Прогревать ли двигатель?

Греть ли автомобильный двигатель или нет? Как правильно это делать? До какой температуры греть? Прогревать ли его в движении или «на ходу»?

Все эти вопросы беспокоят уже которое поколение автомобилистов и автолюбителей. Давайте разберемся в них на примере «движков» Mercedes-Benz с их болезнями и особенностями, как же правильно прогревать двигатель и надо ли это вообще делать.

• Греть ли двигатель при низкой температуре?
• Низкотемпературные показатели моторного масла
• Что мешает двигателю работать с низкой температурой масла?
• Как греть?
• Точка зрения первая — греть только в движении
• Что такое «холодный» запуск?
• Выводы

Греть ли двигатель при низкой температуре?

Что говорит про это заводская инструкция по эксплуатации и сервисная книжка, прилагаемая к автомобилю:

1. Там очень расплывчато сказано: «Быстро прогрейте двигатель при движении. Используйте максимальную мощность двигателя только после достижения рабочей температуры». Раньше, лет десять-пятнадцать назад в инструкциях писали однозначно, что не рекомендуется после запуска при низких температурах прогревать двигатель на неподвижном автомобиле. Рекомендовалось делать это в движении при незначительных нагрузках.
   Из нынешнего варианта совсем непонятно — можно ли постоять, погреть мотор градусов так до 40, потом неторопливо двигаясь догреть его до рабочей температуры. Или пусковые обороты свалились до холостого хода — и все, поехали, «без использования максимальной мощности»?
2. В сервисной книжке есть такая фраза: «Не прогревайте автомобиль во время стоянки». Предлагаю не обращать на нее внимания — подоплека таких рекомендаций вряд ли связана с заботой производителя о надежности агрегата. Скорее это чистый перевод с немецкой версии, где (в Германии и других странах Европы) молотящий ранним утром под окнами автомобиль — не более, чем источник загрязнений окружающей среды, т.е. враг всего живого, в том числе и соседей. Не забывайте, что при этом расходуется еще и немало топлива (двигатель прогревается долго, кроме того работает он на очень богатой смеси). Упреждая возможные проблемы с клиентами, отмечающими несоответствие паспортного и реального расхода топлива, лучше такую фразу в сервисную книжку внести;
3. Казалось бы, кратенькая такая рекомендация — на автомобилях с двигателями AMG не рекомендуется выходить на мощностные режимы до достижения температурой масла величины 20 °C. Опять ничего не говорится о методике прогрева;

Чем опасен холодный пуск и последующий за ним прогрев двигателя:

• повышенный износ деталей двигателя в парах трения, зазор в которых отличается от расчетного (как в большую сторону, например в паре «поршень-стенка цилиндра», так и в меньшую, например в паре «поршень-поршневой палец»);
• недостаточной подачей масла в пары трения в первые секунды пуска и после пуска, особенно в отдаленные в плане масляных магистралей;
• отрицательным влиянием на моторное масло — тут и попадание большого количества несгоревшего топлива, продуктов горения через увеличенный зазор между поршнем и цилиндром; попадание воды в результате конденсации.

От чего зависит скорость прогрева двигателя?
Из всего вышесказанного понятно, что чем быстрее двигатель, а значит и моторное масло, прогреются до рабочей температуры, тем меньшим будет износ двигателя, тем меньше будут последствия для масла (больше воды и топлива удастся испарить, прежде чем они успеют внедриться в масло — уже почти безвозвратно). Так вот, время прогрева, правильнее сказать, скорость прогрева двигателя, зависит от:

• исправности термостата. Настройки здесь я не рассматриваю — подразумевается, что при минус 25 °C жидкость однозначно циркулирует по малому кругу;
• материала блока цилиндров — либо чугун (например, OM601), либо алюминий (например, M112). Понятно, что алюминиевый блок прогреется быстрее;
• вязкости моторного масла — чем масло гуще, тем большее сопротивление трению и качению оно создает, тем быстрее идет нагрев;
• качества топлива. Если речь вести о бензине, то важным показателем является температура испарения 60% бензина. Чем она меньше, тем легче испаряется бензин, тем больше его сгорит. Кроме того, количество тепла от сгорания такого топлива намного больше, а значит, и двигатель прогреется быстрее;
• наличия предпускового подогревателя;
• поведения водителя — либо он сразу пытается включить печку (отбирая тепло таким образом от двигателя). Греет ли он двигатель до кипятка из печки, стоя на месте. Или дожидается ему одному известных знаков, потом продолжает прогрев в движении;

Низкотемпературные показатели моторного масла

Сделаем небольшое отступление в область терминологии, дабы четко понимать суть терминов, касающихся низкотемпературных моментов. Итак, существуют температуры:

1. застывания, иначе Pour Point. Температура, при которой масло перестает течь, и его невозможно перелить из одной тары в другую. Например, из канистры в двигатель. Не надо путать с температурой «замерзания». В нефтехимии термин «замерзание» относят к светлым нефтепродуктам, например дизтопливу, «застывание» применимо к маслам. Часто в информационных листках производители указывают какие-то сумасшедшие температуры Pour Point. Встречаются и показатели минус 54 °C. Это абсолютно не значит, что при такой температуре еще возможен запуск. Нет и еще раз нет. Температура застывания, как правило, ниже температуры прокачиваемости на 5 градусов. Для понимания напомню, что при снижении температуры на 5 °C вязкость моторного масла возрастает примерно в 2 раза;
2. предел прокачиваемости. По сути — это вязкостная характеристика масла при низких температурах и малой скорости сдвига масляных слоев. Ниже этой температуры масляный насос просто не сможет закачать масло из поддона и продавить его по масляным магистралям, т.е. мы получим сухое трение и смерть двигателя. Согласно стандарту SAE, пределом прокачиваемости считается минимальная температура, при которой вязкость моторного масла составляет не выше 60000 МПас, обеспечивая прокачивание по масляной системе). Предел прокачиваемости, как правило, градусов на 5 выше температуры застывания и градусов на 10 ниже предела проворачиваемости;
3. предел проворачиваемости. Проверяется на «имитаторе холодного пуска» CCS (Cold Cranking Simulator). Составляет 6200 МПа с для масел 0W-XX при температуре -35 °C; 6600 МПа с для масел 5W-XX при температуре -30 °C; 7000 МПа с для масел 10W-XX при температуре -25 °C. На самом деле, эти величины совсем не означают минимальную температуру, при которой возможно провернуть коленчатый вал. Согласитесь, что можно прихватить коленвал хоть точечной сваркой, а после этого стартером мощностью в 500 л.с. провернуть и сварку, и замерзшее масло. Поэтому температура проворачиваемости — весьма условная величина, означающая, что стартер способен раскрутить коленвал до пусковых оборотов, т.е достижим успешный запуск.

Что мешает двигателю работать с низкой температурой масла?

Попробуем понять, что вообще происходит с двигателем, его внутренностями, маслом при низкотемпературном пуске. И вообще, что считать низкотемпературным пуском? Понятно, что, затевая разговор про масло, мы подразумеваем абсолютную исправность АКБ, стартера, системы зажигания и топливной. Считаем, что топливо также соответствует сезону. Т.е. пуск сам по себе должен произойти без проблем. Рассмотрим два случая холодного запуска:

1. температура воздуха, а равно и успевшего нормально остыть за ночь двигателя равна или ниже т.н. предела проворачиваемости. ОК! Как-то смогли прокрутить — например, таская машину на галстуке. Но это не значит, что все в порядке: если температура масла ниже указанной (строчкой выше) еще градусов на пять, то мы утыкаемся в т.н. предел прокачиваемости, т.е. вязкость масла достигает величины 60000 МПас. Это означает, что масло никак не сможет быть прокачано масляным насосом по масляным же каналам к подшипникам коленвала, в механизм ГРМ, никак не попадет на стенки цилиндров и поршни. Т.е. двигатель просто умрет. Такую ситуацию я даже рассматривать не буду — как поступать в этой ситуации Вам подскажут скорее водилы с якутских приисков ну или дядя Саша с МТС — паяльная лампа под поддон, «обливание» двигателя кипятком или вообще не глушить сутками… Вооооот!
2. второй случай (наш), т.е. когда температура масла (читай — двигателя или забортного воздуха) холодным зимним утром выше температуры проворачиваемости. Понятно, что ситуация наиболее распространенная, т.к. каждый, кто живет в регионах с холодными зимами к этим зимам готовится и использует масла (по собственному решению или совету старших товарищей), способные обеспечить запуск при самых низких температурах, какие только могут случиться в его родном городе. Считается, что уверенный запуск может быть обеспечен при вязкости масла меньше 6500…7000 сСт.
   Вот в этом случае и возникают разногласия — можно (или нужно) сразу после пуска начинать движение? Или необходим длительный прогрев до рабочей (или какой-то другой) температуры?

Так что же происходит с двигателем и маслом при холодном пуске? Чем опасен холодный пуск для двигателя:

1. Большим временем наполнения масляных магистралей двигателя. Кратко суть: если принять мощность пары «АКБ+стартер» при температуре +20 °C за 100%, то при температуре -30 °C она составит только 20%. Т.е. стартер будет много медленнее вращать коленвал, пуск с учетом нежелания бензина гореть при таких температурах произойдет позже. И все это время еле-еле вращающийся масляный насос будет работать с малой производительностью, что приведет к медленному нарастанию давления в масляной системе. А давление ой как нужно! С точки зрения гидравлики, пары трения (например, шатунный или коренной подшипник скольжения) можно рассмотреть как жиклер, проходное сечение. Известно, что скорость потока (читай — пропускная способность) через проходное сечение прямо пропорциональная площади сечения, разнице давлений «до-после» и обратно пропорционально вязкости жидкости. Хорошо, площадь сечения не меняется от температуры, но низкое давление в масляной системе (речь идет именно о первых секундах работы, когда стартер еле-еле крутит коленвал) плюс густое масло приведут к тому, что масла через вкладыш будет проходить много меньше, чем это необходимо. Результатом может стать разрыв масляной пленки и сухое трение, т.е. задиры на коленвалу. В двигателях M278 завод поступил интереснее — установил на магистраль подачи масла к форсункам охлаждения днища поршней отсечной клапан, который при низких температурах двигателя перекрывает подачу. Убиты два «зайца» — отключается лишний потребитель масла, и быстрее прогреваются поршни. Из минусов — убрали лишний источник тепла для быстрейшего прогрева масла.
2. Дальше масло начинает нагреваться, и греется оно тем интенсивнее, чем масло более вязкое. Условно говоря, при использовании 10W-40 само масло прогреется быстрее, чем на 0W-40. Но тут мы сталкиваемся еще с одной особенностью мерседесовских моторов: за редким исключением, все они оснащены теплообменниками «вода-масло». Этот теплообменник является дополнительной точкой, где масло теряет столь нужное нам тепло, отдавая его намного медленнее прогревающейся ОЖ. Поэтому на машинах с таким теплообменником масло греется много медленнее.
   

   Теплообменник «вода-масло» на примере двигателя M272

   Итак, чем более вязкое масло используется в двигателе — тем быстрее масло нагревается: более вязкое масло обуславливает и высокое трение в парах. Следует отметить одну вещь — фактор влияния наличия топлива в масле. Очень часто приходится слышать рассказы, что на масле 10W-40 или даже 15W-40 двигатель неплохо запускается при температурах минус 30 и ниже. Владельцам данных авто есть смысл задуматься:

   • если в 5,5 литров моторного масла двигателя M271 попадет 500 мл бензина, то вязкость масла при температуре 40 °C составит только 43% от вязкости чистого масла;
   • если в 5,5 литров моторного масла двигателя M271 попадет 350 мл бензина, то вязкость масла при температуре 40 °C составит только 50% от вязкости чистого масла;
   • если в 5,5 литров моторного масла двигателя M271 попадет 190 мл бензина, то вязкость масла при температуре 40 °C составит только 63% от вязкости чистого масла;
   • если в 5,5 литров моторного масла двигателя M271 попадет 100 мл бензина, то вязкость масла при температуре 40 °C составит только 78% от вязкости чистого масла;
   • если в 5,5 литров моторного масла двигателя M271 попадет 44 мл бензина, то вязкость масла при температуре 40 °C составит только 87% от вязкости чистого масла;

   Более того, 10% топлива, попавшие в моторное масло, через 24 часа работы двигателя превратятся не в ноль, а только в 0,7…1%. Т.е. топливо испаряется крайне тяжело.

   Наверняка найдется кто-то, кто скажет, что такое количество топлива в масло попасть не может. Отсылаю к результату анализа масла из двигателя M156 с пробегом всего 9000 км после московской зимы. Читайте здесь. Заметьте — автомобиль скорее всего абсолютно исправен в плане АКБ, системы зажигания, скорее всего владелец не экономит на топливе (заправляет что-нибудь премиальное) ну и т.д. И тем не менее, в масле оказалось 1,2% бензина.

   Что же касается конкретно двигателей M271, то я не просто для красного словца упомянул его здесь. Многие помнят прошлую зиму, когда тысячи владельцев новеньких Цэшек и Ешек с мотором 271.8 тупо мотались по сервисам, пытаясь понять, откуда у них в двигателе 2 (два) уровня масла?

3. Зазоры в парах и сочленениях двигателя далеки от расчетных. Скажем, по паре «поршень-гильза» зазор возрастает в два раза против номинального (заданного для процесса сборки, т.е. при температуре +20 °C). Сами понимаете, что расчетные, т.е. при рабочей температуре, зазоры еще меньше. Зато в паре «поршневой палец — поршень» наоборот — зазор стремится к нулю, т.е. речь идет о «закусывании». Все так или иначе замечали, что после низкотемпературного пуска двигатель работает намного шумнее. Это — результат работы с нерасчетными зазорами, который по итогу приводит к чрезмерному износу двигателя. Считается, что один прогрев с «минус 30» до рабочей температуры отбирает у ресурса двигателя порядка 500 км. Поэтому задача — как можно быстрее прогреть двигатель, минимизируя износ.

Как греть?

Казалось бы кратенькая такая рекомендация — на автомобилях с двигателями AMG не рекомендуется выходить на мощностные режимы до достижения температурой масла величины 20 °C. Речь идет именно о прогреве в режиме движения. На автомобилях AMG это сделать достаточно просто — температура масла отражается в стандартном меню бортового компьютера. На обычных моделях такой индикации нет. Ну да ладно — смысл не в этом. Из рекомендаций завода мы знаем, что в двигатели AMG допускается заправлять только масла с показателями 0W-40 или 5W-40. Вязкость масла при 20 °C нигде не оговаривается, но она составляет примерно 200…300 сСт для масел 0W-40 или 5W-40. Т.е. мы знаем, что при вязкости 200…300 сСт мы имеем полное право грузить мотор по полной, не боясь его повреждения или разрушения. Другое дело, что такая вязкость достигается для других масел при совсем иных температурах. Поскольку кривые изменения вязкости по температуре сильно разнятся от масла к маслу, примем для себя следующее допущение :

• масла ХW-30 позволяют переходить в режим движения с высокими нагрузками при температуре масла 10…15 °C;
• масла XW-50 придется греть градусов до 30, а «шестидесятки» — до 40 °C.

Владельцам AMG хорошо — можно достаточно точно поймать этот момент. Что делать простым обывателям на «гражданских» Мерседесах? Ведь температура масла не равна температуре ОЖ! Выход — греть двигатель с «запасом» — градусов до 40 (температура охлаждайки). Обычно это начало шкалы указателя температуры. Т.е. стрелка или столбик стали выше отметки 40 — можно и «притопнуть».

Итак, мы знаем три реперные точки нашего графика режимов прогрева моторного масла:

1. Точка минимальной температуры моторного масла, при которой возможен безопасный запуск;
2. Точка, при которой двигатель можно выводить на мощностные режимы, не боясь его повреждений. Понятно, что речь идет о второй фазе прогрева — прогрева в движении. Суть в том, что фаза эта разбита также на две части — в первой части мы «тошним», не поднимая обороты выше 2000-2500, пока температура масла не достигнет 20 °C. Во второй части прогрева в движении мы можем себе позволить прибавить газу и даже обогнать трамвай 🙂 ;
3. Ну и более-менее всем понятная точка — нормальный рабочий температурный режим, когда температура масла равна или незначительно выше прогретого до рабочей температуры двигателя;
4. Осталось найти четвертую точку. Это температура, до которой необходимо довести масло, прежде чем можно будет начать прогрев масла в движении. Теоретически это значение можно найти, рассчитать, логически предположить. Но для этого потребуется составить сложную методику расчета, которая будет принимать во внимание температуру масла при запуске, тип двигателя — дизельный или бензиновый, если бензиновый — то с наддувом или без, со впрыском во впускной коллектор или непосредственным впрыском, характеристику термостата, материал блока цилиндров, истинные вязкостные характеристики масла ну и много еще чего. Хорошо, ну пусть даже мы выведем гипотетическую температурную зону, до которой прогрев должен проходить на неподвижном авто, а после которой — в движении. Но за исключением AMG-моделей ни на одном Мерседесе нет указателя температуры моторного масла. А сопоставлять ее с температурой охлаждающей жидкости — значит вносить дополнительную погрешность.

Вот тут и появляются две полярные точки зрения: первая — греть нельзя, пусковые обороты упали — и поехали; вторая — прогревать на холостом ходу как минимум до отрыва стрелки указателя ОЖ от упора, некоторые греют до рабочей температуры.

Точка зрения первая — греть только в движении

Имеет право на существование: и уклончивые фразы в инструкции по эксплуатации, и безапелляционные заявления работников автосервисов. Но здесь несколько НО:

1. Запрет на прогрев двигателя на режиме холостого хода со стороны завода носит скорее экологический характер. Действительно, богатая смесь, неполное сгорание топлива, не вышедшие на температурный режим катализаторы и лямбда-зонды — все это приводит к отравлению всего живого вокруг. Европейцы такое не приемлют. Поэтому в этом требовании я вижу немалую долю лукавства.
2. Говорится о более быстром прогреве двигателя в режиме движения. Но вспомните, как обычно это происходит? Вы начинаете движение и понимаете, что не видите, куда едете. Следующим логичным действием будет включить вентилятор и отопитель на полную, дабы на лобовом стекле не образовывались снежные поля от вашего дыхания. Но таким образом вы начинаете отнимать драгоценное тепло у двигателя, замедляя процесс прогрева. Многие мои знакомые, кто живет недалеко от работы, жалуются, что двигатель так и не прогрелся за время поездки. Это быстрый прогрев?
3. Давно не выбирался в глухую провинцию, но в больших городах бываю часто. Картина примерно везде одинаковая — пару минут кружишь по дворам, потом встаешь в глухую пробку, где 80% приходится на режим того же холостого хода, перемежающегося резкими рывками, дабы не пропустить Газель, пытающуюся втиснуться перед Вами. Это прогрев в движении?
4. Задайте сами себе вопрос — почему двигатель в движении прогревается быстрее? Правильно — потому что нагрузка больше! Т.е. мы пытаемся избежать износа в результате медленного прогрева на стоящем автомобиле, рискуя повредить двигатель в результате работы с высокими нагрузками на холодном масле! И при этом не избегаем износа.
   Более того — износ в этом случае более интенсивный, просто сокращенный по времени. В уравнении «длительный, но условно малый износ» и «интенсивный износ на протяжении короткого периода времени» можно поставить знак равенства.
5. Кроме двигателя как такового есть и другой агрегат, который не меньше зависим от температуры — это автоматическая коробка. Высокие нагрузки при низкой температуре масла могут привести к повреждению колес гидротрансформатора. Это первое. Второе — в логику блоков управления двигателем заложена функция быстрого прогрева систем нейтрализации выхлопных газов, для чего переключение на повышенные передачи происходит на более высоких оборотах (многие замечали, что в холода коробка «тянет», переключаясь намного позже, а зачастую и некомфортно, т.е. с ударом). Мелочь, но не самая полезная для здоровья коробки.

Итак, на одной чаше весов у нас аргументы в виде длительного износа плюс вред окружающей среде. На другой — тот же износ, более интенсивный, с риском повреждения двигателя (если не понимать, где граница «движения без нагрузки»), но более короткий во времени плюс дискомфорт (заиндевевшие стекла; ощущения от кожаных сидений, будто тебя снеговик в зад поимел ну и т.д.). Выводы? Крайне просты — с точки зрения ресурса двигателя абсолютно нет никакой разницы в способе прогрева — на стоящем авто или в движении. Все споры, годами длящиеся в среде автомобилистов, а в последнее время на форумах автосообществ — сродни гулливеровским проблемам, с какого конца яйцо разбивать. И здесь не найти золотую середину.

Я лично не являюсь адептом ни одной из точек зрения. На одном из своих автомобилей (Ауди-80 1988 г.в.) я вообще никогда не грел двигатель. Машина прошла без малого миллион километров (понятно, что не все подо мной, но на меня пришлись последние) без ремонта двигателя. Мерседес (211.065 с мотором M112) я грею до 40 градусов, иногда больше. Пока покуришь, стекла очистишь ну и т.д. Пробег сейчас — 250 000 км. Тоже не мало.

Один нюанс: при прогреве на стоящем авто само моторное масло страдает намного больше. Неустановившиеся зазоры в ЦПГ провоцируют больший прорыв влаги, продуктов горения топлива и несгоревшего топлива в подпоршневое пространство, т.е. в масло. Поэтому сторонникам длительного прогрева есть смысл подумать о внеочередной замене масла с наступлением тепла.

Что такое «холодный» запуск?

Давайте попробуем понять для себя, какая температура является «пороговой», выше которой прекращаются споры о необходимости или опасности длительного прогрева на стоящем автомобиле? Ноль градусов? Или минус 10? Или минус… Может, она зависит от вязкости или качества моторного масла?

На самом деле, абсолютно без разницы, при температуре минус 20 °C вы запускаете двигатель или при плюс 20 — двигатель работает с нерасчетными зазорами, и мы имеем все тот же износ, пусть и много меньший при плюсовых температурах. То, что вам не холодно, совершенно не означает, что вязкость масла достигла расчетных 10…20 сСт, на которую рассчитан двигатель для идеальной смазки всех пар. Греть двигатель необходимо и при пуске в плюс 10. Понятно, что длительный прогрев на стоящем автомобиле здесь просто неуместен, но какое-то непродолжительное время все же требуется для прогрева масла.

Выводы

Делаем вывод — греть все-таки надо. Вопрос — как? Если попросту — следует придерживаться следующих правил:

• всегда содержать АКБ, топливную систему и систему зажигания в идеальном состоянии;
• стараться заправляться только на проверенных заправках;
• по возможности приобретать автомобили с предпусковыми подогревателями. Если ваш автомобиль таковым не оборудован — рассмотреть вариант его дооборудования. Проживающим в Тунисе совет бесполезный и даже вредный. Равно как и тем, кто собирается отъездить на авто до окончания гарантийного срока и быстренько купить другую машину;
• заправлять двигатель соответствующими по вязкостным характеристикам маслами. Соответствовать они должны предполагаемой зиме в регионе Вашего проживания. Понятно, что в Краснодарском крае достаточно будет и 10W-XX. В Архангельске же однозначно 0W-XX;
• прогревать двигатель на стоячем автомобиле необходимо. Только делать это надо без отбора тепла в систему отопления (т.е. печку следует выключить). Время прогрева в этой фазе — на Ваше усмотрение: от 5 минут (если мороз -15 и выше или масло используется 0W-XX) до 10 минут. Можно греть и до момента, когда стрелка указателя температуры ОЖ слезет с упора. Но это — только если Вам наплевать на соседей, их детей, озоновый слой, деньги, которые Вы заплатили за бензин, время и нервы, которые вы потратите на последующее стояние в пробках;
• дальнейший прогрев — в движении, согласно «рекомендациям завода-изготовителя». Сперва без нагрузки, медленно вливаясь в ряды таких же, как и вы, ничего не видящих через заиндевевшие окна. Потом, по достижении маслом температуры 20 °C (на AMG-шных моторах программно снимается «ограничитель» нагрузок — это Вы почувствуете сами. На обычных моторах, где нет ни ограничителя, ни масляного градусника — по поведению стрелки указателя ОЖ. Она должна оторваться от упора (если только вы не сделали этого на стоящем авто, куря, отскабливая стекла, матерясь на климат, страну, родителей, которые родили вас не в Калифорнии, а здесь, среди российских снегов ну и т.д.);
• далее — до достижения двигателем рабочей температуры. Постепенно увеличивая нагрузку на двигатель.

Не забывайте про вязкость — двигатель рассчитан на работу с маслом вязкостью 10…20 сСт, а уже при температуре 40 °C она составляет под соточку, т.е. в 5-10 раз выше. Любое отклонение в работе системы смазки может привести к нарушению условий целостности масляной пленки, а значит и к сухому трению = износу двигателя. Так что береги сани летом, зубы от сладкого, шевелюру от ревнивой жены, а мотор — при холодных пусках.