Температура поршней при работе на скоростных и нагрузочных режимах
На дизелях ЯМЗ-238 без наддува и с наддувом (модификация ЯМЗ-238Н) были определены температуры поршней, гильз и головок блока при работе на скоростных и нагрузочных режимах. Температура этих деталей в функции нагрузки растет по линейному закону, а прямая зависимость между указанной температурой от частоты вращения коленчатого вала не является линейной.
Из деталей, формирующих рабочий объем цилиндра, минимальную температуру имеет гильза, а максимальную — головка блока. В табл. 10 приведены максимальные температуры Деталей дизелей ЯМЗ разных модификаций при работе на номинальном режиме. Повышение среднего эффективного давления до 9 кгс см2 в результате применения газотурбинного наддува на дизелях ЯМЗ-238 приводит к росту температуры гильз в данной зоне до 144° С.
С увеличением нагрузки дизеля ЯМЗ-238 от 140 До 240 л. с. при 2100 об мин температура в точке гильзы повышается от 120 до 136° С, в точке головки блока от 214 до 285° С и в точке поршни от 190 до 210° С. С увеличением нагрузки дизеля ЯМЗ-238НБ от ПО до 210 л. с. при 1700 об мни температура в точке гильзы возрастает от 114 до 130 С, в точке головки блока от 195 до 310° С и в точке поршня от 163 до 195° С.
Абсолютные значения перепадов температур между разными точками рассматриваемых детален и степень изменения этих перепадов по мере повышения нагрузки различны для каждой детали. Так, при работе дизеля ЯМЗ-238 на номинальном режиме перепад температур по поверхности днища головки блока в радиальном направлении равен 42° С, по боковой поверхности поршня составляет 95о С, а по высоте гильзы цилиндров равен 39 С. При увеличении нагрузки от 140 до 240 л. с. эти перепады возрастают с 20 до 42″ С у головки цилиндров, с 90 до95 С у поршня и с 30 до 39° С у гильзы цилиндров. При работе дизеля Я МЗ-238НБ на номинальном режиме перепад температур по поверхности днища головки блока в радиальном направлении равен 55° С, по боковой поверхности днища поршня составляет 93° С, а по высоте гильзы не превышает 40° С. С повышением нагрузки от 110 до 210 л. с. эти перепады возрастают у головки блока с 24 до 55° С, у поршня с 62 до 93° С и у гильзы цилиндров с 26 до 40° С.
Из деталей, образующих рабочий объем цилиндра, наименее однородное температурное поле имеет головка блока, что в основном объясняется ее сложной конфигурацией, неравномерностью охлаждения отдельных участков теплоотдающей поверхности, наличием относительно холодных впускных и горячих выпускных каналов. Максимальную температуру головка блока имеет в плоскостях, проходящих через ось форсунки и ось выпускного клапана.
Увеличение частоты вращения коленчатого вала в общем случае приводит к повышению температуры деталей. Однако эта зависимость, как уже было сказано, не является линейной. Так, при работе по скоростной характеристике с изменением частоты вращения от 1300 до 2100 об/мин температура в центре головки блока дизеля ЯМЗ-238 изменяется с 230 до 284° С, а дизеля ЯМЗ-238НБ — с 276 до 296 С. На поршне в зоне первого компрессионного кольца дизеля ЯМЗ-238 температура возрастает от 187 до 210° С, а в верхней части гильзы цилиндров с 148 до 168°С.
Испытания показали, что увеличение или уменьшение угла опережения впрыска топлива по-разному влияет на изменение температуры поршня, гильзы и головки блока. При изменении этого угла в пределах 20-48 температура гильзы практически не изменяется, а у поршня и головки блока она возрастает линейно, причем более интенсивно у последней. Этот рост температур можно объяснить тем, что при увеличении угла опережения впрыска топлива повышается температура цикла.
Повышение температуры охлаждающей жидкости приводит к увеличению температуры деталей. Отношение изменения температур детали и охлаждающей жидкости головки блока составляет 0,5-0,7, а для гильз — 0,5. В то же время изменение расхода охлаждающей жидкости незначительно влияет на температуру головки блока и гильзы. Так, при изменении расхода жидкости с 60 до 100 л. мин температура разных точек гильзы изменяется на 6-12° С. Однако уменьшение циркуляции воды, неизбежное в условиях эксплуатации, может способствовать значительному повышению температуры и увеличению неоднородности температурного поля, вследствие чего может возникнуть большая остаточная деформация гильз, испытывающих существенные остаточные напряжения.
Поршня
Одна из самых таинственных и, несомненно, значимых деталей автомобильного двигателя – его величество поршень. Действительно, он занимает центральное место в процессе преобразования химической энергии топлива сначала в тепловую, а затем в механическую. И в прямом, и в переносном смысле. И от того, насколько хорошо он справляется с возложенными на него обязанностями, в значительной степени зависят характеристики мотора. Его эффективность и, что более важно, надежность . Особенно когда мы говорим о спортивном применении или модификации автомобиля в тюнинговом ателье. Вопрос о применении специальных поршней в случае повышения мощности всегда встает перед конструктором. В силу множества функций и противоречивости свойств поршень превращается в одну из самых сложных и наукоемких деталей мотора. Такое привилегированное положение подтверждается тем, что редкие автомобилестроительные компании проектируют и изготавливают их самостоятельно для своих моторов. Чаще всего они пользуются услугами фирм, которые специализируются в этой области.
Многообразие форм и размеров поршней является одной из причин, почему столь много тайн, секретов и небылиц распространяется вокруг этого причудливой формы куска металла. А так как это еще и технологически сложно, практически неисполнимо в условиях стандартного машиностроительного производства, то проблема подгонки, т. е. соответствия поршня требованиям модифицированного мотора, становится камнем преткновения для многих тюнинговых компаний и спортивных конюшен. Кроме того, штучное производство столь сложных изделий финансово обременительно.В этой ситуации часто интуитивные представления тюнера о том, что «улучшенный» двигатель должен иметь «улучшенные» поршни, приводит к тому, что сначала двигатель оснащается чем-то доступным, а потом такое решение находит свое наукообразное обоснование.
Так давайте попробуем разобраться, какие требования предъявляются к поршням и что от чего зависит. Во-первых, поршень, перемещаясь в цилиндре, позволяет расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, и совершать механическую работу. Следовательно, он должен сопротивляться высокой температуре, давлению газов и надежно уплотнять канал цилиндра. Во-вторых, представляя собой вместе с цилиндром и поршневыми кольцами линейный подшипник скольжения, он должен наилучшим образом отвечать требованиям пары трения с целью минимизировать механические потери и, как следствие, износ.В-третьих, испытывая нагрузки со стороны камеры сгорания и реакцию от шатуна, он должен выдерживать механическое воздействие. В-четвертых, совершая возвратно-поступательное движение с высокой скоростью, должен как можно меньше нагружать кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.
Таким образом, все проблемы этой важной детали двигателя можно разделить на две большие группы. Первая – это тепловые процессы. Вторая, значительно более многообразная – механические. Обе группы взаимовлияющие, но в этот раз мы остановимся на тепловых.
Итак, топливо, сгорая в надпоршневом пространстве, выделяет огромное количество тепла в каждом цикле работы двигателя. Температура сгоревших газов достигает 2000 градусов. Только часть своей энергии они передадут движущимся деталям мотора, все остальное в виде тепла нагреет двигатель, а то, что останется, вместе с отработанными газами улетит в трубу. Из курса общей физики известно, что если два тела передают друг другу тепло, то передача тепла будет происходить до тех пор, пока их температуры не уравняются. Следовательно, если мы не будем охлаждать поршень, он через некоторое время расплавится. Это принципиально важный момент для понимания условий работы поршневой группы. А особенно важно, если мотор форсируется. Всегда, когда мы заставляем мотор увеличить мощность, пропорционально увеличивается количество тепла, генерируемое в камере сгорания в единицу времени. Конечно, расплавленные поршни мы видим чрезвычайно редко, однако в любых их проблемах всегда незримо присутствует температура. Примерно так же, как в любом дорожно-транспортном происшествии – скорость. Виноват, конечно, водитель, но… Если бы автомобили не двигались, никто бы не пострадал. Дело в том, что с ростом температуры механические характеристики всех материалов ухудшаются.Поэтому нагрузка, которая при 100 градусах Цельсия вызывает упругую деформацию материала, при 300 градусах деформирует изделие, а при 450 разрушит его. Поэтому мы должны или принимать меры по предотвращению роста температуры поршня, или использовать материалы, способные выдержать рабочие нагрузки при высоких температурах. Чаще всего и то и другое. Однако в любом случае конструкция поршня должна быть такова, чтобы в нужных местах было необходимое количество металла, способное противостоять разрушению.
Еще раз повторим известный из курса общей физики факт, что тепловой поток направлен от более нагретых тел к менее нагретым. Тогда мы сможем увидеть распределение температур по поршню во время его работы и определить важные конструктивные моменты, влияющие на его температуру, т. е. понять, за счет чего он охлаждается. Нам известно, что наиболее нагретым является рабочее тело, или, другими словами, газы в камере сгорания. Совершенно понятно, что, в конце концов, тепло будет передано окружающему автомобиль воздуху – самому холодному и в то же время при определенном допущении бесконечно теплоемкому. Воздух, омывая радиатор и корпус двигателя, студит охлаждающую жидкость, блок цилиндров и корпус головки. Нам осталось найти мостик, по которому поршень отдает свое тепло в блок и антифриз. Есть для этого четыре пути. Они совершенно разные по своему вкладу, однако все заслуживают упоминания, так как в зависимости от конструктивных особенностей двигателя имеют большее или меньшее значение.
Итак, первый путь, обеспечивающий наибольший поток, – это поршневые кольца. Причем первое кольцо играет главную роль, как расположенное ближе к днищу. Это также наиболее короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра.
Кольца одновременно прижаты и к поршневым канавкам, и к стенке цилиндра. Они обеспечивают более 50% теплового потока. Второй путь менее очевиден, однако трудно его недооценить. Вторая охлаждающая жидкость в двигателе – масло. Имея непосредственный доступ к наиболее нагретым местам мотора и несмотря на небольшой объем и слабую циркуляцию, масляный туман уносит с собой и отдает в поддон картера значительную часть тепла именно от самых горячих точек. В случае применения масляных форсунок, направляющих струю на внутреннюю поверхность днища поршня, доля масла в теплообмене может достигать 30 – 40%. Понятно, что, нагружая масло в большей степени функцией теплоносителя, мы должны позаботиться о том, чтобы его остудить. Иначе перегретое масло может потерять свои свойства и стать причиной выхода из строя подшипников. Также, чем выше температура масла, тем меньше тепла оно способно перенести через себя. Третий путь – через массивные бобышки в палец, затем в шатун, а оттуда в масло. Он менее интересен, так как на пути есть существенные тепловые сопротивления в виде зазоров и стальных деталей, имеющих значительную протяженность и низкий коэффициент теплопроводности. И четвертый путь – совсем не в масло или охлаждающую жидкость. Часть тепла отбирает на свой нагрев свежая топливовоздушная смесь, поступившая в цилиндр в такте впуска. Количество свежей смеси, а следовательно, и количество тепла, которое она отберет, зависит от режима работы и степени открытия дросселя. Надо заметить, что тепло, полученное при сгорании, также пропорционально заряду. Поэтому этот путь охлаждения носит, во-первых, импульсный характер, во-вторых, отличается скоротечностью, в-третьих, пропорционален последующему нагреву и, в-четвертых, высокоэффективен благодаря тому, что тепло отбирается с той стороны, с которой поршень нагревается. Здесь следует упомянуть о стандартном приеме, который используется при настройке спортивных моторов. Дело в том, что теплоемкость смеси сильно зависит от ее состава. Чем больше топлива в ней содержится, тем больше тепла будет потрачено на его испарение. Очень часто, чтобы нормализовать работу мотора, нужно чуть-чуть, всего на 5 – 10 градусов, понизить внутреннюю температуру. Это достигается легким забогащением смеси, чуть богаче, чем необходимо. На процесс горения это никак не сказывается, а температура падает. Исчезает калильное зажигание, отодвигается порог детонации. Всегда лучше чуть богаче, чем беднее. Моторы, работающие, например, на метаноле, значительно менее требовательны к системе охлаждеия из-за втрое большей теплоты парообразования, чем у бензина.
Таким образом, в силу большей значимости следует уделить более пристальное внимание передаче тепла через поршневые кольца . Совершенно понятно, что если этот путь мы по тем или иным причинам перекроем, то маловероятно, что двигатель выдержит сколько-нибудь длительные форсированные режимы. Температура вырастет, материал поршня «поплывет», и двигатель разрушится . Тут я хочу упомянуть такую, на первый взгляд, совершенно не относящуюся к процессу теплообмена характеристику, как компрессия. О компрессии знает каждый человек, хоть раз сталкивавшийся с покупкой подержанного автомобиля. Это наиболее популярный параметр, который хочет знать каждый владелец автомобиля, заботящийся о двигателе своей машины. Компрессия косвенно показывает степень неплотности поршневой группы. С точки зрения теплопередачи это очень важный параметр. Давайте представим себе, что кольцо не прилегает по всей своей длине к стенке цилиндра. Тогда сгоревшие газы, прорываясь в щель, создадут барьер, препятствующий передаче тепла от поршня через кольцо в стенку цилиндра. Это почти то же самое, как если бы мы закрыли часть радиатора и лишили его возможности охлаждаться воздухом. Еще более страшная картина, если кольцо не имеет тесного контакта с канавкой. В тех местах, где газы имеют возможность протекать мимо кольца через канавку, участок поршня лишается принципиальной возможности охлаждаться и, даже более того, оказывается в «тепловом мешке». Как результат – прогар и выкрашивание части огневого пояса, прилегающей к месту утечки. Именно поэтому всегда уделяется так много внимания геометрии цилиндра, кольца и износу канавки. И не ухудшение энергетики здесь главная причина. Ведь небольшое количество газов, прорывающихся в картер, несет в себе слишком малую энергию, чтобы повлиять на потерю давления в такте рабочего хода и, как следствие, на потерю момента двигателем. Тем более, когда мы говорим о высокооборотном моторе. Гораздо больший вред даже небольшая неплотность наносит двигателю в смысле локальных тепловых перегрузок, потери жесткости и надежности. Вот еще почему не живут долго двигатели, восстановленные методом замены колец или перегильзовкой блока под старые, отжившие свой век «номинальные» поршни. Вот почему первым у спортивного мотора разрушается цилиндр, имеющий меньшую компрессию.
Тут, вероятно, необходимо коснуться вопроса, который всегда обсуждается при изготовлении специальных поршней для спортивных или тюнинговых приложений. Сколько колец будет у нового поршня? Два? Три? Какой толщины должны быть кольца? С точки зрения механики, чем меньше колец, тем лучше. Чем они уже, тем меньше потери в поршневой группе. Однако при уменьшении их количества и высоты мы неизбежно ухудшаем условия охлаждения поршня, увеличивая тепловое сопротивление днище – кольцо – стенка цилиндра. Поэтому выбор конструкции – всегда компромисс. И чем быстроходней мотор, тем жестче становятся рамки. Скоротечность процессов диктует меньшие требования к уплотнению. Растущие со скоростью механические потери необходимо уменьшать, иначе все, что преобразовали в механическую мощность, не донесем до колес. Однако и количество тепла в единицу времени вырабатываем пропорционально больше, мостик для охлаждения требуется как можно шире. Вот и нужно одновременно чтобы кольца были и узкие, и широкие. И нужно их два для быстроходности и три для эффективного охлаждения поршня. Разрешение этой задачи – суть компетентность конструктора. А результаты его работы – в сбалансированности двигателя. В настоящее время инженерами, работающими в мощных производственных компаниях и научных центрах, накоплен огромный эмпирический материал и на его основе созданы расчетные методы, позволяющие с большой точностью предсказать поле температур и характеристики конкретного изделия. Большинству тюнинговых компаний и спортивных конюшен они недоступны. Автору, к сожалению, тоже. Эта статья намеренно не содержит конкретных значений многих величин, которые позволили бы некоторым читателям взяться за калькуляторы. Тепловые расчеты на пальцах – бесперспективное занятие. Ее задача – показать ту сторону процессов, происходящих в двигателе, которая всегда подразумевается, но никогда всерьез не рассматривается. Я хотел только проявить качественные связи и объяснить важность и необходимость в своей работе учитывать влияние его величества тепла.
Вот это цифры! До каких температур нагреваются разные детали автомобиля
Вы на самом деле верите тому, что показывает датчик температуры двигателя? А еще, как вы полагаете, в каком режиме тяжелее всего приходится мотору? А коробке передач? Мы измерили температуру в разных узлах автомобиля, который погоняли в различных режимах, — вышло познавательно!
Как проверяли
Все измерения проходили на Volkswagen Polo 1.6 MPI с механической коробкой передач. Каждый раз детали и узлы измеряли в одних и тех же точках (в некоторых случаях сдвиг буквально на несколько сантиметров давал совершенно другие цифры). Каждую точку измеряли несколько раз, добиваясь повторяемости результата. Его и заносили в таблицу.
Замеры проводили с помощью бесконтактного термометра HW600. В свое время мы уже объясняли, почему получаемые с помощью подобных приборов цифры нельзя считать на 100% достоверными. Все тела испускают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн. Измеряя мощность этого излучения, можно получить температуру поверхности. Но у разных тел — разный коэффициент излучения. В бесконтактном термометре коэффициент установлен производителем и неизменен, так что погрешность в несколько градусов неизбежна. Но это если мы измеряем температуру разных объектов. Если берем одну и ту же поверхность, то по мере ее прогрева или остывания разницу в температуре мы можем зафиксировать, а это как раз то, что нам нужно!
Разминаемся
Сегодня мы собираемся сосредоточиться на «железе». Но почему бы, коль есть такая возможность, еще раз не посмотреть, до какой температуры (примерно) прогревается в жаркий день салон автомобиля? Виджет в смартфоне утверждает, что за бортом +31°С, автомобильный компьютер пишет +34,5°С. В салоне вроде куда прохладнее, ведь у нас работает кондиционер. Что же, давайте проверим точечно.
Пластиковая панель и внутренняя отделка передних стоек крыши прогреты до +28..+29°С, а вот все отделочные материалы в области головы водителя, то есть подголовник кресла, потолок, солнцезащитный козырек, дают результат от +32,8°С до +34,6°С. Это довольно много, ведь голова, как известно, должна находиться в прохладе.
Почему же мы чувствуем свежесть? Потому что, как ни отворачивай от себя дефлекторы, воздух они гонят в твоем направлении. Сами пластиковые решетки при этом холодные — от +9°С до +11°С! И это еще раз к вопросу о том, почему пользоваться кондиционером или климат-контролем надо осторожно, правильно выбирая режим его работы.
Городской цикл
Похожая история и с тем, в каких температурных условиях работает двигатель. Во время обычной городской поездки стрелка указателя температуры на приборной панели находится строго посередине, бортовой компьютер показывает ровно +90°С. Но открываем капот и начинаем измерять температуру в разных точках ДВС.
На блоке цилиндров получаем +85,7°С, но на пластиковой части корпуса модуля термостата (на самом деле это общий узел, объединяющий два термостата и водяной насос) — всего +72,6°С. Наверное, мы попали в точку, куда приходит охлажденная жидкость от радиатора.
Ну конечно! На самом радиаторе всего лишь 58°С (а установленный перед ним радиатор кондиционера и вовсе охлажден до +38,3°С), даже корпус расширительного бачка прогрет только до +73°С. После этого не удивляемся тому, что пластиковый впускной коллектор прогрелся всего до 45,6°С.
Но на деталях выпускной системы совсем другие цифры! Жарче всего в месте установки кислородного датчика: +210°С. Чуть ниже, на корпусе каталитического нейтрализатора, уже +163°С. Еще мы измерили корпус коробки ближе к картеру сцепления, получили +73°С.
Также мы измерили температуру шин и элементов тормозной системы. После неспешной поездки тормозные диски прогрелись до +65°С, задние барабаны — до +40°С. С шинами интересно: на передней оси левая покрышка показала 45,3°С, правая — лишь 40,0°С. Та же история и с задними шинами: левая прогрета до +40,7°С, правая — лишь до +37,3°С. По всей видимости, сказывается то, какая сторона была «солнечной», какая — «теневой». Кстати, по ходу всех измерений эта разница плюс-минус сохранялась.
На месте
Теперь мы знаем, какой температурный режим будет у разных узлов в процессе обычной городской езды. А если автомобиль будет стоять на месте, а двигатель — работать на холостых? Температуру шин и тормозов измерять бесполезно, но как «отреагируют» другие узлы?
Понятно, что коробке передач практически «все равно» без нагрузки, за 5 минут она даже слегка остыла (до +69°С). С двигателем сложнее: он ведь работает на холостых, а это не самый оптимальный режим, к тому же без охлаждения моторного отсека за счет набегающего воздуха. То-то впускной коллектор стал теплее на добрых 10 градусов (+55,3°С). На пару градусов прогрелся расширительный бачок (+78°С), а заодно радиатор (+61°С), но больше всего прибавила выпускная система: +263°С рядом с лямбда-зондом и +203°С на катализаторе! Впрочем, сам блок даже слегка остыл (+77,1°С), равно как и модуль термостата (+70,2°С), но это говорит лишь об эффективности системы охлаждения.
В пробке
Ну а если добавить движения? Чуть-чуть, словно мы в пробке стоим. «Затор» имитируем следующим образом. В течение 7 минут проезжаем дистанцию с полкилометра, трогаясь с места и тут же останавливаясь. Шины и тормоза по-прежнему практически не работают. Но вот коробка и сцепления уже вступают в работу — и заметно прогреваются (+75,8°С).
Блок двигателя, модуль термостата и расширительный бачок стали лишь чуть теплее, а вот радиатор уже заметно горячее (+75,8°С). Ну конечно! Ведь на пешеходной скорости воздух вокруг горячий. Похоже, в подкапотном пространстве в принципе стало жарче. Вот и впускной коллектор прибавил еще несколько градусов (до +59,0°С). Но снова в рекордсменах выпуск — 284°С и 230°С соответственно!
Активнее!
Можно ли сделать жизнь двигателя еще невыносимее? Ну конечно! Достаточно просто хорошенько нажать на «газ» — и мы еще жарче «растопим» выпускную систему, добавим нагрузки на сам двигатель, попутно заставим хорошенько работать коробку передач. Ну а чтобы наконец-то досталось шинам и тормозам, активно поработаем и средней педалью.
Впрочем, гонки устраивать не будем — сымитируем «активного» водителя, который едет в режиме разгон-торможение, пытаясь опередить весь поток между двумя светофорами. Разгоняемся до 60 км/ч, тут же тормозим, снова разгоняемся — и едем в таком стиле всего несколько минут. Но и этого достаточно, чтобы практически все цифры пошли вверх.
Так, даже за столь короткую поездку мы сразу же прогрели на добрый десяток градусов и передние тормозные диски (+64,1°С), и задние барабаны (+53,1°С), а ведь на скорости они уже получают какое-никакое охлаждение набегающим воздухом. Немного прогрелись и шины (50,6°С / 46,3°С передние и 45,9°С / 39,6°С задние). Хотя по своему гоночному опыту знаю, что это слезы: и тормоза, и шины при быстрой агрессивной езде греются до куда больших значений.
Вот двигателю стало заметно тяжелее: на выпуске получаем рекордные 321,1°С и 280°С, блок прогрелся до 84,9°С, это притом что система охлаждения уже хорошенько нагружена: на модуле термостата +79,8°С, на расширительном бачке +86,9°С, даже радиатор прогрет до 73°С, хотя в движении он должен куда лучше охлаждаться. Еще горячее стал впускной коллектор (+62,2°С), а на корпусе коробки мы намеряли 81,9°С. Разница в цифрах кажется небольшой, но еще раз: в таком режиме мы двигались всего несколько минут. А если атаковать жестче и в течение более длительного времени?
Езда по трассе
Теперь пора дать машине отдохнуть. Для этого отправляемся на загородную трассу. Ведь если держать 90-100 км/ч, избегать разгонов и торможений, мы обеспечим устоявшееся движение, в котором многие узлы трудятся в оптимальном режиме.
За каких-то 10 минут мы остудили и шины (передние до 41°С, задние до 36°С), и тормоза (+46°С на дисках и +35°С на барабанах). Разумеется, мы опустили температуру радиатора (до 62,2°С), впускного коллектора (+52,1°С), остыл и двигатель (всего 76°С на блоке), и элементы системы охлаждения (расширительный бачок показал +75,7°С, модуль термостата +72°С). Но двигатель работал с некоторой нагрузкой, поэтому выпускная система все равно осталась довольно горячей (287°С у лямбда-зонда и 263°С на катализаторе). Вовсю крутила шестеренками и коробка передач, поэтому +75,5°С на ее корпусе.
Выводы
Наш эксперимент наглядно показал, что разные детали даже в составе одного агрегата могут работать в разных температурных режимах. Отличный пример здесь — двигатель, где температуры блока, элементов системы охлаждения, впуска и выпуска совершенно разные. Это же на самом деле касается и трансмиссии, и тормозов, и колес. Но это, в общем-то, предсказуемо.
Также понятно, что температура этих узлов зависит от режима движения. Но вот здесь уже начинаются нюансы, которые очевидны для «технаря», но могут оказаться сюрпризом для обычного водителя. Во время всей поездки стрелка термометра даже не шелохнулась, а на блоке двигателя мы фиксировали от 77°С до 85°С. Но ни намека на перегрев благодаря эффективной системе охлаждения, а насколько хорошо она нагружена, можно было понять по скачущей температуре ее компонентов. И надеюсь, мы показали, что заметной нагрузкой для двигателя является не только агрессивный стиль езды, но и режим стоянки с работой мотора на холостых оборотах, и черепашья езда в пробке.
А вот коробка, тормоза, шины греются в первую очередь при быстрой езде с нагрузкой в виде разгонов и торможений. Стоит выйти в устоявшийся режим — и шины с тормозами начнут охлаждаться, станет легче и коробке. Впрочем, надо учитывать фактор скорости. Эти 90-100 км/ч можно считать «отдыхом», а если разогнаться ближе к максимальной скорости автомобиля, практически все узлы уже будут работать под нагрузкой. Впрочем, из-за эффективного охлаждения набегающим воздухом далеко не все они продемонстрируют склонность к перегреву.
| Температура по Цельсию в различных режимах | |||||
| Узел | Поездка по городу | 5 минут на месте | В пробке» | Активная езда | Езда по трассе |
| Шина передняя: левая / правая | 45,3 / 40,0 | — | 44,5 / 42,3 | 50,6 / 46,3 | 41,0 / 40,3 |
| Шина задняя: левая / правая | 40,7 / 37,3 | — | 44,2 / 39,6 | 45,9 / 39,6 | 35,9 / 35,0 |
| Тормозной диск передний | 65,0 | — | 49,0 | 64,1 | 46,0 |
| Тормозной барабан задний | 40,0 | — | 42,0 | 53,1 | 35,0 |
| ДВС: впускной коллектор | 45,6 | 55,3 | 59,0 | 62,2 | 52,1 |
| ДВС: выпускная система (лямбда/катализатор) | 210 / 163 | 263 / 207 | 284 / 230 | 321,1 / 280 | 287 / 263 |
| ДВС: блок | 85,7 | 77,1 | 78,7 | 84,9 | 76,0 |
| ДВС: модуль термостата | 72,6 | 70,2 | 67,5 | 79,8 | 72,0 |
| Расширительный бачок | 73,0 | 78,0 | 79,8 | 86,9 | 75,7 |
| Радиатор системы охлаждения | 58,0 | 61,0 | 75,8 | 73,0 | 62,2 |
| Радиатор кондиционера | 38,3 | 35,0 | 37,4 | 44,4 | 36,2 |
| Корпус КПП | 73,0 | 69,0 | 75,8 | 81,9 | 75,5 |
Ну а выводы просты (и да, вполне очевидны). Самый оптимальный режим с точки зрения термонагруженности — не очень быстрая езда по загородной трассе. Далее идут городские поездки с высокой средней скоростью, то есть когда вы постоянно держите 40-60 км/ч без частых остановок, лишних разгонов и торможений. Все остальное, будь то агрессивная или, наоборот, очень медленная езда с длительными остановками, уже нагружает двигатель и трансмиссию, причем совершенно по-разному. Так что старайтесь по возможности их избегать, особенно в жаркие летние дни.
Лето, жара, свобода! Кабриолеты в базе объявлений Автобизнеса