Нужно ли прогревать автомобиль перед поездкой зимой: разбираемся подробно
В моем личном рейтинге дискуссионных и провокационных тем статьи «как надо прогревать машину зимой» занимают почетное первое место по количеству несуразностей, ошибок и прочих недостатков. Тем не менее я каждый раз с маниакальным упорством читаю очередной материал, чтобы посмотреть, как можно еще раз переврать и загубить простую тему. Но раз уж поговорка гласит «если хочешь сделать что-то хорошо – сделай это сам», нужно постараться исправить ситуацию и написать такой материал самому.
Если хорошо поискать в Сети, то окажется, что сам вопрос давно разобран по косточкам, но здравый смысл тонет в огромном количестве мнений «экспертов», цитирующих заблуждения 60-летней выдержки. Так что мы для удобства поступим следующим образом: сначала я опишу только основные моменты, про которые нужно помнить, без серьезных теоретических выкладок, а примеры и прочие «почему» вынесу в отдельную часть, для самых стойких.
Нужен ли прогрев вообще?
Начнем с главного вопроса любого спора на эту тему – необходимости прогрева без нагрузки вообще, которую, например, часто ставят под сомнение автопроизводители. С любой точки зрения нужно сохранять мотор в исправном состоянии – в частности, не допускать преждевременных отказов катализаторов и перерасхода топлива. Отказом от прогрева вы просто переносите все экологические риски на следующие периоды – следующему владельцу. Ну или машина отправляется в утилизацию, что с точки зрения экологии – такая же катастрофа. Сам факт того, что прогрев нужен двигателю для сохранения ресурса пока примите как данность. Ниже я более подробно расскажу об этом. В долгосрочной перспективе нет никаких аргументов в пользу отказа от прогрева совсем. Рекомендация производителя «не греть» – это его наивная попытка одновременно сократить срок эксплуатации техники до гарантийного и при этом вроде как уменьшить выбросы на начальном этапе. Вот только его почему-то не очень волнует более отдаленное будущее.
Как прогревать мотор
раздел для тех, кто не хочет читать материал целиком
Поговорим о самой методике. В целом понятно, что надо завести машину, но нельзя сразу ехать и сразу давать высокую нагрузку. Надо сначала дать мотору поработать на холостых без нагрузки вообще, максимум с кондиционером, пока обороты не упадут с прогревочных до холостых. Это соответствует моменту прогрева лямбда-зондов и начального прогрева катализаторов. Потом можно включить «Drive», если коробка автоматическая, и подождать, когда с малой и равномерной нагрузкой разогреются мотор и коробка (о прогреве АКП мы тоже выпускали подробный материал). В общей сложности этот статичный прогрев потребует несколько минут ожидания в зависимости от температуры, времени простоя и мотора. И вот затем уже можно не торопясь и очень плавно ехать. Лучше бы первый километр проехать очень не спеша. А на маленьких моторах, не имеющих дополнительных конструктивных особенностей для быстрого прогрева – и второй, и третий. Ну а после прогрева до 70-80 градусов уже можно нажать на педаль посильнее. Правда, надо помнить, что масло еще холодное, и на высоких оборотах оно идет мимо фильтра на многих двигателях. Поэтому лучше не повышать обороты надолго.
Более точные временные рамки для полного прогрева ставить сложно. Моторы различаются по конструкции, имеют разные системы смазки, требования к давлению в ней, скорость прогрева масла и вспомогательных систем, таких как ГУР, пневмокомпрессоры, вакуумные насосы и так далее. Очень важный фактор – это наличие догревателей в виде автономных котлов (топливных, электрических или вязкостных), а также встроенные в ГБЦ выпускные коллекторы. Подобные конструктивные особенности сильно повышают скорость прогрева. И, само собой, в этом материале мы не будем учитывать возможные неисправности, снижающие скорость прогрева.
Стоит отметить, что у дизельных моторов процессы протекают очень похоже. Но есть нюанс: без нагрузки такие двигатели не прогреваются вовсе, да и с малой нагрузкой могут остывать только за счет работы системы обогрева салона. Но они конструктивно рассчитаны на работу с недогревом: имеют длинные юбки поршней, сажевые фильтры, часто – сложные системы стабилизации температуры ГБЦ для нормальной работы до полного прогрева в виде отключаемой помпы и двух- или трехконтурной системы охлаждения. Все это заметно снижает для дизелей риск повышенного износа ЦПГ при работе в непрогретом состоянии.
Зачем мотор вообще прогревать
переходим к скучной теории
Если с методикой прогрева у большинства «наставников» сильных расхождений нет, то в части аргументации того, для чего все это нужно, определенно есть сложности.
Довод насчет плохого смесеобразования, который был самым главным фактором со времен появления термостатированного ДВС, уже не очень актуален. После первой минуты работы современного бензинового мотора со впрыском его система питания работает с достаточной точностью, чтобы обеспечить заранее заданные параметры топливной смеси. Правда, производителям машин приходится уходить от оптимального состава смеси ради ускорения прогрева катализаторов и сажевых фильтров, да и моторы с непосредственным впрыском до сих пор при низких температурах могут иметь проблемы из-за разжижения топливом слоя масла на стенках цилиндра. И, надеюсь, вам уже не придется столкнуться с карбюраторами и моновпрыском, для которых нормализация смесеобразования была главным фактором, ради которого мотор прогревали, иначе машина попросту не могла нормально передвигаться.
Ускоренный же прогрев катализатора, который обычно является аргументом для отказа от прогрева, сказывается на долговечности его основы. Да и в режимах с малой нагрузкой нет необходимости обогащения смеси, а значит, снижаются риски выгорания активного содержимого нейтрализатора. Прогрев свечей, лямбда-зондов и прочих датчиков, обеспечивающих качество смеси, еще менее важен, и рассматривать его смысла нет. Эти элементы действительно в холодном состоянии работают хуже, но прогреваются буквально в течение минуты. А если они до прогрева не выполняют свои функции, то считаются неисправными и подлежат замене.
А вот нестабильность зазоров при прогреве для современных моторов с их очень короткими юбками поршней и высокими нагрузками на стенку цилиндра при перекладке очень важна. Минимальные зазоры в ЦПГ требуют очень стабильного и равномерного прогрева всех механических элементов. И очень желательно, чтобы температура поршня и стенки цилиндра к моменту появления значимых перегрузок была близка к расчетной. Это позволит сохранить оптимальный зазор, оптимальные условия работы масляного клина, хороший контакт поршневых колец со стенкой цилиндра, хорошее уплотнение, нормальный теплоотвод с поршня на стенку цилиндра и отсутствие ударных нагрузок при перекладке. Чем ближе температуры к расчетным, тем лучше поршень переносит боковые нагрузки, и тем лучше условия работы всех компонентов цилиндропоршневой группы. Боковые нагрузки на поршень зависят прежде всего от оборотов и крутящего момента – собственно, нагрузки на мотор. Именно по этой причине нельзя сильно повышать обороты непрогретого мотора и перегружать его.
К сожалению, никакие технические ухищрения не могут радикально снизить влияние изменения рабочих зазоров. Ни переход на заэвтектические алюминиевые сплавы для изготовления поршней с низким коэффициентом расширения, ни алюминиевые блоки без чугунных гильз, ни сложная форма поршневых колец, ни очень качественные материалы с упрочнением, ни использование дополнительного охлаждения поршней маслом. А длинная юбка, которая позволяет снизить влияние зазоров на работу поршня, сейчас применяется только в дизелях и низкооборотных стационарных моторах. В современные двигатели поршни с длинной юбкой банально не поставить: у них минимальная высота блока для снижения массы конструкции, да и с тяжелым поршнем мотор получился бы менее экономичным и заметно менее мощным, особенно без наддува.
Небольшое значение имеет зазор в системе «поршень – поршневое кольцо»: при недогреве он больше расчетного, что вызывает поступление в зазор продуктов сгорания топлива и образование более толстого слоя масла для теплопередачи с поршня на кольцо (и через него на стенку блока). Можно предположить, что такого рода процессы не лучшим образом скажутся на работе узла.
В системе смазки основным фактором выступает такая ее особенность, как сильная зависимость вязкости масла от температуры и наличие редукционного клапана как в масляном насосе, так и в масляном фильтре. Из-за этого масло может поступать в двигатель из картера не отфильтрованным даже при полнопроточном фильтре, а еще высокое давление масла и высокая его вязкость не всегда положительно сказываются на работе таких узлов, как гидрокомпенсаторы и фазорегуляторы. Они могут работать не вполне штатно, в итоге медленнее реагируя на управляющие действия и не обеспечивая нужную плотность посадки клапанов в седлах. В свою очередь, это может приводить к перегреву клапанов.
А вот нежно любимое «экспертами» масляное голодание маловероятно – если речь не идет о крайне низких температурах запуска, ниже минус 30, за пределами порога текучести и порога прокачиваемости масел. И, разумеется, никаких «слишком узких масляных каналов» в моторе попросту нет. Под давлением масло отлично продавливается в любой зазор. Небольшое ухудшение смазки поршневой группы возможно, если смазка на верхнюю головку шатуна и на зеркало цилиндра подается по старинке, разбрызгиванием из зазора шатунного вкладыша. В этом случае масло сильно остывает в контакте с коленвалом и разбрызгивается плохо. Но на малой нагрузке там много масла и не нужно. А времена буквально льющих бензин в цилиндр моторов давно прошли.
В современных двигателях почти всегда используются масляные форсунки для охлаждения поршней, сверление нижней головки шатуна для той же цели и сверление шатуна для смазки поршневого пальца. На старых моторах возможны неприятности из-за подсоса воздуха в уплотнениях маслозаборников, да в некоторых есть сложности со слишком тонкими сетками на маслозаборнике. При вязком масле и загрязненной сетке они препятствуют забору масла, из-за чего может возникнуть масляное голодание. Но таких двигателей – считанные модели.
Наверное, стоит упомянуть еще такой фактор, как работа уплотнений. Всяческие сальники, прокладки и мембраны при температурах меньше рабочей имеют большую жесткость и работают хуже. Казалось бы, мелочь, но мотор хорошо работает, только будучи чистым. Масло разрушает проводку и пластик, его наличие сказывается на точности работы ДМРВ и ДАД, а мусор нарушает качество работы различных датчиков позиционирования. Мало внимания уделяется и работе ремня ГРМ при низких температурах: скорее всего, повышенные обороты мотора и высокие нагрузки на ремень до его прогрева могут уменьшить его ресурс. У дизельных моторов ремни применяются для привода ТНВД, и нагрузка на насос при холодном запуске тоже значительно выше обычной. В меньшей степени это касается всех приводных ремней. Но никаких исследований по этой теме я не встречал.
Есть еще несколько факторов, которые также могут ухудшать условия работы двигателя до прогрева. Например, механические напряжения из-за неравномерного прогрева конструкции. Из-за разогрева блока в основном в центральной части блока и большего нагрева ГБЦ на этапе прогрева может наблюдаться небольшое искривление конструкции, из-за которого изменяется форма цилиндров и зазоры в подшипниках коленвалов и распредвалов. Большие температурные перепады между элементами выхлопа и блока цилиндров с ГБЦ создают предпосылки для старения материалов, вытягивания шпилек и резьб в металле ГБЦ.
Да, все эти факторы в совокупности дают неприятный эффект в виде приличной потери ресурса двигателя по сравнению с условиями, где моторы не остужаются до температур менее 20-30 градусов, и избежать этих потерь можно только применением систем предпускового подогрева.
Вредные советы при прогреве
Как ни странно, любители прогревать иногда скорее вредят мотору, чем помогают. В первую очередь к вредным советам я отношу все варианты «поднимите обороты до двух тысяч» – цифра может варьироваться, иногда «эксперты» называют обороты выше. Именно низкие обороты на начальном этапе прогрева позволяют избежать повышенного износа поршневых колец при нерасчетном контакте, прохождения смазочного масла мимо фильтра, перегрузки привода маслонасоса. Да, на более высоких оборотах мотор прогреется быстрее, ведь нагрузка выше, выше потери и выше поток тепла. Но скорость прогрева – не самоцель, важнее именно сохранение конструкции двигателя.
Длительный прогрев без нагрузки – тоже не самый полезный вариант. При длительном прогреве на холостых мотор в разы дольше прогревается до рабочей температуры, а масло может не прогреваться вовсе. Катализаторы в таком режиме тоже прогреваются долго. Даже на моторах Евро-4 и Евро-5 при минусовых температурах они греются десятки минут. При этом нагарообразование идет интенсивно и долго, а система вентиляции картера работает в самом сложном для неё режиме – с большими объемами картерных газов, осаждением масла на холодных элементах и интенсивной конденсацией воды в картере. А если двигатель оснащен наддувом, то масло подсасывает через зазоры турбины во впуск, поскольку там зазоры больше нормальных рабочих.
Но все равно стоит отметить, что ошибки такого прогрева проявляют себя только при регулярном повторении и не так губительны для «железа», как игнорирование прогрева вовсе.
В заключение
Я очень надеюсь, что затронул все аспекты и был достаточно убедителен, чтобы вы отказались от идеи следовать «рекомендации производителя», если она предписывает вообще не прогревать мотор. К сожалению, слишком часто производители рекомендуют излишне маловязкие масла, избыточно большие интервалы замены масла в моторе и АКП, откровенно переоценивают технические жидкости и делают крупные узлы расходным материалом из-за внедрения в них какой-нибудь ломучей мелочи вроде мембраны ВКГ или наличия встроенного фильтра.
