Виды и периодичность работ по техническому обслуживанию

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. 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. 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. При слабой АКБ, 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, 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.

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.

Запуск нового двигателя  и двигателя с пробегом

Возьмем, к примеру, относительно новый двигатель. Для него характерны прежде всего малые зазоры во всех трущихся парах. Эти зазоры перед первым пуском плотно заполнены маслом не жидким, разогретым, а холодным, густым. Стронуть коленвал такого мотора с места - задача серьезная, не каждый стартер справится. А вот старый, уже хорошо походивший двигатель. Зазоры повышены в некоторых соединениях вдвое, а то и еще больше. В таком случае сопротивление вращению коленвала оказывается несколько меньше, и запустить двигатель легче. Но самая большая разница в сопротивлении движению деталей у старого и нового двигателя может оказаться там, где стальные или чугунные детали работают по алюминию. Например, в поршневой группе (сопряжение "поршень - поршневой палец") и газораспределительном механизме (подшипники - опорные шейки распределительного вала).

Алюминиевый сплав имеет  коэффициент температурного расширения примерно вдвое больший, чем сталь  или чугун. С понижением температуры  зазоры в указанных сопряжениях  будут уменьшаться в соответствии с простой формулой, позволяющей  рассчитать размер детали d при температуре t, если при нормальной температуре 20°С он составлял do:

d=do[1+a(t-20°C)],

где a - коэффициент температурного расширения (для стали a=10*10-6, для алюминия - приблизительно вдвое больше).

Элементарный расчет показывает, что при снижении температуры  с +20°С до -30°С в сопряжении "палец-поршень" номинальный зазор в 0.01 мм (а именно такой зазор соответствует новому двигателю) станет близок к нулю.

У старого мотора, очевидно, подобных проблем не будет. Но у него из-за износов деталей может оказаться  пониженной компрессия. Правда, в "горячем" состоянии. С одной стороны, густое масло - прекрасный уплотнительный материал. Значит, заметных утечек через зазоры в сопрягаемых деталях ЦПГ  не будет. Правда, только на самых первых оборотах коленвала. Дальше, кольца снимут масло со стенок цилиндров, а что останется - смоет топливо. Новых порций масла к цилиндрам не поступит - оно слишком густое, не разбрызгивается, ведь скорость вращения коленвала мала. И уплотнение цилиндров может нарушиться.

Если утечка смеси из цилиндра станет слишком большой - упадут давление и температура в конце сжатия, хуже станут условия воспламенения  топлива. С другой стороны, такой  двигатель из-за меньшей компрессии легче "раскрутить".

А чем больше скорость вращения, тем меньше охлаждается воздух в  цилиндре - не успевает, времени-то на это  остается меньше. С утечками то же самое - чем быстрее вращается коленвал, тем меньше они влияют на процесс.

 Факторы, влияющие  в разные стороны, могут уравновесить  друг друга, и запуск не только  не затруднится, но даже несколько  улучшится. Явных дефектов цилиндропоршневой  группы или газораспределительного  механизма быть не должно, иначе,  кроме ремонта, двигателю в  зимнем запуске ничем не помочь.

Дополнительные  факторы, затрудняющие пуск двигателя

Запуску в сильный мороз  могут помешать совершенно неожиданные  обстоятельства. Например, охранная система, которой оснащен автомобиль. Дело в том, что некоторые сигнализации при снятии питания "запоминают" свое состояние и остаются в нем при последующем включении. Другие же. напротив, все "забывают", а после подключения встают в режим охраны. И тогда происходит следующее.

В момент страгивания коленвала стартер берет на себя максимальный ток, какой может отдать аккумулятор. Напряжение в бортовой сети автомобиля резко падает до 8-10 В, а то и еще ниже. Как только начинается вращение, напряжение повышается. Но охранная система воспринимает эти скачки, как разрыв и включение питания. Тут же включается режим охраны со всем комплексом функций, - в том числе, блокировкой зажигания.

Запустить двигатель с  такой сигнализацией весьма проблематично. Велик риск, что при отсутствии в нужный момент зажигания свечи  будут залиты топливом. Тогда и  повторная попытка запуска будет  безуспешной, даже если напряжение не упадет ниже порога срабатывания охранной системы. Вывод прост: если не хотите себе на морозе лишних проблем , при установке сигнализации на автомобиль поинтересуйтесь, как она будет себя вести после отключения питания.

Автономные предпусковые подогреватели

Устройство.

Предпусковой автономный отопитель представляет собой компактный прибор, который устанавливается в моторном отсеке. Теплообменник отопителя подсоединяется к охлаждающему контуру двигателя, электроника – к бортовой сети, а система подачи топлива – к топливному баку автомобиля.

Рассмотрим устройство типового автономного отопителя на примере системы Hydronic компании Eberspаcher (рис.2. 1.). Патрубки отопителя, расположенные на его торцевой стороне, подсоединяются к жидкостной системе охлаждения автомобиля. А находящийся там же топливный патрубок – к топливной системе. Для подключения к бортовой сети автомобиля внизу отопителя находится кабель со штекером. Центральное место в отопителе занимает теплообменник с расположенной внутри камерой сгорания, в которой происходит горение топлива. В результате циркулирующая с помощью встроенного насоса жидкость в рубашке теплообменника нагревается и закачивается в двигатель, постепенно его нагревая.

Рис. 2. 1. Устройство подогревателя-отопителя Hydronic: 1 – вентилятор; 2 – свеча накаливания; 3 – датчик пламени; 4 – блок управления с диагностикой; 5 – соединительный кабель со штекером; 6 – дозировочный топливный насос; 7 – вход воздуха сгорания; 8 – датчик перегрева; 9 – датчик температуры; 10 – выход отработавших газов; 11 – водяной насос; 12 – выход горячей охл. жидк.; 13 – вход холодной охл. жидк.; 14 – подача топлива; 15 – теплообменник; 16 – камера сгорания (изготовлена из нержавеющей стали); 17 – глушитель отработавших газов.

Сразу после включения  происходит продувка камеры сгорания с помощью электровентилятора отопителя для удаления остатков продуктов горения. Под действием поданного напряжения свеча накаливания разогревается и воспламеняет топливовоздушную смесь. Топливо подается в камеру сгорания дозировочным насосом, туда же с помощью электровентилятора поступает нужный для горения воздух. Воздух в горелке разгоняется подобно известному примусу, достигая скорости примерно 50 м/с. При работе отопителя слышен своеобразный гул. После прогрева камеры сгорания топливо самовоспламеняется от ее горячих стенок, а свеча накаливания выключается. Наличие горения контролирует датчик пламени. Также датчиками температуры и перегрева контролируется и автоматически регулируется состояние жидкости, циркулирующей в отопителях. Если температура жидкости превышает пороговую, то сокращается подача топлива, и мощность отопителя автоматически уменьшается, и он переходит в режим частичной нагрузки или выключается. При снижении температуры ниже пороговой отопитель включается вновь. Система диагностики, встроенной в блок управления, непрерывно контролирует работу и производит в необходимых случаях его аварийное отключение.

Хотя предпусковой подогрев двигателя – основная цель работы жидкостной печки, но она же поможет прогреть салон, используя его штатный отопитель, что не вполне соответствует назначению прибора. Чтобы салон обогревался, отопитель и его вентилятор должны быть включены. Недостаток такого обогрева салона – сравнительно высокое потребление электроэнергии. Сама печка имеет небольшой расход, но, когда требуется обогреть салон, параллельно с ней работает еще и салонный вентилятор, т. е. потребление энергии возрастает почти вдвое. В результате, греясь несколько часов при выключенном моторе за счет «автономки», водитель просто рискует сильно посадить аккумулятор. В некоторых устройствах включение вентилятора отопителя производится с определенной задержкой через реле, управляемое электроникой подогревателя. Задержка включения вентилятора позволяет вначале быстрее подогреть двигатель и лишь потом обогреть салон.

В автономных отопителях предусмотрено несколько способов их включения. Простейший – включение кнопкой. Дистанционное включение – с помощью пульта с расстояния до 1000 м или командой по телефону в пределах зоны действия сотовой связи. Наличие таймера в системе позволяет запрограммировать несколько значений времени автоматического включения отопителя.

Типовые характеристики автономных отопителей

К наиболее важным для пользователя техническим характеристикам относятся  отопительная (тепловая) мощность, потребление  топлива и расход электроэнергии от аккумулятора. Диапазон типовых  их значений приведен в таблице 2.1. Тепловая мощность характеризует тепловую производительность подогревателя, она измеряется в  кВт/ч или, реже, ккал/ч, обычно единица времени опускается.

Таблица 2.1. Типовые характеристики автономных подогревателей

Приведены значения в режиме полной нагрузки.

Расход электроэнергии, как  и потребление топлива зависит  от режима работы т. е. от выдаваемой тепловой мощности, этот факт, впрочем, достаточно очевиден. А вот информация о том, что при запуске самого отопителя, длящемся 1–2 минуты, резко увеличивается (примерно в три раза) потребление электроэнергии, может быть для пользователя неожиданной, поскольку часто обычно изготовителем не указывается. Эта энергия расходуется на нагрев накальной свечи. Для прогрева легковых автомобилей, микроавтобусов и рубок маломерных судов вполне достаточна отопительная мощность 4–5 кВт. При наружной температуре -20 °C одного часа работы отопителя хватает, чтобы прогреть двигатель типового автомобиля до +70 °C, а салон до +20 °C и освободить стекла ото льда.