Глава 1 Проблемы зимнего пуска двигателя

Глава 1

Проблемы зимнего пуска двигателя

Почему затруднен зимний пуск

Современный автомобиль предоставил его владельцу и пассажирам невиданные ранее комфорт и свободу передвижения. И все было бы ему, автомобилю, нипочем, если бы не зимняя стужа и заснеженные дороги. Редкий отказ двигателя в теплую погоду не воспринимается водителем столь драматически, как в зимнюю пору. А самым банальным отказом зимой исправного двигателя является отказ его запуска (или пуска). И причиной всему холод, холод. Да нередки и трагические исходы отказа автотранспортной техники, от которой порой зависит жизнь многих людей. Поэтому опытный водитель не пропустит подготовку автомобиля к зимней эксплуатации. Обеспечить зимой легкий и безотказный запуск двигателя помогут рассмотренные в данном справочнике устройства. Но прежде чем вам, читатель, знакомиться с ними, позвольте напомнить причины, почему затруднен зимний запуск автомобильного двигателя. Мы полагаем, что знание этих причин поможет вам успешнее справиться с проблемой зимнего пуска и выбрать наиболее подходящие необходимые устройства.

Итак, к главным причинам затруднений зимнего запуска относятся:

• рост крутящего момента сопротивления вращению коленчатого вала двигателя;

• уменьшение мощности стартера из-за снижения емкости аккумуляторной батареи;

• меньшая испаряемость топлива и ухудшение смесеобразования;

• увеличение требуемой пусковой частоты вращения коленчатого вала.

Действие всех этих причин при отрицательной наружной температуре проявляется одновременно, усугубляя и затрудняя весь процесс запуска. Многолетний опыт эксплуатации показывает, что при температуре -18 °C емкость аккумуляторной батареи (АКБ) составляет от первоначальной 40 %, а сопротивление крутящему моменту возрастает на 210 % (при использовании всесезонного масла).

Для корректности влияние температуры на АКБ надо определять по изменению тока холодной прокрутки. Эта величина, в соответствии со стандартами, нормируется каждым изготовителем АКБ только для температуры -18 °C. Для полностью заряженной и новой АКБ емкостью 50–60 А/ч ток холодной прокрутки находится в пределах 300–500 А. Если стартерный ток типовой АКБ 6СТ-55 при температуре 25 °C может достигать 400 А при напряжении 9 В, то при температуре -30 °C он снизится до 200 А. И с каждой новой попыткой неуспешного запуска его величина будет все меньше и меньше. Хотя технологии производства аккумуляторных батарей и улучшаются, но эти изменения почти не повлияли на степень снижения их стартерного тока при отрицательной температуре. При сравнении стартерных токов АКБ разных изготовителей надо обращать внимание на вид стандарта, для которого указан ток холодной прокрутки. В зависимости от стандарта различия по величине тока могут быть значительны. Так, для АКБ VARTA Blue Dynamic ток холодной прокрутки в стандарте EN равен 420 А, а в стандарте DIN он будет составлять всего 255 А. Естественно, если не принимать во внимание цены, то предпочтение следует отдавать АКБ с большим значением тока прокрутки. Рекордсменом, по-видимому, по его значению является АКБ компании Optima Batteries, имеющая ток холодной прокрутки в 750 А при емкости 52 А ч. При слабой АКБ поэтому еще нередки случаи, когда для запуска холодного двигателя ее снимают и помещают на несколько часов в теплое помещение для восстановления емкости. Опытные водители рекомендуют для некоторого «разогрева» АКБ перед пуском двигателя включить на десяток секунд ближний свет. Но эти действия по облегчению зимнего запуска даже отнести к полумерам нельзя. Требования к параметрам и состоянию АКБ для зимнего запуска двигателя существенно снижаются только при его подогреве.

Увеличение требуемого для запуска крутящего момента при отрицательных температурах можно существенно уменьшить, применяя синтетические и полусинтетические масла. Но все же избежать увеличения требуемого крутящего момента таким образом не удается. Поэтому в российском климате прогрев двигателя и салона автомобиля перед пуском, а иногда и во время движения – необходимое условие его нормальной эксплуатации.

Образование нормальной горючей смеси в двигателе оказывает большое влияние на успешность его запуска. Качество воздушно-топливной смеси зависит от испаряемости топлива, т. е. от способности топлива переходить из жидкого состояния в газообразное. Испарение бензинового топлива происходит в основном в интервале от 35 °C до 200 °C. Причем испаряются так называемые легкие фракции бензина, которые именно и нужны в период пуска холодного двигателя. Но в качественном бензине их содержание должно быть ограничено, поскольку большее их количество в горячем двигателе приведет к образованию в топливной системе паровых пробок, вызывающих перебои в работе двигателя. В связи с этим предусмотрен «зимний» бензин, у которого испаряемость почти в три раза выше «летнего», что должно обеспечивать надежный запуск при -15-20 °C. Но применять «зимний» бензин при +5 °C и выше не следует из-за возможности образования паровых пробок. С «летним» сортом бензина запуск двигателя уже затруднен при -5 °C. К сожалению, поставщики топлива не информируют потребителя о его качестве и сорте. Каким сортом бензина вы, читатель, заправите завтра свой автомобиль, не знает даже сам Господь Бог. Поэтому пока в этой сфере водителю приходится ориентироваться на автозаправочные станции, принадлежащие авторитетным крупным нефтяным компаниям. Схожая с описанной ситуация, но только более острая, наблюдается и с дизельным топливом. Для знакомства с ней отсылаем вас к главе 6.

Поступающая в двигатель топливная смесь в рабочем режиме, когда двигатель уже прогрет, дополнительно еще подогревается во впускном коллекторе горячей охлаждающей жидкостью. Но при пуске впускной коллектор так же холоден, как и сам двигатель. В холодном двигателе при запуске топливо конденсируется на стенках цилиндров, смывая масляную пленку и увеличивая износ деталей цилиндропоршневой группы. Данные Технологического института в Осло показывают, что каждый холодный старт двигателя (т. е. запуск при температуре ниже +5 °C) сокращает его ресурс на 400–600 км (рис. 1.1). Поэтому все большей популярностью среди отечественных автовладельцев пользуются предпусковые отопители-подогреватели двигателя и салона.

Рис. 1.1. Износ при пуске деталей двигателя, прогретого с помощью подогревателя DEFA: а) гильзы блока цилиндров (железо); б) легированные поршневые кольца (кобальт) (от компании DEFA).

Изготовители предпусковых отопителей и подогревателей рекомендуют подогревать двигатель всегда, когда наружная температура стала ниже +5 °C. Несложно подсчитать экономию моторесурса при использовании предпускового подогревателя, если учесть, что в средней полосе России наблюдается не менее 100 дней с температурой не более 0 °C. При применении подогрева двигателя дважды в день можно ежегодно сэкономить расход моторесурса до 80 000 км.

Упомянем последнюю причину затруднения зимнего пуска – необходимость увеличения пусковой частоты вращения коленчатого вала двигателя. Этот фактор есть следствие ухудшения смесеобразования при низких температурах, он объясняет трудность запуска, но отнюдь его не облегчает.

Интересно, что в авиации, где борьба за ресурс двигателя означает борьбу за жизнь, уже при температуре воздуха +5 °C производится подогрев масла до 15 °C, а головок цилиндров – до 30 °C. Причем для уменьшения износа мотора винт вручную проворачивают на 4–6 оборотов.