды. В конце концов, у владельцев были свои резоны.

Вязкость масла и температурное расширение

Любой автомобилист знает, что из-за низких температур окружающего воздуха масло в двигателе становится вязким. Текучесть у вязкого масла никудышная, из-за чего масло не торопится поступать к трущимся деталям. Значит, условия смазки деталей двигателя ухудшаются, а это грозит ускоренными износами. Если мотор не прогреть, а сразу дать ему нагрузку, уехав со стоянки, когда масло не успело набрать рабочую температуру, это только усугубит ситуацию с износом.

Кроме того, в двигателе имеются подвижные соединения, которые состоят из деталей, изготовленных из материалов с разным температурным расширением. Таким, например, является соединение поршневого пальца с бобышками поршня. Поскольку в этом случае одна деталь – стальная, а другая – алюминиевая, очень может статься, что при быстром, а не постепенном нагреве, как во время стоянки, и без того небольшой зазор между пальцем и бобышками будет выбран полностью, а это опасно заклиниванием. Дополнительная нагрузка из-за того, что двигатель прогревается на ходу, заклиниванию только поспособствует.

С поршнем и гильзой цилиндра примерно та же история. Одной из причин появления задиров на поршнях и гильзах считается перегрев, ведущий к чрезмерному тепловому расширению поршня, который изготовлен из алюминия. Так почему нечто подобное не может произойти при слишком быстром прогреве двигателя во время движения?

Как видим, выглядят соображения сторонников прогрева по месту стоянки, вроде бы, правильными и логичными. Но чем в таком случае руководствовались автозаводы, давая рекомендации, выполнение которых не только сулило уменьшение срока службы двигателя, но и грозило заклиниванием деталей либо задиром их рабочих поверхностей, что в конечном итоге вело к преждевременному выходу мотора из строя?

О чем думали на автозаводах

И все-таки доводам сторонников прогрева имеются возражения. Износы находятся в прямой зависимости от смазки, а качественной она является, если поступает к смазываемым деталям в достаточном количестве и, если речь идет, например, о вкладышах коленвала и некоторых других подшипниках скольжения, еще и под необходимым давлением.

Количество и давление обеспечивает масляный насос, а он приводится от коленчатого вала. При работе двигателя на холостом ходу из-за низкой частоты вращения коленвала масляный насос, во-первых, работает с невысокой производительностью, во-вторых, создает сравнительно небольшое давление.

По этой причине узлы, которые смазываются под давлением, начинают работать в условиях масляного голодания. Хуже всего дела обстоят с подшипниками скольжения в опорах распределительного вала и втулках ротора турбокомпрессора, поскольку эти точки смазывания наиболее удалены от масляного насоса, из-за чего обслуживаются им по остаточному принципу.

Кроме того, поскольку в зазоры подшипников скольжения поступает мало масла, то и выдавливается оно из подшипников коленвала в недостаточном количестве. Из-за этого ухудшаются условия смазки стенок цилиндров, на которые масло попадает разбрызгиванием. Добавим к этому, что, пока мотор не прогрелся, топливо испаряется плохо. Неиспарившаяся часть не сгорает, а конденсируется на стенках цилиндров и смывает с них и без того скудную пленку масла, что создает еще одну предпосылку для износа и, возможно, задира поверхностей поршня и цилиндра.

Опять же при работе в режиме холостого хода поршневые кольца не обеспечивают полное уплотнение надпоршневого пространства. Из-за этого горячие отработанные газы прорываются в картер, по пути разрушая пленку масла на стенках цилиндров.

При неблагоприятных условиях возможно также попадание масла в камеру сгорания. Следствие неполного сгорания топлива и проникновения масла в пространство над поршнем – черный или сизый дым из выхлопной трубы, который исчезает по мере прогрева силового агрегата.

Наконец, снова придется вспомнить про вязкость холодного масла. Такое масло плохо прокачивается через фильтр. Чтобы это не стало причиной масляного голодания в деталях, смазываемых под давлением, предусмотрен перепускной клапан. Он открывается под действием загустевшего масла и мимо фильтра пропускает его к трущимся деталям. Но ведь это грязное масло, а значит, пока оно не нагреется, после чего перепускной клапан закроется, а фильтр начнет выполнять свои обязанности по очистке, износы увеличатся. Получается, что прогрев надо максимально ускорить, а сделать это можно, только поскорее уехав с места стоянки.

От теории к практике

И это не теоретические рассуждения. Это обоснование результатов, полученных несколько десятилетий назад, когда понадобилось разработать методику ускоренных испытаний по определению износостойкости основных деталей и узлов двигателя.

Идея была такова. Автомобиль с холодным мотором отправляется в короткую поездку, в которой двигатель прогреться не успевает. Затем машина останавливается и ждет, пока за время стоянки мотор не остынет полностью. Далее новый запуск и такая же короткая поездка. Методика даже получила название «докторский цикл», поскольку якобы имитировала действия врачей, которые объезжали больных на своем участке.

Так вот, хотя подопытным моторам приходилось работать под нагрузкой холодными, вопреки ожиданиям разработчиков методики никакого заметного увеличения износа поршневых колец, шеек коленвала, коренных и шатунных вкладышей по сравнению с двигателями контрольной группы, которые ездили там же и при тех же погодных условиях, но прогревались, вроде бы, правильно, обнаружено не было.

Такие неожиданные результаты потребовали дальнейших исследований специалистов. Выяснилось, что в условиях полужидкостного трения износ в основном зависит от продолжительности работы двигателя в холодном состоянии и в значительно меньшей степени – от нагрузки. Т.е. для уменьшения износа первостепенное значение имеет то, насколько быстро мотор прогреется, но не нагрузка. Говоря проще, благодаря быстрому прогреву во время движения дополнительные износы, вызываемые работой двигателя под нагрузкой, с лихвой компенсировались тем, что быстрый прогрев существенно сокращал время действия всех негативных факторов, связанных с работой мотора, непрогретого до более-менее приемлемых температур.

Когда специалисты разобрались, что происходило с двигателем в зависимости от продолжительности прогрева, тогда-то в инструкциях и стали появляться рекомендации прогревать автомобиль на ходу, а не по месту стоянки, с примечанием, что не нужно сразу же форсировать нагрузку, а сначала необходимо двигаться в щадящем режиме.

Я вам песенку спою про 5 минут

У сторонников прогрева на месте есть еще одно соображение. После ночной стоянки при низких и тем более отрицательных температурах автомобиль ехать не хочет – давайте ему хоть в хвост, хоть в гриву. Мешает ему и загустевшее масло, причем не только в двигателе, но и в агрегатах трансмиссии, и проблемы со смесеобразованием, вызванные плохой испаряемостью топлива в холодном моторе, из-за которых мотор не может работать с полной отдачей. А владельцу едва ли не сразу после начала поездки нужно выехать с дворовой территории на оживленную улицу или трассу, где его машина тут же станет помехой для других участников движения. Это небезопасно, да и какой уж тут щадящий режим. Но что делать?

По правилам ПДД, на прогрев на месте отводится не более 5 минут. Как показывает практика, даже в морозы –10–15°С этого более чем достаточно, чтобы довести двигатель до нужных кондиций.

Убедиться в этом может каждый желающий, в чьей машине на щитке приборов имеется указатель температуры охлаждающей жидкости. И любой желающий может выяснить, насколько быстро оживет стрелка указателя температуры, если прогревать мотор в движении. Не удивляйтесь, если обнаружите, что время прогрева уменьшилось в несколько раз.

Неоспорим тот факт, что прогрев был и остается самым неблагоприятным режимом работы двигателя. Но самым правильным способом прогрева силового агрегата являются рекомендации автопроизводителей поменьше гонять после запуска мотор вхолостую, а греть его во время движения.