Регистрация Войти
Вопрос

Правда ли, что большая часть износа двигателя в течение срока его службы происходит при холодном запуске?

Я слышал эту идею несколько раз, но правда ли она?



Теории, которые я читал о том, почему это может быть правдой:




  1. При запуске двигатель работает на обогащённой смеси, так как контур управления подачей топлива разомкнут. Это может привести к повреждению поршневых колец, так как избыток топлива смывает масло со стенок


  2. В верхних частях двигателя (стенках цилиндров, распределительном валу) нет масла, поэтому они недостаточно смазаны, хотя в моей «Миате» 1993 года выпуска указатель давления масла почти сразу после холодного запуска поднимается до 60. Может ли такой небольшой промежуток времени привести к значительному износу?


  3. Холодное масло хуже смазывает двигатель, но разве синтетические масла или даже универсальные минеральные масла не решают эту проблему?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/37320/is-it-true-that-most-of-the-engine-wear-during-its-life-time-occurs-during-a-col
1
+ Читать

25 Комментариев

  1. Комментарии о том, что топливо смывает смазку со стенок цилиндров, хорошо задокументированы. Однако это не единственная серьёзная проблема, связанная с износом, которая возникает при запуске двигателя. Следует обратить внимание на износ подшипников, который происходит в различных местах, включая коленчатый вал, поршневые пальцы, подшипники/толкатели распределительных валов и приводы вспомогательных агрегатов. Для больших и дорогих (или и то, и другое) двигателей устранение износа подшипников обычно обходится дороже, поэтому вам стоит ознакомиться со следующей статьёй. На графике показана так называемая кривая Штрейбека, отражающая эффективность перехода двигателя от граничной смазки (когда одна смазанная поверхность скользит по другой) к гидродинамической смазке, при которой вращающаяся деталь движется на собственной волне давления, подобно воднолыжнику. При стабильных оборотах в гидродинамическом режиме металл теоретически не должен соприкасаться с металлом. Если не принимать во внимание топливную экономичность, можно интуитивно понять, что в двигателе, из которого вытекло масло из каналов и подшипников, при первом запуске металл будет скользить по невероятно тонкой масляной плёнке, что приведёт к повышенному износу. Следовательно, при запуске мы наблюдаем больший износ подшипников, чем при стабильной гидродинамической смазке. Как только поверхности становятся шероховатыми, проблема усугубляется, поскольку шероховатые поверхности создают ещё более шероховатые. Поэтому, когда двигатель холодный, запускайте его очень плавно и не давайте ему высоких оборотов. Конечно, новые двигатели не нужно прогревать, как старые, ради экономии топлива и плавной работы, но для предотвращения износа подшипников это необходимо.

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890414001939/

  1. Когда двигатель холодный, вероятность того, что бензин испарится и создаст правильное соотношение воздуха и паров топлива для сгорания, снижается. В двигателях с электронным впрыском топлива есть датчики, которые компенсируют холод, добавляя в смесь больше бензина. Двигатель продолжает работать на обогащённой смеси, пока не нагреется примерно до 40 градусов по Фаренгейту.



    «Это проблема, потому что вы фактически добавляете в камеру сгорания дополнительное топливо, чтобы оно сгорело, и часть его может попасть на стенки цилиндра», — сказал Business Insider Стивен Чиатти, инженер-механик, специализирующийся на двигателях внутреннего сгорания в Аргоннской национальной лаборатории. «Бензин — отличный растворитель, и он может смыть масло со стенок, если вы будете долго работать вхолостую в таких условиях».




    Источник



    Я согласен с ответом anonymous2, но всё ещё ищу достоверный источник этой информации.


  1. deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/26638/… в основном посвящена износу при приработке, но в ней есть ссылки на износ при холодном запуске из-за коррозии.
  1. @ZachMierzejewski К сожалению, ссылки на документы, доступ к которым платный, не очень полезны для тех, кто хочет проверить утверждение, но не готов тратить на это деньги. Мы всё ещё ищем общедоступную ссылку.
  1. @barbecue Да! В первой статье это научно доказано. К сожалению, эти результаты не включены в первые несколько страниц; вам придётся искать полный текст в другом месте. Вторая статья также полностью соответствует действительности. В третьей статье уже предполагается, что износ больше во время запуска, но эта гипотеза специально не проверяется.
  1. @ZachMierzejewski Верно подмечено, я ориентировался только на краткое содержание. Вот ещё несколько подходящих ссылок... papers.sae.org/942027 papers.sae.org/2004-01-2917 papers.sae.org/940080

  1. С сайта advanced-auto-maintenance.com:



    Автомобильные инженеры сходятся во мнении, что наибольший износ двигателя происходит в первые десять минут езды, до того как двигатель достигает своей максимальной рабочей температуры.



    С сайта bloomberg.com:



    При первом запуске автомобиля не давайте двигателю высокие обороты. Набирайте скорость постепенно, пока двигатель (и остальная часть трансмиссии) полностью не прогреются. Это занимает около 10–15 минут, в зависимости от температуры наружного воздуха. Наибольший износ двигателя происходит при холодном запуске и в первые несколько минут работы. Высокие обороты при холодном двигателе значительно ускоряют его износ.



    По сути, да. Это правда, и происходит это потому, что масло оседает и больше не смазывает должным образом все детали, что приводит к повышенному трению и, как следствие, износу.


    Более официальный источник: https://www.motorists.org/blog/things-we-do-to-cars/.


    А Джим Керр из Ассоциации автомобильных журналистов Канады пишет:



    Наибольший износ двигателя происходит в первые пару минут после холодного запуска. Богатая топливная смесь смывает смазку со стенок цилиндров.


    Густое масло не так легко попадает на движущиеся части, поэтому использование зимнего масла поможет снизить износ двигателя.


    При первом запуске двигателя масляный насос нагнетает масло в масляные каналы и через масляный фильтр.


    Гофрированный фильтрующий элемент может слишком сильно задерживать густое масло, поэтому в масляном фильтре или в самом двигателе предусмотрен перепускной клапан, который позволяет густому маслу обходить фильтр.


    Масло может проходить мимо фильтра всего несколько секунд или почти минуту, если температура низкая, а вязкость масла высокая.


    В это время в двигатель поступает нефильтрованное масло, что лучше, чем его полное отсутствие, но всё же позволяет частицам грязи попадать на движущиеся детали.


    Переход на зимнее масло с более низкой вязкостью помогает сократить время простоя и обеспечивает более быструю смазку движущихся частей.



    Что касается опубликованного ресурса, обратите внимание на «Конструкция автомобильного двигателя — силовая установка» Кевина Л. Хоага, ISBN 1613-6349, стр. 136.


    Цитаты из журнала Общества автомобильных инженеров:


    http://papers.sae.org/850215/:



    В рамках этого исследования испытания на износ при холодном запуске проводились в холодильной камере с регулируемой температурой от +25 °C до −40 °C. Данные об износе двигателей, работающих на метаноле, при условиях запуска, типичных для Канады, сравниваются с данными об износе двигателей, работающих на бензине. Анализ полученных данных позволяет предположить, что результаты износа при холодном запуске можно объяснить с помощью теории, учитывающей зависимость от температуры. Кроме того, износ при холодном запуске может составлять значительную часть общего износа и быть связан с прямым воздействием метанола на стенки цилиндров в первые несколько секунд работы двигателя.



    и http://papers.sae.org/600190/:



    Исследования на лабораторных двигателях, оснащённых радиоактивными поршневыми кольцами, показали, что наибольший износ происходит при холодном запуске. Причиной является коррозия, вызванная конденсированными продуктами сгорания. На коррозию и, следовательно, на износ при запуске влияют параметры работы двигателя и присадки в топливе и моторных маслах. Длительные периоды простоя, низкая температура двигателя и высокая влажность воздуха на впуске увеличивают износ. Антикоррозийные присадки в топливе в некоторой степени помогают контролировать износ. Например, диалкилфосфат амина снижает износ на 40 %.



    NB: Особая благодарность @DucatiKiller за помощь
  1. @barbecue Да, так написано в заголовке, но если вы прочитаете первые несколько страниц, доступных в интернете, то не увидите никаких испытаний бензиновых двигателей. Вы увидите, что в статье говорится о повышенном износе двигателей, работающих на метаноле, во время запуска. Вы не увидите ничего, что конкретно указывало бы на то, что авторы обнаружили повышенный износ бензиновых двигателей во время запуска. Для справки: правильный ответ заключается в том, что во время запуска происходит повышенный износ, и это подтверждается рецензируемыми научными статьями. Моя проблема в том, что этот парень усугубляет тайну, давая ответ, который плохо подкреплён источниками.
  1. @ZachMierzejewski, что касается первой статьи SAE, возможно, вам стоит перечитать её, особенно заголовок, в котором прямо указано, что изучались как метаноловые, так и бензиновые двигатели.
  1. @justinm410: я живу в одном из таких «очень холодных регионов» (канадские прерии), и не похоже, чтобы срок службы автомобилей здесь был меньше, чем в других, более тёплых местах.
  1. +1. Я перечитал статью, и ваши источники меня убедили. Особенно это касается экстремально низких температур.
  1. В первой статье SAE говорится о двигателях, работающих на метаноле. Во второй статье SAE, опубликованной в 1960 году, говорится, что необходимо изменить состав масла и топлива, чтобы предотвратить образование ржавчины на стенках цилиндров между запусками. Я готов поспорить, что за последние 56 лет состав масла и топлива изменился, чтобы решить эту проблему. Кроме того, эта теория о ржавчине является четвёртой причиной в вашем ответе. Я ценю ваши старания, но пока ваш ответ бесполезен
  1. @anonymous2 Отличная цитата из SAE.
  1. @ZachMierzejewski, попробуйте так.
  1. -1 Это просто случайное копирование и вставка. Вы перечислили как минимум три ортогональные причины (низкая температура, нарушение масляной плёнки и вымывание масла газом) из (по порядку) личного блога одного парня, статьи, в которой даже не указан автор!, анонимного пользователя интернета и преподавателя автошколы.
  1. Ты молодец. Я бы поставил тебе +1, но я уже это сделал.
  1. @TomW, проверьте правки.
  1. Ни один из этих источников не является первоисточником, и ни в одном из них нет доказательств в поддержку этих утверждений. Без доказательств этот пост просто повторяет предположение автора без какой-либо дополнительной проверки.
  1. Важно: это несколько нивелирует проблему износа из-за густого холодного масла.
  1. Просто для примера: у меня была старая машина с датчиками давления и температуры масла. Давление масла поднималось за считаные секунды, но это были буквально секунды — так что износ был очевидным. Кроме того, в холодное утро мне приходилось тратить большую часть (тогда ещё) 20-минутной поездки на то, чтобы машина полностью прогрелась.
  1. Автор вопроса ищет подтверждение своей системы убеждений/утверждения. Закрывать этот вопрос до того, как ответчики смогут найти источник информации, бессмысленно.
  1. @justinm410 посмотрите мой ответ, там нет никаких данных, но у этого парня довольно обширное резюме: anl.gov/energy-systems/person/stephen-ciatti
  1. Я согласен, это звучит довольно неправдоподобно. Если топливо смывает масло со стенок, то можно было бы ожидать, что масло сгорит во время взрыва.
  1. Я бы с удовольствием послушал, есть ли у кого-нибудь информация, подтверждающая или поддерживающая утверждение № 1. Я серьёзно сомневаюсь, что бензин смывает какое-либо масло со стенок цилиндров, и тем более что разница между богатой и бедной смесью может иметь решающее значение.
  1. Пункт 1 был актуален в прошлом, но в новых автомобилях используется система впрыска топлива с компьютерным управлением, так что это больше не проблема. Пункт 2 верен. При запуске двигателя детали не остаются сухими, на них всегда есть масляная плёнка, но масляному насосу требуется несколько секунд, чтобы создать давление и подать масло в каналы. Масло также охлаждает детали, поэтому в течение короткого времени они смазываются и охлаждаются хуже. Но это очень короткий период, максимум несколько секунд. Что касается пункта 3, то да, универсальные масла помогают, но при очень низких температурах масло становится более густым, что плохо для нового двигателя. Для изношенного двигателя это может быть даже полезно.
Вы уже ответили на этот вопрос