Особенности эксплуатации автомобиля в мороз

Каждому владельцу нужно знать, чем опасна эксплуатация автомобиля в сильный мороз. Советы опытных водителей подскажут, как уберечь двигатель от переохлаждения и предотвратить затраты на ремонт.

Как сильный мороз влияет на авто?

Практическими исследованиями установлено разрушительное воздействие низких температур на узлы машины. Механики утверждают, что износ деталей в холода в 10 раз превышает аналогичный показатель в теплый период. Диагностика выявляет проблемные системы, подвергающиеся перегрузкам в сильные морозы.

Проверьте шланги

Гидроусилитель руля – наиболее уязвимая зона машины во время эксплуатации при отрицательных температурах. Чаще всего от чрезмерного переохлаждения рвутся шланги. Такую неполадку можно легко заметить невооруженным глазом. В месте повреждения появляется течь. Обнаружив протекание, нужно на место прорыва наложить хомуты. Фитинги укрепляют шланговую систему ГУР.

Нежная резина и нестойкие стойки

При использовании транспортного средства в сильные морозы могут повредиться стойки. Вышедшие из строя детали подлежат замене. Механики советуют параллельно провести диагностику других элементов подвески. Стоит проверить состояние тормозных шлангов, шаровых опор, тяг управления и резинометаллических шарниров. Подозрительные узлы лучше поменять вместе со стойками.

Повышенному риску при эксплуатации в морозный период подвергаются детали из резины. К их числу относится пыльник, оберегающий подвижные системы автомобиля от попадания механических частиц песка, пыли и уличной грязи. Он защищает от дисперсных крупиц тяги управления, амортизаторы и гомокинетические шарниры.

Свидетельство повреждения резиновой детали – брызги смазки по окружности колеса. Если своевременно не поменять испорченный пыльник и продолжать поездки до лета, на элементах ШРУС образуется налет из песчаных и пылевых частиц. Шарнирную систему придется полностью заменить.

Если ездить на машине в сильные морозы, масло начинает загустевать. С понижением температуры густота смазки повышается. Слишком густая масляная прослойка не может защитить трущиеся детали от преждевременного выхода из строя.

По степени износа узлов автомобиля холодный запуск двигателя сравним со 100-километровым пробегом. А с автоматической коробкой передач 10 км дистанции, преодоленной в заморозки, эквивалентны 2 тыс. пройденного пути в теплое время.

При отрицательных температурах пластмассовые и резиновые детали АКП приобретают повышенную хрупкость. В результате экстремальной нагрузки и загустевшего масла они могут треснуть и порваться. Комплект фрикционов перегревается. А с учетом того, что зимняя езда сопряжена с преодолением сугробов из снега, заносов и частой пробуксовкой, ресурс автоматической коробки снижается в несколько раз.

Механики рекомендуют перед началом движения автомобиля при сильных заморозках прогревать АКП. Это предотвратит преждевременный износ и увеличит срок эксплуатации автомата.

Аккумулятор

На морозе батарея быстро разряжается, емкость уменьшается. При -20ºС во время ночной стоянки теряется до 40% заряда. В результате стартер запускается с трудом. Переохлажденный аккумулятор с большим усилием снабжает током насос, подающий топливо. Даже при вращении коленвала автомобиль может не завестись. Причина – свечи зажигания, залитые горючим из-за недостаточной мощности разряженной АКБ для воспламенения топливной смеси от искры.

Механики советуют для снижения потери заряда в морозные ночи хранить батарею в тепле. Для этого нужно снять аккумулятор и отнести в дом.

Коварный бензин

Топливо сквозь термические зазоры в поршневых кольцах попадает в картер. При этом ухудшаются эксплуатационные качества моторной смазки.

Некоторые ошибочно полагают, что присутствие бензина в масле для автомобиля безопасно. При нагревании он постепенно испаряется. Но при диагностике топливной системы обнаруживаются неисправности. Обоснование – при смешивании с горючим изменяются характеристики двигательной смазки, и трущиеся детали работают «всухую». Для решения проблемы нужно полностью слить старое масло и заправить машину новым. Одновременно можно заменить залитые свечи.

Утеплитель под капот

Некоторые водители пытаются уберечь двигатель от чрезмерного переохлаждения при сильных заморозках, накрывая его на ночь теплоизолятором. Доступный по цене и свойствам материал – резаный войлок. С его использованием силовой агрегат сохраняет тепло до 4 часов.

Преимущества войлочного утеплителя:

• высокая плотность;
• прочность, допускающая многократное применение;
• низкая стоимость;
• возможность покупки в любом автосервисе.

Главный недостаток такого теплоизолятора – повышенная пожарная опасность. Материал легко воспламеняется и быстро сгорает, открывая огню доступ к двигателю.

Страдает также и кузов

Кузовные детали тоже подвержены негативному влиянию отрицательных температур. Увеличивается жесткость подвески, рессоры и другие эластичные элементы затвердевают. В результате усилия, передаваемые от дороги, возрастают. В зонах соединения амортизаторов с кузовом наблюдаются разрушения.

Почему зимой надо прогревать двигатель автомобиля?

Из интернета, журналов для автолюбителей, телевидения и других СМИ на водителя обрушивается поток противоречивой информации. По утверждениям одних источников, перед запуском в сильные заморозки силовой агрегат автомобиля нужно подогреть. Другие полагают, что этого делать нельзя.

Количество положительных моментов, сопровождающих прогрев мотора зимой, превышает число недостатков.

Безопасность

Одновременно с нагреванием переохлажденного двигателя тает снег и ледяная корка, покрывающие окна машины. Водителю остается включить «дворники» для удаления остатков талой воды.

Если не разогреть транспортное средство перед началом поездки, повышается вероятность попадания в ДТП. Причина – ограниченный обзор из-за покрытых льдом боковых передних и лобового стекол. Чтобы контролировать движение нужно хорошо видеть дорогу и внимательно наблюдать ситуацию.

Износ мотора

Отрицательные температуры вызывают уменьшение размеров металлических фрагментов автомобильного двигателя. При холодном запуске происходит резкое повышение нагрузки на силовой агрегат. Не успевшие обрести первоначальное состояние детали подвергаются ускоренному износу.

Чтобы не пришлось преждевременно менять металлические элементы, перед началом движения мотор нужно прогреть.

Аккумулятор

При остывании батарея начинает быстрее отдавать накопленный заряд источникам потребления. Это приводит к падению эффективности работы аккумулятора. Вероятные последствия – уменьшение плотности электролита, вызывающее снижение ресурса АКБ.

Поэтому некоторые водители в качестве альтернативы локального обогрева стекол пользуются электрическим подогревателем, повышающим температуру в салоне. Тепло проникает во все узлы и системы автомобиля. При этом нагрузка на аккумуляторную батарею уменьшается. В результате снижается необоснованное расходование заряда. Срок эксплуатации источника питания увеличивается.

Густое моторное масло

Использование транспортного средства для зимних поездок вынуждает водителей обратить первоочередное внимание на состояние смазочной системы. При понижении температуры до отрицательных показателей повышается вязкость смазки. При сильных заморозках густеет даже синтетика. На первых минутах после запуска автомобильного двигателя масло не способно работать эффективно, теряются его смазывающие свойства.

В результате ускоряется износ трущихся элементов силовой установки, не получающих достаточного количества качественной смазки. Плавно запуская мотор на холостом ходу, не придавая больших нагрузок, можно выделить время на прогревание масла. При снижении вязкости улучшается текучесть смазочного материала, обеспечивающая равномерное распределение между подвижными деталями.

Расход топлива

На правильную работу непрогретого силового агрегата в морозы расходуется большее количество горючего, чем в стандартных условиях. Причина – затрудненное образование воздушно-топливной смеси при низких температурах. Негативному влиянию холодов сильнее подвержены дизельные двигатели.

Создание искры, воспламеняющей топливо, требует от мотора высоких нагрузок. Большая часть усилий расходуется на преодоление сопротивления морозного воздуха и вязкости горючего.

Салон автомобиля

Для сохранения здоровья нужно прогревать салон перед посадкой. Поездка на холодном сидении может негативно отразиться на организме, став причиной заболеваний, вызванных переохлаждением. Лучше пораньше выйти из дома и включить обогреватель, чем лечить хронический цистит или другие болезни.

Запрещено направлять потоки нагретого воздуха изнутри на обледеневшие стекла. Это может спровоцировать увеличение мелких трещин и привести к повреждению окон. Поэтому теплыми атмосферными массами вначале рекомендуется прогреть салон.

Как правильно прогреть машину зимой?

В некоторых ситуациях обойтись без личного транспорта невозможно. Например, если нужно срочно попасть на деловые переговоры, назначенные в противоположном конце города. Для безопасной и комфортной поездки в сильные морозы механики советуют уделить 20 минут на прогрев автомобиля.

Подготовка двигателя к запуску

Начальный этап – подготовка силового агрегата к запуску. Порядок действий:

1. На короткое время включить ближнее освещение. Через 30 секунд работающие фары оживляют застывший аккумулятор. Функциональность батареи восстанавливается.
2. Перевести рычаг управления в положение, соответствующее нейтральной передаче.
3. Плавно выжать сцепление. В результате стартер ограждается от контакта с КП и коленвалом.

В дизельном двигателе можно задействовать свечи подогрева горючего. При нагревании топлива повысится температура силовой установки.

Запуск мотора

Запуск мотора в сильные морозы требует от водителя терпения и настойчивости. При неудачной первой попытке не стоит разряжать батарею, безрезультатно прокручивая стартер. Нужно выждать 30 секунд, необходимых для восстановления аккумулятора и повторно попытаться завести автомобильный двигатель.

Начало движения

О достаточной степени прогревания силового агрегата свидетельствует падение количества оборотов в минуту до нормативных параметров, указанных в технической документации транспортного средства. В большинстве автомобилей хорошо нагретый коленчатый вал прокручивается с частотой 1000 об./мин.

Как только показатель нормализуется, можно начинать движение. Неприятный факт для любителей быстрой езды – скорость нужно наращивать постепенно. В первые 20 минут позволительно двигаться при 40-60 км/час. Это позволит охлажденному двигателю плавно достичь эксплуатационной температуры, предотвращая преждевременный износ узлов и деталей.

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

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 п_дв > n_min, где гс_дв — частота вращения коленчатого вала, п_тт — 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 М_т (от 30 до 59-80%), на втором месте- М_к (15-40%). Характерно, что моменты Л/_к и Mj практически не изменяются с температурой. Момент же М_т 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 Т_с. Для надежного воспламенения рабочей смеси в цилиндре дизеля эта температура должна быть выше температуры самовоспламенения топлива на 200-300 °С:

где Т_а — 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 Т_а 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.