Почему в мороз двигатель кажется мощнее
На первый взгляд, мощность двигателя внутреннего сгорания — величина неизменная, прописанная в заводских технических характеристиках. Однако автолюбители порой замечают, что в мороз машина словно приобретает дополнительные лошадиные силы. В этом материале расскажем о механизме «метеозависимости» автомобильных моторов.
Особенно отчётливо этот эффект проявляется на авто с механической трансмиссией. Поскольку «механике» свойственны наименьшие потери энергии на её пути от мотора к колёсам в сравнении с «автоматами».
Это не наваждение и не «сказки бывалых шоферов». Описанный эффект существует. У него есть логичное физическое объяснение.
Для его понимания вспомним, как работает ДВС. В цилиндр впрыскиваются точно отмеренные системой управления двигателем объёмы топлива и воздуха. Они смешиваются, образуя горючую смесь. Далее происходит её воспламенение, сопровождаемое выделением тепловой энергии. Эта энергия затем преобразуется во вращение коленвала мотора.
Таким образом, чем больше топлива и воздуха сжигается, тем больше получается тепловой энергии, и тем выше выходная мощность на валу двигателя.
Как это работает
Теперь с этой точки зрения рассмотрим влияние окружающей среды на производительность мотора. Ключевое отличие летней погоды от зимней — температура. То есть зимой и топливо, и воздух холоднее.
Элементарные физические представления подсказывают нам, что при нагревании все вещества расширяются, а при охлаждении — уменьшаются в объёме. Это правило в полной мере работает в отношении и воздуха с бензином. Заметим, что при охлаждении плотность большинства веществ увеличивается.
На практике это означает, что литр горючего в морозный день весит больше, чем в жару. А литр январского воздуха тяжелей, чем тот же его объём на июльском солнцепёке.
Как ведёт себя в мороз моторное топливо
Литр бензина при −20ºС примерно на 5% тяжелей литра точно такого же горючего при +20ºС. То есть, заправляя на АЗС 20 литров топлива в бензобак своей машины в трескучий мороз, мы фактически заливаем туда на 5% молекул горючего больше, чем летом. Аналогичная зависимость действует и при впрыске топлива в камеру сгорания: каждая порция холодного горючего содержит зимой больше молекул.
© ShutterstockС воздухом — примерно такая же ситуация. Один и тот его же объём при −20ºС весит почти на 15% больше, чем при +20ºС. Это означает, что литр морозного воздуха содержит почти на 15% больше кислорода, от которого прямо зависит процесс сгорания топлива в цилиндрах ДВС.
В итоге выходит, что когда на улице мороз, мотор получает дополнительно порядка 5% топлива и 15% воздуха. Сгорание этих «излишков» и даёт двигателю ту самую прибавку мощности, о которой говорилось в начале материала.
Сэкономить не получится
Однако не стоит надеяться, что «утяжеление» горючего из-за мороза позволит автовладельцу сэкономить. Дело в том, что система управления мотором при любой погоде оперирует не весом горючего, а его объёмом. По этой причине расход топлива, выраженный в литрах, останется неизменным.
Более того, на практике в тёплое время года автомобили потребляют заметно меньше топлива. Прежде всего потому, что весной и летом меньше надо прогревать двигатель, а отапливать салон вообще не требуется.
Есть и другие причины увеличения расхода топлива в холодное время года:
- при отрицательных температурах масла и смазочные материалы становятся более вязкими, что требует дополнительной энергии для их прогрева;
- зимой продолжительность светового дня сокращается, что приводит к увеличению нагрузки на электрическую сеть;
- зимние шины создают большее сопротивление движению по сравнению с летними.
