Двигатели внутреннего сгорания имеют оптимальные режимы работы, на которых достигается пик тяги. Если придерживаться этих штатных условий, то техника будет служить долгие годы без поломок.
Однако есть и такие режимы, которые приводят к износу трущихся частей и резкому снижению ресурса силового агрегата. Если выводить мотор за границы оптимальных оборотов, то велика вероятность возникновения поломки. Что же это за режимы и чего необходимо опасаться водителям?
Низкие обороты и износ.
В двигателе много трущихся частей, и продолжительность их службы зависит от скорости вращения коленвала. Износ поршневых колец, вкладышей, кулачков газораспределительного механизма и прочих деталей не обходится без влияния нагрузки при различных оборотах и при резких изменениях режима работы мотора. Хуже всего, когда на малых оборотах накладывается высокая нагрузка, совмещенная с резким ростом температуры. Скорость износа трущихся поверхностей в таком режиме максимальна. Страдают также подшипники, стенки цилиндров и поршневые кольца. У двигателистов эта зона оборотов называется буксировочным режимом.
Оптимальный режим.
Журнал «За рулем» совместно с НАМИ проводил исследование влияния оборотов на износ деталей производства «АвтоВАЗа». Если внимательно изучить график износа поршневых колец и стенок цилиндров, то видно, что зона буксировочного режима начинается с оборотов холостого хода и простирается примерно до 2000 об. В этом диапазоне масляный насос работает недостаточно хорошо, и если нагрузка на мотор резко возрастает, к примеру при старте автомобиля с грузом в гору, то прибавление газа провоцирует мощное давление в камерах сгорания. Недостаток масла приводит к высокому износу «сухих» деталей.
Однако уже к 1500 оборотам насос успевает выйти на проектную мощность, прокачивает смазывающую жидкость, и износ падает почти до нуля. Уже при 1800 об/мин все узлы трения «всплывают» на масляные пленки, прямой контакт между поверхностями деталей исчезает, и скорость износа устремляется к нулю. Начинается оптимальный режим работы мотора.
Выработка деталей уже настолько мала, что не фиксируется существующими приборами. Идеальный диапазон работы мотора — от 2000 до 4000 оборотов. Именно на него приходится максимум крутящего момента.
Красная зона.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала износ снова появляется и нарастает по экспоненте. Примерно с 3800 об/мин при большой нагрузке увеличивается выработка на подшипники коленчатого вала. На поршневых кольцах и стенках цилиндров износ вновь заметен с частоты примерно 4500 об/мин. Выросшая температура масла снижает смазывающие свойства, защитная пленка между парами трения иногда пробивается, и поверхности деталей контактируют друг с другом. Максимальная выработка наблюдается при 5-6 тыс. об/мин, то есть в красной зоне тахометра. Горячее масло не может сопротивляться сильному давлению трущихся частей. Двигатель работает на износ, и его ресурс резко снижается.
Мотористы называют оптимальную скорость движения поршня в 5-7 м/с, она соответствует диапазону в 2000-4000 об/мин для 1,6-литровых моторов, устанавливаемых на подавляющее большинство массовых машин.
В общем, для продолжения службы мотора лучше не опускать его обороты ниже 2000 и не поднимать выше 4500. Нельзя пытаться разгоняться, если машина вышла на крейсерский режим и ее двигатель крутится на 1500 об./мин. Если нажать на акселератор при активированной высшей передаче, то нагрузка резко возрастет, момент будет загружать детали, однако должного ускорения не последует, так как мотор еще не раскрутился до высоких оборотов. Он просто будет поедать сам себя.
Если автомобиль сильно загружен и требуется резко разогнаться, то лучше переключиться на низшую передачу и поднять обороты до 2500-3000, чтобы обеспечить максимальную смазку парам трения. В этом случае можно уже давить на газ.
Между тем периодически рекомендуется повышать обороты до 4000, чтобы прожечь нагар в камерах сгорания и хорошенько встряхнуть клапаны, чтобы они под действием вибраций начали вращаться. Иначе при длительных нагрузках в одном положении на торце клапана появляется выемка.
Для «прожарки» мотора необходимо выехать на автомобиле за город и в теплую и сухую погоду проехать около часа по трассе с оборотами коленвала около 4000. Это аналогично поездке на четвертой передаче механической коробки со скоростью 110 км/ч.