Сразу отметим главное преимущество предпускового подогрева двигателя – гарантированный запуск двигателя зимой, не зависящий от температуры окружающей среды. Он снимет у вас, уважаемый читатель и водитель, чувство неуверенности в успешности запуска, вы перестанете нервничать и опаздывать на работу и деловые встречи. Также надо отметить, что подогрев двигателя и салона – это основа вашего личного комфорта и безопасности, экономичности и долговечности, а также и экологической чистоты автомобиля.

Вот какие преимущества дает предпусковой подогрев еще до начала поездки:

• двигатель прогрет и легко заводится – а это не только экономит время и силы, но и позволяет заметно снизить потребление топлива, общую нагрузку на аккумулятор, износ двигателя и объем вредных выбросов;

• в салоне тепло, что повышает удобство вождения, улучшает реакцию и дает возможность спокойно пристегнуть ремень (не нужно сидеть в машине в громоздкой верхней одежде);

• стекла свободны ото льда и снега, не запотевают, не примерзают «дворники», отсюда хороший обзор с самого начала поездки и повышение ее безопасности в целом.

Особо подчеркнем повышение безопасности поездки. Психологи отмечают поразительное воздействие холода на человека. Действия замерзшего человека порой такие же, как у полусонного, реакции замедленные и заторможенные. Внимание ослаблено. Этими факторами объясняется аварийная статистика, согласно которой 15 % всех ДТП происходит в первые 15 минут поездки. При комфортных условиях, обеспечиваемых предпусковым подогревом, все отрицательные моменты полностью исключаются.

С технической точки зрения предпусковой подогрев обеспечивает:

• легкий и надежный пуск холодного двигателя с 1–2 попыток и сокращение времени прокрутки стартера в несколько раз;

• сокращение времени прогрева двигателя до 40 °C более чем в 4 раза;

• снижение пускового тока стартера почти до стандартного летнего значения;

• повышение частоты вращения коленвала;

• снижение расхода топлива на пуск от 1 л/10 км до 0,3 л/10 км;

• снижение вредных выбросов автомобиля.

Заметим, что многочисленные эксперименты, проведенные в Технологическом институте в Осло, показали, что применение предпускового подогрева приводит к 30 %-ному уменьшению расхода топлива при пуске. После прохождения расстояния в 3–4 км двигатель полностью прогревается, и расход топлива практически уже не зависит от того, был ли произведен предпусковой подогрев. Таким образом, наиболее заметная экономия топлива при подогреве двигателя происходит в процессе самого запуска и при пробеге первых 2–3 км пути.

Все современные автомобили проектируются и изготавливаются с учетом жестких требований по уровню токсичных выбросов. Несмотря на актуальность общей задачи снижения выбросов, рядовой автовладелец интересуется величиной выброса своего автомобиля только при прохождении техосмотра. Хотя многие радикальные сегодняшние конструкторские решения в автомобиле связаны с этой проблемой. Только новые требования стандарта Евро III установили жесткую норму выброса при пуске двигателя. Рассмотрим ситуацию с выбросами в российском автопарке и определим, насколько предпусковой подогрев двигателя может помочь снизить их уровень.

Состав вредных выбросов. Распространенностью различных астматических и аллергических заболеваний мы «обязаны» ухудшившейся экологической обстановке. Медики утверждают, что ядовитые выхлопы автомобиля сокращают продолжительность нашей жизни как минимум на 4–5 лет. Снижения общего объема токсичных выхлопов автомобилей в ближайшие годы не приходится ожидать из-за плохого качественного состава нашего автопарка, автомобили которого в большинстве своем стары физически и морально. Они находятся на «нулевом экологическом уровне», который определяется требованиями самих первых Правил ЕЭК ООН (№ 83-02А), внедренных в Европе еще в начале 90-х гг. Обновление автопарка, конечно, будет происходить, но в целом недостаточными темпами. Некоторая часть автомашин исчезнет естественной смертью. Другая же, большая часть из-за низкого общего уровня жизни превратится в «долгожителей», продолжая отравлять воздух. Ожидается, что ситуация несколько улучшится после 2004–2005 г., когда все (95 %) новые российские автомобили должны будут соответствовать требованиям Евро II. Таким образом, проблема снижения вредных выбросов существующим старым парком автомобилей будет являться актуальной, по нашим оценкам, еще десяток лет.

В составе выхлопа автомобиля содержатся следующие токсичные вещества:

• окись углерода (монооксид) СО есть результат неполного сгорания топлива, основной продукт выброса;

• оксиды азота NO и NO2 (обозначаемые для краткости NOX) образуются при высокой температуре сгорания. Составляют меньшую часть;

• углеводород СН есть результат разложения углеводородов топлива;

• частицы топлива.

Величина выброса измеряется в граммах на 1 км пробега и в процентных долях общего выброса. Ранее измерялось количество выбросов за цикл испытаний, имитирующих езду в городе и за городом. Принципиальным вопросом в требованиях и измерениях является то, что первыми правилами ЕЭК не предъявлялись (и следовательно, они не измерялись) требования к величине выбросов в период пуска двигателя. А ведь они и составляют большинство объема выброса, доходящего до 70–80 %, в абсолютных единицах: СО – 180 г/км, СО2 – 320 г/км. Особенно значительна величина выброса в течение времени прогрева двигателя при отрицательных температурах окружающей среды.

Даже в автомобилях 90-х гг. с катализаторами по Евро I, которых сегодня насчитывается в России всего лишь примерно 22 %, она остается в период прогрева двигателя практически неизменно большой. Что объясняется принципом работы катализатора. Выхлопы двигателя нагревают катализатор, для нормальной работы которого требуется высокая температура. При холодном катализаторе эффективность очистки выхлопных газов невелика. В зависимости от температуры окружающей среды автомобиль должен проехать несколько километров, прежде чем катализатор разогреется и начнет эффективно очищать выхлопы. Кроме этого, для пуска двигателя в холодное время года используется более обогащенная топливная смесь. Это, в свою очередь, увеличивает выброс монооксида углерода СО и углеводорода СН. Но эти вредные выбросы могут быть значительно уменьшены, если двигатель предварительно прогрет (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Выбросы в выхлопе автомобиля: а) уровень СО при пуске холодного и прогретого двигателя подогревателем DEFA; б) относительное уменьшение выбросов прогретого двигателя при температуре -20 °C (от компании DEFA).

В зависимости от числа холодных пусков в течение года каждый отдельно взятый автомобилист, применив подогрев, может уменьшить свою долю вредных выбросов на 60–80 %. Последние исследования показали, что зимой после запуска холодного двигателя 90 % всех вредных выбросов СО и СН происходит именно во время первых километров движения. При запуске предварительно прогретого двигателя содержание вредных газов в выхлопе значительно уменьшается (в 5 раз), поэтому использование подогревателя мотора в холодное время года имеет огромный экологический эффект.

Нормы выбросов. Каковы же абсолютные величины выбросов? До введения Евро I выбросы автомобиля, согласно Правилу R83, не должны были превышать 25 г/км (без учета пуска). Если принять, что среднестатистический автомобиль в год пробегает 10 000 км, то за год их величина не должна превысить 250 кг. Выбросы автомобиля, по Евро I, уже не должны превышать 3,7 г/км (без учета выбросов при пуске). При пробеге в 10 000 км их объем составит 37 кг на один автомобиль. Норвежская автомобильная ассоциация считает, что для автомашин, по Евро I и Евро II, обьем выбросов при одиночном пуске эквивалентен 100 км пробега, т. е. составляет 100–300 г. Если же допустить, что в течение года производится 500 холодных пусков (по 2 в день), то годовой средний выброс одного автомобиля с учетом пусковой эмиссии составит 69 кг. При этом суммарный годовой выброс всеми автомобилями, например, Петербурга достигнет огромной величины в 90 000 тонн!