И в салоне тишина

Известно, что температура двигателя сильно сказывается на долговечности, причем колебания температуры, влияющие на ресурс, должны быть сведены к минимуму. Чем вызваны эти перепады?

Самая простая (и древняя) система принудительного охлаждения еще недавно применялась почти на всех наших автомобилях с продольным расположением двигателя: вентилятор приводится непосредственно от коленчатого вала. Дешево и сердито: «пропеллер» постоянно в работе, мотор охлаждается, даже когда это не нужно, долго прогревается после пуска, а вы мерзнете… Оборотная сторона медали – опасность очень быстро перегреть сильно нагруженный мотор при низких оборотах. Например, на длинном крутом подъеме, в глубоком песке и т. п., когда скорость вращения вентилятора недостаточна для полноценного обдува радиатора и двигателя. Перегревается мотор и в дорожных пробках, правда, медленней, так как отдаваемая мощность меньше. Включение отопителя и «прогазовка» в некоторых случаях помогают, но ухудшают экономичность двигателя, в жару к тому же подрывают здоровье автомобилиста!

С изобретением вискомуфты механический привод несколько «поумнел»: скорость вращения зависит не только от оборотов коленвала, но и от температуры двигателя. На холодном вентилятор едва крутится, с прогревом вращение ускоряется. Температура более стабильна. Но при сочетании большой нагрузки и пониженных оборотов перегрев не исключен. Выходит, что и вискомуфта не без недостатков. В их числе впечатляющая цена, так что на российских авто эта муфта не прижилась.

Самым совершенным оказался вентилятор с электроприводом. Логика управления – как у релейного регулирования: по достижении допустимого максимума температуры «пропеллер» включается, а после снижения до заданного минимума (иногда – на 5–7 градусов) выключается. Управляет процессом датчик температуры (на радиаторе либо двигателе). После пуска двигатель быстро прогревается, максимально защищен от перегрева при повышенной мощности и низких оборотах – скорость вращения вентилятора около 2800–3000 об/мин. Система недорогая. Но… коварная. Контакты датчика температуры и электромагнитного реле могут однажды выгореть – и отказ неминуем. Обычно проблемы возникают уже через год-два интенсивной эксплуатации. Здесь сказывается и мощность электродвигателя – она рассчитана с запасом, на случай, когда жидкость в системе близка к закипанию. Результат – повышенный пусковой ток через контакты реле. С другой стороны, «врубаясь» сразу на полную мощность, электродвигатель, нагрузив генератор, «притормаживает» вращение коленвала на холостом ходу, а напряжение в бортсети кратковременно падает. В сочетании с некоторыми неполадками это ведет к недозарядке батареи в дорожных пробках, особенно при большом количестве электропотребителей. Но и этим недостатки не исчерпываются.

[caption id="attachment_191827" align="aligncenter" width="150" caption="Рис. 1. Характер изменения температуры двигателя (ЗМЗ-406) со штатной (1)

и микропроцессорной (2) системами регулирования.

"]

[/caption]При каждом включении мощного вентилятора температура двигателя быстро снижается, радуя водителя – только стоит ли радоваться? Автомобильный двигатель – штука массивная, в нем немало деталей, собранных с теми или иными посадками, у каждой своя тепловая инерция. Мотор не любит колебаний температуры, показанных на графике 1 рис. 1. Пилообразный характер охлаждения и нагрева вреден. Не вдаваясь в подробности, скажем лишь, что мотор, как бы приспосабливаясь к этому вредному фактору, «нарабатывает» несколько увеличенные (с запасом!) зазоры между рядом важнейших деталей. Другими словами, интенсивней изнашивается. Значит, «раскачивание» температуры лучше свести к минимуму.

[caption id="attachment_191828" align="aligncenter" width="150" caption="Рис. 2. Колебания напряжения в электрической сети автомобиля:

1 – штатный вариант; 2 – «Силычъ».

"]

[/caption]Почему бы не оптимизировать систему охлаждения, соединив в ней достоинства вискомуфты и электровентилятора и избавив от недостатков? Современным компьютерным технологиям это вполне по силам, но не деятелям отечественного автопрома! Поэтому вся надежда на умельцев. Один из них – автор хорошо зарекомендовавшей себя микропроцессорной системы зажигания «Силычъ» Леонид Алексеев. Теперь он предложил микропроцессорное регулирование температуры двигателя: как только она превысит на 2–3 градуса точку полного открытия термостата, мягко включается вентилятор – лишь на ту мощность, которая нужна для поддержания температуры в этой узкой полосе (график 2 на рис. 1). Момент включения и обороты крыльчатки вычисляет микропроцессор, анализируя скорость нарастания температуры и результаты предыдущего цикла охлаждения. Уменьшились и колебания напряжения, вызванные включением вентилятора (рис. 2). «Родная» система управления вентилятором сохранена в качестве резервной. При отказе микропроцессора водитель вновь увидит «раскачивание» температуры – значит, снова заработала штатная система.

У микропроцессорного регулирования есть функции самопроверки (на исправность) и противодействия термоудару после выключения двигателя. Благодаря мягкому включению вентилятора почти незаметны «провалы» оборотов холостого хода двигателя и напряжения генератора. Несколько снизилось энергопотребление. Главное же – более стабильна рабочая температура, а отсюда и более стабильны показатели двигателя, включая расход топлива. Наконец, выигрывает и ресурс. Правда, этот результат, предсказываемый теорией двигателей, владельцу трудненько проверить. Нужна статистика. Автопрому же (российскому!) она неинтересна. Кстати, на дорогих иномарках последних поколений подобные системы уже появились. Наверное, не случайно!

Нашим водителям особенно понравилась тишина в салоне – нет рева, сопровождающего быстрое вращение пропеллера.

Автор выражает благодарность Леониду Алексееву за содействие в подготовке статьи.