Я буду ссылаться на старую статью AvWeb Майка Буша со своими ссылками в этом посте.
Как и многое из того, что пишет Майк, это стоит прочесть.

Почему важен предварительный нагрев?

Предварительный прогрев двигателя зимой важен по целому ряду причин, но есть две основные, на которые стоит обратить внимание: во-первых, предотвращение износа металла по металлу за счет того, что все детали имеют достаточные зазоры для работы, и во- вторых, улучшить смазку , убедившись, что ваше масло готово к течению, а пространства, в которые оно будет течь, достаточно открыты, чтобы пропускать масло.

Износ металла по металлу

Запуск поршневого двигателя является причиной большей части износа, который двигатель видит в течение своей жизни - поверхности, с которых давно слетело защитное покрытие от капель масла, стучат друг о друга, когда вы прокручиваете двигатель, и в течение нескольких секунд после запуска, пока масло насос может создать давление, а смазка разбрызгиванием в картере может полностью покрыть другие движущиеся части.

В случае действительно холодного пуска есть дополнительная сложность: как указывает 2NinerRomeo , разные металлы в вашем двигателе имеют разные коэффициенты теплового расширения, и у вас есть сталь (вероятно, несколько сплавов), алюминий, латунь и некоторые другие. электростанция. В холодном состоянии зазоры между этими металлами могут быть настолько узкими, что дополнительный износ становится существенным , а в определенный момент вы даже можете повредить двигатель, пытаясь запустить его, сбивая или прокручивая подшипники и царапая стенки цилиндров быстро расширяющимися поршнями после запуска двигателя. пожары.

Смазка

Другим фактором, который следует учитывать при холодном пуске, является смазка - как масло, выполняющее смазку, так и пространства, в которые оно должно поступать.

Выньте щуп из холодного двигателя, и вы удивитесь тому, как масло просто липнет к нему толстым слоем (особенно это касается тяжелого односортного масла, такого как 100W, но даже 15W50 начинает становиться очень липким при 30°F). диапазон -35°F). Масло, загустевшее из-за холода, не очень хорошо прокачивается — вашему двигателю может потребоваться больше времени, чем обычно, для создания давления масла, а в узких местах может быть мало или совсем не смазываться, пока масло не нагреется (и не разжижится) достаточно, чтобы через более узкие масляные камбузы и узкие пространства между некоторыми компонентами.

Эти узкие места, как я упоминал в разделе «Износ металла по металлу», имеют тенденцию быть более тесными, когда холодно, а это означает, что маслу еще труднее проникнуть внутрь и создать хорошую пленку жидкости. Пока эта пленка не сформируется и не начнет выполнять свою работу, ваш двигатель действительно недостаточно смазан , даже если он работает. (Посмотрите видео вебинара в ответе 2NinerRomeo, где Майк Буш подробно рассказывает о том, как работает масло, у него есть хорошее объяснение процесса смазки жидкой пленкой.)

Как убедиться, что я правильно делаю предварительный нагрев?

Лучший способ разогреться — провести ночь в хорошем, теплом, отапливаемом ангаре. Это в основном гарантирует, что каждая часть вашего самолета была доведена до одной и той же температуры, и даже предоставляет вам хорошее место для предполетной подготовки, а не делать это на рампе при зимнем ветре со скоростью 6-но-чувствует-как-60 узлов. .

Предварительный прогрев ангара не только лучше всего подходит для вашего двигателя — ваши гироскопические приборы нагреваются до приятной теплой температуры (помните, что механические гироскопы должны раскручиваться, и у них те же проблемы, что и у вашего двигателя, с точки зрения зазоров). уменьшается из-за холода), и корабельная батарея тоже прогревается, чтобы быть готовой обеспечить максимально возможный пусковой ток.

У меня нет ангара, бесчувственный ты урод!

К сожалению, у некоторых из нас (например, у меня) нет ангаров - отапливаемых или нет - или наш местный FBO берет изрядную сумму за то, чтобы переночевать в тепле. Тем из нас, у кого нет ангаров, приходится обходиться каким-то предварительным подогревом рампы. Я предполагаю, что вы находитесь в той же лодке, что и я (без ангара, без электричества), и должны использовать какую-то другую технику.

Большинство предпусковых подогревателей рампы, где у вас нет ни ангара, ни электричества, имеют форму системы «принудительного горячего воздуха» - либо одну, которую катит FBO, либо переносную, работающую на пропане. Есть даже те, которые построены вокруг походной печи , которые обманчиво хороши в работе (и в крайнем случае могут сжечь бензин, который вы слили, проверяя свои баки на наличие воды).

Общая процедура принудительного предварительного подогрева горячим воздухом заключается в том, чтобы направить тепло на охлаждающие впускные отверстия капота, позволяя теплому воздуху обтекать двигатель и вокруг него и выходить через охлаждающие отверстия. Включите обогреватель перед предполетным полетом, и, если повезет, к тому времени, когда вы закончите обход, ваш двигатель будет готов к запуску.
Если очень холодно, вы можете заблокировать часть впускных отверстий и накрыть капот одеялом во время предварительного прогрева, чтобы удерживать тепло в двигателе, и, как указывает 2NinerRomeo, при использовании высокоинтенсивного источника тепла, такого как нагреватель пропана убедитесь, что вы не накачиваете так много тепла в капот, что вы вздуете краску. Постепенный прогрев - это то, что вам нужно - мы медленно прогреваем двигатель, а не жарим его.

Как я узнаю, что предварительный нагрев «сделан»?

Есть три распространенных способа узнать, достаточно ли времени для предварительного прогрева двигателя, — каждый метод работает довольно хорошо, и вы можете использовать тот, который наиболее подходит для вашей ситуации.

Тестирование на ощупь

Это классика, если у вас есть капот, который можно легко открыть, как и у большинства самолетов Piper, просто пощупайте все цилиндры и картер. Они должны, если ваш предварительный нагрев был достаточно тщательным, быть слегка теплыми на ощупь. Это низкотехнологично, но работает хорошо, если вы можете его использовать.
С практической точки зрения обычно легче сказать, готова ли «верхняя часть» (цилиндры) таким образом, чем «нижняя часть» картера / коленчатого вала / подшипников), но с некоторыми капотами (многие Cessna или мой Cherokee 180). ) туда просто не просунешь руку, чтобы пощупать двигатель: до передних цилиндров и чутка картера дотянуться можно, а вот до задней половины двигателя без разборки капота (и потери всего зажатого нагревать).

Проверка с помощью щупа

Другим хорошим показателем является то, что когда вы вынимаете щуп из двигателя, масло хорошо стекает - сравните с тем, насколько густым и сиропообразным было масло в холодном двигателе, и это должно быть очевидно, когда оно «готово».
Это работает практически для любого двигателя, даже если единственный доступ к нему — это маленькая масляная дверца, но это также один из самых медленных и консервативных индикаторов: почти вся тепловая масса двигателя должна нагреться до того, как масло попадет в двигатель. колодец прогреется и начнет болтаться.

Проверка с помощью ваших инструментов

Последний способ проверить состояние вашего предварительного прогрева — это проверить приборы вашего двигателя: если все температуры головок цилиндров показывают что-то разумное (скажем, 60-70F), а температура вашего масла, по крайней мере, «не соответствует норме», ваш двигатель был тщательно проверен. с подогревом.
Однако этот метод немного зависит от приборов - некоторые двигатели могут не показывать индикацию температуры масла, пока вы не доведете масло до 90 градусов (что было бы отлично для запуска, но паршиво для ожидания на рампе). . Для этих двигателей вы, вероятно, захотите использовать тест щупа, чтобы проверить, «готово» ли масло.
Этот метод также работает лучше всего, если у вас есть датчики для отдельных цилиндров, так как вы можете определить, был ли ваш двигатель равномерно нагрет (это особенно верно для более длинных двигателей, таких как 6-цилиндровый силовой агрегат: если передние цилиндры подвергались обдуву теплым воздухом и находятся в 90-х годах, но задние цилиндры все еще показывают 30 градусов, вам может потребоваться настроить процедуру предварительного нагрева, чтобы нагреть эти задние цилиндры!)

Прощальные мысли - Вещи вне моторного отсека?

Я сосредоточился в основном на предварительном прогреве двигателя, о чем думает большинство людей, когда они думают о предварительном прогреве самолета, но, как я уже упоминал вкратце, стоит отметить, что другие части самолета также выигрывают от предварительного прогрева.

Например, теплая батарея (60-70°F) заведется лучше, чем холодная. Если ваша батарея находится в моторном отсеке, она будет нагреваться во время предварительного прогрева, в противном случае вы должны знать, что холодный запуск предъявляет довольно высокие требования к батарее, и ваша батарея будет признательна, если вы ограничите запуск двигателя насколько это возможно.

Точно так же все ваши гироскопические инструменты (поворот и крен, гироскоп направления, авиагоризонт) должны раскрутиться — это происходит в спешке (как только вы нажмете на мастер для электрических инструментов, как только двигатель заглохнет и вакуум насос начинает реально вращаться для насосов с вакуумным приводом).
Если вы сможете направить в кабину немного теплого воздуха, ваши гироскопические приборы скажут вам спасибо (и вы, вероятно, поблагодарите себя - эти штурвалы ХОЛОДНЫЕ!). Гироскопы выдерживают меньше ударов, чем ваш двигатель, и, безусловно, их замена стоит меньше, когда они изнашиваются, но поддержание их работоспособности стоит небольших усилий.

Майк Буш на вебинаре EAA от 8 сентября 2011 года заявляет о фантастической долговечности двигателя. Он называет запуск двигателя при температуре ниже 20°F значительным износом и рекомендует предварительный прогрев ниже 32°F. Прокачка принудительного воздуха через капот в течение 15 минут, времени, достаточного для тщательной предполетной проверки, проверки записей и т. д., должно помочь. Будьте осторожны, чтобы не поцарапать покрытие капота.

Что касается «Почему», я полагаю, что основная причина заключается в том, что алюминий и сталь, из которых состоит двигатель, имеют разные коэффициенты теплового расширения (Cte), а низкие температуры, находящиеся далеко за пределами их рабочего диапазона, могут сдвинуть посадку деталей за пределы допуска. Что касается «Как» убедиться, что ваш двигатель достаточно предварительно раскручен, я полагаю, вы могли бы следить за датчиком температуры масла. Мой начинается с 50F. Мне было бы удобно запускать двигатель, если бы игла хотя бы оторвалась от штифта, но это может занять много времени. Поскольку масло играет такую ​​важную роль в контроле температуры двигателя, некоторые предпусковые подогреватели прикрепляются к масляному поддону с помощью магнитов. Я слышал о некоторых пилотах, направляющих нагретый воздух в выхлопные трубы, чтобы нагреть внутренности. Я не знаю, насколько это эффективно при нагреве масла.