Но вот вопрос: можно ли на самом деле считать оптимальной температуру охлаждающей жидкости в пределах 85-100°С, которая по окончании прогрева после запуска двигателя поддерживается в большинстве колесящих по Беларуси машин?
Нам хотелось бы думать, что это так. Однако судя по трехмерному графику, демонстрирующему, какой в идеале должна быть температура охлаждающей жидкости при движении автомобиля с той или иной скоростью и нагрузкой на двигатель, это совсем не так.
Фактически оптимальными 85-100°С являются лишь для случаев, когда нагрузка на двигатель превышает 80%. Но с такой нагрузкой машины ездят редко. Львиную долю времени автомобили эксплуатируются в режимах меньших или, как их еще называют, частичных нагрузок и скоростей до 130 км/ч, а для таких режимов желательна температура охлаждающей жидкости не ниже 95°С и далее в сторону увеличения по мере того, какими выглядят условия движения и нагрузки.
Температурный максимум, естественно, не беспределен и находится на уровне 110-115°С для некоторых рабочих режимов, но это не означает, что и такие высокие градусы для них оптимальны. Просто дальнейшее увеличение температуры охлаждающей жидкости без одновременного увеличения давления в системе охлаждения становится небезопасным из-за угрозы закипания антифриза, а в бензиновых двигателях - еще из-за возможности детонационного сгорания.
Это требует пересмотра технических решений, принятых в конструировании и производстве компонентов системы охлаждения, а относительно бензиновых моторов вызывает также необходимость использования иного топлива, что ограничивает желаемый нагрев указанным выше уровнем. В итоге температуры охлаждающей жидкости, которые мы считаем оптимальными, в действительности являются не более чем компромиссными. И если разобраться, то выбраны они лишь из соображений защиты двигателей от перегрева с одной стороны и переохлаждения - с другой.
Однако любой компромисс наряду с получением каких-то выгод предполагает и ущерб чему-то другому. Отражается же работа двигателя при более низких температурах, чем они могли бы быть, в первую очередь на эффективности сгорания топлива. А из-за того что в горючей смеси что-то не догорело, топливо отрабатывает свое не с полной отдачей, а стало быть, теряется мощность. Чтобы потерю восполнить, топлива требуется больше, а это означает его перерасход, или, другими словами, неэкономичную работу силового агрегата.
Это во-первых, а во-вторых, то, что в цилиндрах не догорело, будет из них выброшено вместе с отработавшими газами в виде токсичных веществ. От них ни один из каталитических нейтрализаторов не обеспечивает стопроцентную очистку. Что-нибудь в атмосферу обязательно проскочит, поэтому желательно, чтобы токсинов в выхлопе содержалось меньше. Опять же продуктом сгорания является углекислый газ, который ранее считался безвредным, а теперь признан способствующим парниковому эффекту. Чем больше топлива сгорело, тем больше в атмосферу будет выброшено "це-о-два".
В принципе проблемы с мощностью, экономичностью и экологической чистотой транспортных средств вовсе не новы. Как они решаются, мы были свидетелями не один раз. Спросите себя, куда подевались "табуны" некогда курсировавших по Беларуси автомобилей с карбюраторами и моновпрыском, - и поймете, где окажутся машины с системами охлаждения, не обеспечивающими оптимальный тепловой режим.
Пусть пока еще и незаметно для большинства наших автовладельцев, которым по известным причинам приходится продолжать эксплуатировать устаревшую технику, с охлаждением моторов происходит то, что уже произошло и стало стандартом в других системах, от которых зависят основные показатели двигателей. Из-за неспособности термостата, регулировавшего тепловой режим, корректировать температуру в зависимости от нагрузки двигателя, управление системой передали электронике.
Вот чего не хватало в системах охлаждения для полного счастья! И это трудно оспорить, ведь электронное управление позволило реализовать функции, которые раньше представлялись немыслимыми.
Например, о режиме "неподвижной ОЖ" в старых термостатических системах не могло быть и речи, но в новых системах такое возможно, если разделить известный по старым системам так называемый малый круг на два контура - отдельно в головке и отдельно в блоке цилиндров, а на выходе из контура охлаждения блока установить управляемый электроникой запорный клапан с сервоприводом.
Закрытие клапана позволяет полностью перекрыть циркуляцию жидкости по рубашке блока цилиндров. Это обеспечивает куда более быстрый, чем в старых системах, прогрев двигателя и выход его в рабочий тепловой режим. К слову, быстрый прогрев - еще один источник экономии топлива.
Когда двигатель прогрелся, этот же клапан можно приоткрыть, а поскольку работает он с определенной скважностью, то достаточно приоткрыть его ровно настолько, сколько нужно для поддержания желательной температуры охлаждающей жидкости.
И подобный фокус электроника позволяет проделывать с помпой, приводимой в движение от двигателя, оборудовав ее задвижкой с электромагнитным клапаном, которая перекрывает при необходимости канал к контуру охлаждения и прерывает циркуляцию жидкости в нем. А можно и вовсе отказаться от привода помпы от двигателя, оснастив ее электромотором, а им, в свою очередь, управлять при помощи электроники, регулируя скорость вращения крыльчатки либо вовсе останавливая помпу для поддержания оптимального теплового режима.
Отдельный разговор - как электроника по-хозяйски "разобралась" с термостатом, который безраздельно хозяйничал в старых системах. Неспособность обычного термостата оптимизировать температуру охлаждающей жидкости в зависимости от потребностей того или иного нагрузочного режимов объясняется тем, что его работа определяется фазовыми превращениями наполнителя из твердого тела в жидкость и обратно.
Говоря проще, как настроили термостат на открывание и закрывание большого круга циркуляции при определенной температуре охлаждающей жидкости, так он и будет работать. Настраивают, как о том говорилось, на работу двигателя с частичными нагрузками, при которых эксплуатация происходит чаще всего, но для режимов полной нагрузки оптимальная температура должна быть более низкой.
Чтобы термостат пропускал жидкость в радиатор, где она охлаждалась бы до температур, необходимых при работе мотора с полной нагрузкой, в рабочий элемент термостата поместили нагревательный резистор. Ток на него подается по команде электронного блока управления, как только зафиксировано, что двигатель выходит на работу с нагрузкой от 80% и выше. Наполнитель рабочего элемента плавится, клапан термостата открывается - в общем, происходит то же, что в обычном термостате в результате нагрева наполнителя охлаждающей жидкостью, но теперь вынуждает термостат открываться программа, предусмотренная в блоке управления.
Такой же алгоритм используется при возникновении детонационного сгорания. Как только датчик детонации зафиксировал проблему, блок управления независимо от того, каким в этот момент должен быть тепловой режим, активирует нагревательный резистор, после чего термостат срабатывает как предохранитель, снижающий температуру охлаждающей жидкости.
Датчики, клапаны, сервоприводы… Что есть, то есть - от замены механического управления электронным проще система охлаждения стать не может. Более того, изменение параметрической картины теплового режима работы двигателя затрагивает "смежников".
В частности, колебания температуры жидкости от 110°С при работе мотора с частичной нагрузкой до 85°С при полной нагрузке должно негативно сказаться на тепловом комфорте в салоне и вынуждать водителя отвлекаться на регулировку отопителя. Значит, систему отопления салона необходимо снабдить автоматическим регулятором, реагирующим на изменение температуры теплоносителя.
В общем, новшеств, отличающих системы охлаждения с электронным управлением от старых термостатических систем, великое множество. Чтобы это понять, достаточно взглянуть на схему системы охлаждения, например, двигателя VAG V6 3.0 TDI, мелькнувшего выше, когда речь шла о режиме "неподвижной ОЖ".
С какой надежностью будет работать это хозяйство, насколько оно окажется беспокойным и сколь чувствительно для содержимого кошелька обойдется устранение возникающих в нем неисправностей, ведь термостат, помпа, датчики имеют ограниченный срок службы? Об этом, разумеется, предстоит узнать владельцам автомобилей, но оговоримся сразу: не всем. Чаша сия минует покупателей "бюджетников", по определению лишенных технологических инноваций, увеличивающих цену автомобиля. А вот что придется испить остальным, поживем - увидим…
Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора и из открытых источников
ABW.BY
Чтобы оставить комментарий, необходимо войти на сайт