Логичное нелогично
Интересный момент: многим кажется, что зимой мотору работать сложнее, чем летом. Морозы, холодные пуски… Да, всё это так, но на самом деле именно работать, а не запускаться, мотору всё-таки легче. Всё дело в физике: холодный воздух плотнее, а чем воздух плотнее, тем проще двигателю. Давайте остановимся на этом чуть подробнее.
Возьмём нормальные условия: ноль градусов и атмосферное давление на уровне моря 760 мм рт. ст. В этом случае плотность воздуха составляет 1,29 кг/м3. Однако при том же давлении, но при температуре -20 градусов плотность повысится до 1,39 кг/м3. Это очень заметная разница – почти 8%, а блок управления двигателем рассчитывает работу именно по плотности. Напомню, что существуют две разные схемы расчёта потребляемого воздуха. Первая работает на основе данных с датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), вторая – с датчиков абсолютного давления (ДАД) и температуры воздуха (ДТВ). Первый способен рассчитать плотность самостоятельно по разнице сопротивлений двух установленных в нём резисторов, а во втором случае датчику абсолютного давления это помогает сделать датчик температуры воздуха. В любом случае ЭБУ важно знать плотность поступающего воздуха: чем она выше, тем больше содержание окислителя для горения топлива – кислорода. В жару, когда температура достигает +35 градусов, а плотность падает до 1,14 кг/м3, кислорода становится совсем мало, и для сохранения стехиометрической смеси ЭБУ вынужден сокращать подачу топлива – иначе смесь переобогатится и не сгорит полностью. В мороз ситуация обратная: кислорода поступает больше, и его хватает для нормального приготовления топливовоздушной смеси во всех режимах. Топливо-воздушная смесь сгорает полностью, и механизмы защиты двигателя, которые часто не позволяют водителю надавить на педаль газа от всей души, не так сильно ограничивают угол открытия дроссельной заслонки на бензиновом двигателе, количество топлива в дизельном и остальные параметры, которые лимитируют крутящий момент. Водителю не приходится жать газ в пол, как в летнюю жару, а мотор при этом становится заметно отзывчивее.
Получается, и расход должен сократиться? А вот и нет! Почему? Потому что при нажатии на педаль газа в жару с неполным сгоранием топлива его подача прикрывается блоком управления двигателем. В мороз, как мы выяснили, ограничение срабатывает далеко не так интенсивно, и горючего расходуется больше. Вопрос только, на что тратится бензин? Ну, хотя бы на прокрутку колёс при старте, которой практически не бывает на летнем асфальте. А если копнуть поглубже, то и на многие другие вещи, которые требуют затрат энергии.
Греемся!
Основную причину зимнего увеличения расхода, конечно же, называют верно: долгие прогревы. Напомню, что прогревов в современных машинах фактически два: первый – катализатора, второй – самого двигателя. И это разные программы в ЭБУ. Прогрев катализатора от погоды зависит не очень сильно и всегда длится буквально первые секунды после пуска двигателя. Как только катализатор прогревается и второй кислородный датчик включается в работу (сразу после пуска холодного мотора он не работает), обороты снижаются, и начинается второй этап – прогрев мотора. Вот он от температуры за бортом зависит значительно. Но проблема в том, что современные машины греются на слишком низких оборотах – как правило, около 1000-1200 в минуту. И многие тратят слишком много бензина на практически бесполезные попытки каждый раз утром в мороз полностью прогреть свой автомобиль. Ничего мотору не будет, если греть его при 1500 оборотах до тёплого воздуха из печки, а догревать на ходу – это нормальные прогревочные обороты. А занижены они сейчас исключительно на радость экологам – практического смысла в столь низких холостых нет.
Кроме этого не стоит забывать, что многие, особенно в холодных регионах, пользуются сигнализациями с автозапуском, а это тоже увеличивает расход. Как и ожидание в салоне при работающем моторе: летом можно посидеть и так, а вот зимой частенько приходится греться, ожидая, пока жена вытащит из гипермаркета всё, что там продаётся с жёлтыми и красными ценниками. Вроде бы увеличение времени работы мотора стоящего на месте автомобиля для самого водителя не слишком заметно, а расход оно увеличивает значительно. Выход один – прогревать машину не полностью, а частично на ходу, и одеваться потеплее, чтобы не мёрзнуть на стоянках. Какие-то меры по сохранению тепла принимать можно (я говорю об автомобильных одеялах на двигатель), но при их выборе и последующем использовании нужно быть аккуратным: пожар намного хуже увеличенного расхода топлива.
От дома до работы
Второй момент, который существенно увеличивает расход топлива, это режим, в котором используется автомобиль. Короткие пробежки на не совсем прогретом автомобиле неизбежно приведут к росту расхода топлива. Как мы уже говорили, греть его на месте до полностью рабочей температуры бесполезно, и тем более бесполезно пытаться полностью прогреть салон. Современные моторы с электронными помпами в сложных системах охлаждения, для которых главное – спасти планету от гибели, на это не способны конструктивно. В итоге первые километры пути мотор работает в сложных режимах – в мощностном при разгоне и прогрева на светофорах. То есть, он далеко не сразу переходит в режим холостого хода, когда обороты регулируются в том числе и от нагрузки. А это означает, что они почти всегда выше холостых. И на уровне расхода это тоже сказывается.
Второе – это как раз уровень нагрузки. Зимой всегда хочется включить подогревы всего, что есть, а их мощность существенна. Например, подогрев сиденья может свободно забирать до 300 Вт, руля – около того же, зеркал – около 50, заднего стекла – около 400, а лобового – и вовсе около 1 кВт. Ну и моторчик печки отбирает около 50 Вт. Эти числа очень приблизительные и зависят от конкретного автомобиля, но некоторый порядок уровня общего потребления понять можно. В нашем примере в сумме получается 2,1 кВт, то есть почти 3 л.с. Если добавить сюда музыку и свет (а зимой ездить со светом приходится часто), то общие потери вырастут приблизительно до 5 лошадиных сил. Для мощного мотора, конечно, это не так заметно, а вот тому, который в запасе имеет около 100 л.с., потеря 5% мощности будет ощутима. Для сомневающихся добавлю, что, например, при чип-тюнинге атмосферного мотора прирост составляет как раз около 5-7%, и его результат заметен. Так что потеря этих 5% тоже будет ощутима. Водитель из-за этого начинает сильнее давить на газ, и само собой, это тоже вызывает рост расхода топлива.
Можно хоть два часа прогревать автомобиль на месте, но отогреть трансмиссию всё равно не получится. Отчасти можно прогреть автоматическую коробку передач, но механическую и остальные детали трансмиссии прогреть невозможно. Тем временем даже на прогретой переднеприводной машине трансмиссия забирает около 10% мощности мотора, на полноприводной – около 25%. И это – с тёплым маслом. Вязкость масла в трансмиссии в мороз может увеличиваться даже не в десятки, а в сотни раз. И наивно полагать, что в коробке передач оно сразу при начале движения прогреется до приемлемых 30 градусов выше нуля. Нет, для этого требуется проехать несколько километров, сжигая много топлива, потому что холодное масло ехать больше мешает, чем помогает. Два километра от дома до работы – это не то расстояние, чтобы трансмиссия согрелась полностью. Особенно если в коробке передач, а при наличии – и в раздатке, мостах или муфте давно не меняли масло и оно грязное. А ведь потом вечером надо ещё ехать обратно, и снова с расходом, который больше нормы из-за непрогретого мотора, работающих потребителей и холодной трансмиссии…
Немного по мелочи
Выше описаны основные причины роста расхода топлива зимой, но есть и несколько менее существенных, которые, однако, в комплексе тоже имеют значение. Во-первых, это колёса. Зимние шины, в первую очередь – шипованные, тяжелее летних. К тому же у многих автолюбителей есть привычка ездить летом на лёгком «литье», а зимой – на штампованных дисках. В итоге колёса становятся ещё тяжелее. Если на диск изнутри налипнет снег (а на штампы он почти всегда липнет лучше, чем на легкосплавные диски), то вес вырастет ещё заметнее. А чем колесо тяжелее, тем выше расход. Хоть и незначительно.
Во-вторых, не все любят очищать кузов машины от снега полностью. Пока десятки инженеров бьются за снижение коэффициента аэродинамического сопротивления, кому-то лень помахать щёткой. Что ж, получайте ещё более высокий расход. Правда, в городе его рост будет почти незаметен, а вот на трассе – вполне.
Вывод получается следующим: отчасти немного снизить расход зимой можно грамотным прогревом, разумным использованием электропотребителей, правильно подобранными колёсами. Но сделать его таким же, как летом, не получится: бороться против законов физики бессмысленно.
Для комментирования вам необходимо авторизоваться
Ну есть еще такой момент, что зимой мы реже совершаем дальние вылазки, в тч на дачу, когда трассовый расход сбивает среднее значение.
Сопротивление качению, букс, особенно в снежной каше так же приводит к перерасходу.
По аэродинамической составляющей не соглашусь, скорости не те, это будет на уровне погрешности измерения.
По части налипания снега на диски - это больше зависит от дизайна диска, а не его типа: в ячейки «многоспицевых» дисков снег налипает очень активно, зачастую и на мойке с ним не могут справиться.