Содержание статьи
Мотор мощнее
Теория расчета двигателей внутреннего сгорания говорит о том, что чем ниже температура воздуха на входе в поршневой двигатель, тем выше коэффициент полезного действия. Формулой пугать не буду, но поверьте, что это именно так. К примеру, в стандарте измерения мощности двигателя SAE учитывается такая зависимость: увеличение мощности мотора на 3% при снижении температуры на 20°С. Причина проста: холодный воздух имеет большую плотность, значит несет в камеру сгорания больше кислорода. Блок управления двигателем учитывает эту зависимость и подает большее количество углеводородного горючего для обеспечения оптимального соотношения горючей смеси. В результате — чем холоднее на улице, тем больше горючей смеси может сгореть, а значит, и мощность выше.
Недаром же во всех современных турбированных двигателях воздух, сжатый в компрессоре, обязательно проходит через интеркулер — охладитель наддувочного воздуха. Мало того, любители стритрейсинга давно сообразили класть на интеркулер лед перед заездом. Он обеспечивает температуру около 0˚С даже при тропической жаре за бортом.
Еще в конце восьмидесятых годов прошлого века я работал стендовым испытателем двигателей на АЗЛК. При этом четко видел по результатам измерений, что если зимой в моторном боксе окно приоткрыть, давая мотору глоток морозного воздуха, то параметры сразу полезут вверх. Причем это было справедливо и для бензиновых, и для дизельных двигателей.
Динамика разгона хуже
А почему же тогда зимой автомобиль хуже едет и расходует больше топлива? Во-первых, двигателю, чтобы выйти на описанный выше идеальный режим работы, когда все функционирует как хорошо сыгранный оркестр, надо еще прогреться до рабочей температуры. А многие поездки зимой настолько коротки, что ни о каком полном прогреве мотора речи и не идет.
На что расходуется мощность двигателя:
А теперь рассмотрим, как все эти факторы действуют на автомобиль зимой.
Жидкие и пластичные смазки, а также рабочие жидкости во всех элементах ходовой части, трансмиссии, рулевого управления и тормозной системы густеют с понижением температуры. А значит, требуется больше энергии на перемещение деталей в этих агрегатах. Любая коробка передач — от DSG и гидромеханического автомата до простой механики — на густом холодном масле имеет повышенные потери на трение. То же относится и ко всем типам вариаторов. Полноприводные машины тут явно в проигрыше. У них много отдельных агрегатов, заправленных маслом, которое густеет на морозе, а значит вращать валы и шестерни тяжелее.
Загустевшая от мороза жидкость в гидроусилителе рулевого управления отнимает свою толику сил у двигателя. Как показали эксперименты, проведенные в нашем издательстве, даже тормозные жидкости сильно густеют на морозе. Какая связь с сопротивлением движению? А простая: насос АБС с трудом перекачивает этот кисель, потребляя энергию из бортовой электросети машины.
Электросеть, вообще говоря, нагружена зимой значительно больше. Почти круглые сутки нужны фары, включены всевозможные обогревы — сидений, стекол, руля, форсунок омывателя и так далее. Работают стеклоочистители. А энергию дает генератор, отбирая ее у двигателя.
Аэродинамическое сопротивление движению, особенно заметное на скоростях свыше 80 км/ч, зимой также больше. Во-первых, плотнее воздух, о чем уже говорилось выше. А уж если идет снег или снег с дождем, то такая среда оказывает большое сопротивление движению автомобиля. Снег зимой зачастую облепляет автомобиль, ухудшая его обтекаемость и повышая сопротивление движению.
Зимние шины создают заметно большее сопротивление движению, чем летние. Они более «зубастые», да еще и многие модели снабжены шипами. Масса зимних шин обычно больше, чем летних. На морозе некоторые модели шин дубеют и также повышают сопротивление качению.
Не забудем, что при качении колес в снежной колее сопротивление повышается многократно. Тяжело автомобилю ехать и по свежевыпавшему снегу, но еще сильнее, наверное, все замечали, машина теряет ход, двигаясь в снежно-водяной каше.
Ну и предельным случаем оказывается автомобиль, забуксовавший в снегу. Двигатель ревет, мощность есть, а движения никакого нет. КПД равен нулю!
Вывод
Пожалуй, оптимальными временами года с точки зрения максимальной тяги двигателя и минимальных сил сопротивления являются весна и осень, когда шины летние, снега нет, а двигатель «по холодку» тянет как зверь. Ну так весна скоро! Ждем!
