Как влияет температура воздуха на мощность двигателя

Влияние температурных параметров на работу мотора

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и их составные части подвергаются сильному нагреву во время эксплуатации различных транспортных средств. При этом, как перегрев, так и переохлаждение мотора способны спровоцировать выход его из строя. В связи с этим одной из важнейших задач разработчиков силовых агрегатов является обеспечение оптимального теплового режима их работы. Грамотно организованная система охлаждения двигателя способствует получению наилучших эксплуатационных параметров ДВС, к которым относятся:

  1. Максимальная мощность.
  2. Минимальный расход горючего.
  3. Увеличенный срок эксплуатации.

Влияние температурных параметров на работу мотора

За один рабочий цикл температура в цилиндрах ДВС изменяется от 80…120 градусов Цельсия во время впуска горючей смеси до 2000…2200 градусов Цельсия в процессе ее сгорания. При этом силовой агрегат достаточно сильно нагревается.

Принято считать, что двигатель нормально функционирует, если интервал изменения температуры в районе блока цилиндров находится в пределах 90 – 110 градусов Цельсия.

Если мотор во время работы охлаждается недостаточно интенсивно, то его детали сильно нагреваются и изменяются в размерах. Значительно уменьшается (из-за выгорания) и объем моторного масла, залитого в картер. В итоге увеличивается трение между взаимодействующими деталями, что приводит к их быстрому износу или даже заклиниванию.

Однако и переохлаждение ДВС отрицательно сказывается на его работе. На стенках цилиндров холодного двигателя происходит конденсация паров топлива, которые, смывая слой смазки, разжижают моторное масло, находящееся в картере.

Для исключения негативных последствий, связанных с нарушением теплового режима, системы охлаждения проектируются так, чтобы исключить перегрев и переохлаждение мотора в процессе эксплуатации.

В результате химические свойства последнего ухудшаются, что способствует:

  • увеличенному расходу моторного масла;
  • интенсивному износу трущихся поверхностей;
  • падению мощности силового агрегата;
  • увеличению расхода горючего.

Классификация

При работе мотора необходимо обеспечить отвод от 25 до 35% выделяемого тепла. Для его эффективного поглощения (отвода) чаще всего используют воду, воздух или специальную жидкость (тосол, антифриз). Материал теплоносителя определяет способ охлаждения силового агрегата.

  1. Принудительного воздушного охлаждения.
  2. Жидкостного охлаждения с замкнутым циклом.

Жидкостная система охлаждения

В настоящее время для эффективного охлаждения автомобильных двигателей используют закрытую систему жидкостного охлаждения с замкнутым циклом.

Конструкция

В обязательном порядке система содержит расширительный бачок, который служит для компенсации изменения объема жидкости при изменении ее температуры. Кроме того, через него заливают теплоноситель.

Также в состав системы входят:

  • водяная рубашка силового агрегата (пространство между двойными стенками блока цилиндров и его головки в местах отвода чрезмерного количества тепла);
  • датчик температуры;
  • биметаллический или электронный термостат, обеспечивающий оптимальную температуру в системе;
  • помпа-насос центробежного типа, обеспечивающий принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости в системе;
  • вентилятор, с помощью которого усиливается поток встречного воздуха на основной радиатор системы;
  • радиатор, осуществляющий передачу тепла окружающей среде;
  • радиатор отопителя, предназначенный для передачи тепла непосредственно в салон автомобиля;
  • контрольный прибор, встроенный в панель приборов автомобиля.
Читайте также:  Если в двигателе нет антифриза датчик будет показывать температуру

Принцип действия

Охлаждающая жидкость заливается в систему через расширительный бачок. Постоянно циркулируя внутри системы, она отводит тепло от составных частей мотора, нагревающихся в процессе работы, нагревается, попадает в радиатор, охлаждается в радиаторе встречным потоком воздуха и возвращается обратно.

При необходимости включается вентилятор, усиливая эффективность охлаждения. Для замкнутых систем охлаждения температура теплоносителя не должна превышать 126 градусов Цельсия. Таким образом, обеспечивается оптимальный тепловой режим работы силового агрегата.

Дополнительные функции

Кроме своей главной задачи – отвода тепла от нагревающихся элементов, жидкостная система охлаждения двигателя обеспечивает также:

  • Прогрев силового агрегата в холодное время года

В современных системах жидкостного охлаждения предусмотрено два контура, по которым может циркулировать охлаждающая жидкость. Это сделано для того, чтобы в момент пуска холодного двигателя, когда его детали и сама жидкость имеют низкую температуру, циркуляция теплоносителя осуществлялась по малому кругу (мимо радиатора).

Обеспечивается это термостатом, который в момент, когда температура поднимется до определенного уровня (70-80 градусов Цельсия), открывается, давая возможность теплоносителю циркулировать по большому кругу (через радиатор). Таким образом, осуществляется ускоренный процесс прогрева двигателя.

  • Нагревание воздуха в салоне автомобиля

В холодное время года с помощью горячего теплоносителя происходит нагревание воздуха в салоне автомобиля. Для этого служит дополнительный радиатор, установленный в салоне и оснащенный собственным вентилятором. С их помощью тепло, отобранное от горячей жидкости, распространяется по всему объему салона.

  • Снижение температуры нагнетаемого в цилиндры воздуха

Специально для двигателей, оснащенных турбонагнетателями, предусмотрены двухконтурные системы, в которых один контур обеспечивает охлаждение жидкости, а второй – охлаждение воздуха.

Кроме того, контур охлаждения теплоносителя также представляет собой двухконтурную систему, один контур которой охлаждает головку блока цилиндров, а другой – сам блок.

Это вызвано тем, что в турбированном моторе температура головки блока цилиндров должна быть ниже температуры самого блока на 15…20 градусов Цельсия. Особенностью такой системы охлаждения является то, что каждый контур контролируется собственным термостатом.

Достоинства и недостатки

Жидкостная система охлаждения двигателя присутствует практически у всех современных автомобилей. Принципиально отличаясь от систем воздушного охлаждения, она гарантирует:

  • равномерное и быстрое прогревание силового агрегата;
  • эффективный отвод тепла в любых условиях эксплуатации двигателя;
  • снижение затрат мощности;
  • стабильный тепловой режим работы мотора;
  • возможность использования выделяемого тепла для нагревания воздуха в салоне и пр.

Среди немногочисленных недостатков жидкостной системы охлаждения можно отметить:

  • необходимость регулярного обслуживания и сложность ремонта;
  • повышенную чувствительность к изменениям температуры.

Неисправности и способы их устранения

Всем системам жидкостного охлаждения свойственны характерные неисправности. Чаще всего встречаются:

  1. заклинивание термостата в закрытом положении (циркуляция жидкости осуществляется по малому кругу);
  2. поломка помпы;
  3. повреждение выпускного клапана, встроенного в пробку расширительного бачка;
  4. утечка теплоносителя вследствие разгерметизации системы (повреждение уплотнителей, коррозия и пр.).
  5. Кроме того, достаточно часто термостат заклинивает в положении «Открыто» (теплоноситель циркулирует по большому кругу), что увеличивает время прогрева холодного мотора и способствует нестабильности теплового режима при его дальнейшей работе.

Все эти неисправности характеризуются значительным повышением рабочей температуры силового агрегата, что может привести к закипанию теплоносителя и перегреву мотора.

Устраняются все дефекты путем замены неисправных и/или поврежденных деталей или комплектующих.

Воздушная система охлаждения

Моторами воздушного охлаждения оснащались транспортные средства в 50-70 годах прошлого века. Типичными представителями таких автомобилей являются «Запорожец» или FIAT 500. Сейчас моторы с воздушным охлаждением в автомобилестроении практически не встречаются.

Читайте также:  Двигатель глохнет на холостом ходу опель вектра

Конструкция и принцип действия

Конструктивно система принудительного воздушного охлаждения монтируется в подкапотном пространстве транспортного средства и состоит из:

  • отсасывающего или нагнетающего вентилятора;
  • направляющих ребер рубашки охлаждения двигателя;
  • органов управления (дроссельные заслонки, управляющие подачей воздуха или муфта, регулирующая частоту вращения вентилятора в автоматическом режиме);
  • температурного датчика, установленного в силовом агрегате;
  • контрольного прибора, выведенного на приборную панель в салоне автомобиля.

Охлаждение мотора осуществляется встречным холодным воздухом. Для усиления его потока чаще всего используют вентилятор нагнетающего типа. Он усиливает поток холодного плотного воздуха и обеспечивает его подачу в больших количествах при малых энергетических затратах.

Отсасывающий вентилятор требует больших затрат мощности, однако обеспечивает более равномерный отвод тепла от деталей силового агрегата.

Достоинства и недостатки

Моторы с принудительным воздушным охлаждением отличаются:

  • простотой конструкции;
  • низкими требованиями к изменению температуры окружающей среды;
  • небольшим весом;
  • несложным техническим обслуживанием.

К недостаткам системы воздушного охлаждения относят:

  • большую потерю мощности мотора, которая расходуется на обеспечение работы вентилятора;
  • высокий уровень шума во время работы вентилятора;
  • недостаточное охлаждение отдельных элементов двигателя из-за неравномерного обдува;
  • невозможность использования излишков тепла для обогрева салона.

Источник

Вот как жара влияет на динамику вашего автомобиля

Если на улице жарко, ваш автомобиль будет разгоняться гораздо медленнее

Со временем автомобили теряют мощность, а вместе с ней уходит динамика разгона. Не важно, сколько секунд было записано в паспорте транспортного средства в день выхода машины с конвейера, через 10 – 20 лет можете смело добавлять туда пару секунд (если машину гоняли и в хвост и в гриву). Схожие метаморфозы на практике прочувствовал на себе YouTube-блоггер, по совместительству поклонник моделей Mercedes-Benz AMG, Алекс ведущий канала «LegitStreetCars». Впрочем, как оказалось, техническое состояние автомобиля было здесь не совсем «при делах».

Разбор одного из видео с канала Алекса: Сколько теряет мощности автомобиль с большим пробегом

Недавно, во время соревнований блоггер заметил, что его старый заряженный болид C43 AMG проиграл несколько заездов автомобилю, которому он точно не должен был проиграть. Сравнив результаты замера динамики с 0 до 100 км/ч, владелец определил, что Мерседес разгоняется на пару секунд медленнее, чем было заявлено 19 лет назад. На фоне этого, было принято решение достойное Эркюля Пуаро, найти пропавшие «лошади». Причина была найдена, и вы будете удивлены насколько она нестандартная!

Как оказалось, причиной потери мощности стала… температура окружающего воздуха и отсутствие двух небольших патрубков под капотом. Во время заездов температура на солнце была слишком высокой, плюс к этому на автомобиле отсутствовало несколько незначительных на первый взгляд деталей, что в совокупности просто убило производительность мотора. Процесс сгорания топлива требует прохладного поступающего в цилиндры воздуха, богатого кислородом. Чем ниже температура воздуха, тем выше плотность молекул кислорода.

Из-за жары, C43 AMG при разгоне до 100 км/ч не смог выйти даже из 8.5 секунд, хотя по данным производителя время должно быть чуть более 6 секунд.

Прежде чем установить реальную причину потери мощности, была проведена стандартная схема проверки состояния Мерседеса: замер компрессии во всех восьми цилиндрах, проверка работы топливной системы. Под конец блоггер подумал, что было бы неплохо установить так называемые Cold Air Intake (Холодные воздухозаборники), которые предыдущий владелец по какой-то причине демонтировал.

Читайте также:  Большой расход масла в двигателе змз 409

Изначально этот AMG поставлялся с двумя патрубками, идущими к «ноздрям» передней решетки, которые подавали более прохладный окружающий воздух в воздушный фильтр низкого сопротивления. Без этих пластиковых трубок двигатель всасывал предварительно разогретый в моторном отсеке воздух. Этот факт стоил одной секунды при наборе скорости с 0 до 100 км/ч. Стоп! Но где еще одна секунда?

Она как раз пришлась на температурную поправку окружающей среды. Дополнительный эксперимент был проведен ранним утром, когда солнце не успело прогреть воздух. Опыт оказался успешным. Возможно, результат немного недобрал до идеального, но ведь и условия проведения замеров в обычной жизни далеки от тех, в которых проходят испытания прототипы. Влажность, температура, дорожное покрытие, скорость ветра, шины и так далее и так далее. Автопроизводитель заинтересован показать товар «лицом».

В жизни подобных идеальных условий добиться будет очень непросто. Должно совпасть немало факторов. Но если автомобиль действительно потерял приемистость, проверьте, на месте ли трубки воздухозаборников и не слишком ли жарко на улице. Может пора на сиесту?

Источник

При какой температуре воздуха можно перестать прогревать двигатель?

Практика показывает, что многие водители стараются прогревать двигатель до рабочей температуры прежде, чем начать движение. Такой подход я считаю правильным, так как он позволяет снизить нагрузку на двигатель. Однако, холостой ход в большом объеме также является источником снижения ресурса мотора. Именно поэтому я решил рассказать о том, при какой температуре воздуха можно перестать прогревать двигатель после длительной стоянки.

Статья будет полезной? Не забудьте поставить «палец вверх» и подписаться на канал !

Для начала немного коснемся вопроса прогрева двигателя в целом. Движение на температуре, ниже «рабочей», влечет за собой ряд негативных последствий . Во-первых, металлические элементы двигателя на заводе подгоняются с высоким уровнем точности, а при низкой температуре металл немного сужается. Именно поэтому многие автолюбители сталкиваются с шумной работой мотора «на холодную» . Во-вторых, активное движение на непрогретом двигателе может стать причиной залегания колец , что в итоге влечет за собой снижение ресурса двигателя.

В зимний период прогревать двигатель можно различными способами, одни водители стараются набрать температуру при движении , другие ждут до тех пор, пока стрелка не достигнет рабочих показателей . С наступлением теплого времени года ситуация меняется, поэтому можно сделать коррективы в процедуру прогрева мотора.

На практике оптимально нагревать двигатель до тех пор, пока стрелка температуры не начнет свое движение . Обычно это происходит в тех случаях, когда мотор прогрелся до температуры в 50°С, но на некоторых моделях автомобилей диапазон может быть иным.

Получается, что весной после длительной стоянки двигатель все еще нуждается в прогреве, хотя эта процедура займет значительно меньше времени, чем при сильном морозе . Обычной для достижения температуры в 50°С на бензиновом двигателе потребуется всего 2-3 минуты .

Полностью отказаться от прогрева мотора можно в летний период, когда стрелка термометра достигает 30°С в тени . Этой температуры уже достаточно для того, чтобы двигатель работал в нормальном режиме без лишних нагрузок. При этом, сильно «раскручивать» двигатель до наступления рабочей температуры также не рекомендуется. Полностью отказываться от прогрева двигателя весной не стоит .

Источник

Adblock
detector