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一辆私家车可以不停歇跑多久?

红白汽车分析 3332浏览 2023-03-08 IP属地: 上海

车友们时不时就会提出汽车不停机可以连续跑多远之类的问题?与其去考虑车子能连续跑多久,不如去考虑驾驶者能连续驾驶车辆多久。当今的汽车在理论层面可以连续行驶几万甚至十几万公里,但驾驶者的体力是不够的。况且加油、保养都必须让车辆熄火才能完成。

不仅仅是汽车,大部分机械都可以保持稳态持续长时间运行。这种状态下的使用寿命其实比频繁启动、停机的寿命更长。原因很简单,持续稳态的运行可让机器保持在一个温度落差很小的工况下。组成机器的金属部件避开了冷热疲劳的影响,其损坏的概率就大幅度降低。所以同样跑30万公里,正常使用出现问题的概率比不停机运行的概率还要高一些。

当然这需要建立在燃料充足、机油状态良好的条件下。无论自吸车还是增压车,在熄火之后都会听到车子后半部有噼啪的响声。知道这响声是怎么产生的么?其实就是三元催化器以及其它部件在熄火失去热源后,遇冷收缩所产生的异响。为啥三元催化器收缩的最厉害?原因很简单因为汽车运行时三元催化器的温度很高,增压系统的温度同样非常高。

当然发动机的温度也很高,焰心附近的温度接近千度。但由于冷却系统的存在机体表面温度一般在90-105度左右(不同车系理想工况下温度是不同的)。虽然发动机温度不像三元催化器那么高,但车辆熄火后从100度高温降低至十几度(外部环境决定),温差并不小。甚至在北方的冬季车辆熄火后发动机降温跨度能超过100度。这种大跨度的温差对金属疲劳是有影响的。

‬汽车热冲击测试与耐久测试

发动机在量产之前要分别进行热冲击测试与耐久测试。如上图所示,出水温度分别在30度以下与90度以上进行交替,每10分钟为一个循环。累积循环次数将达到3000次,也就是30000分钟=500小时。而耐久度测试8小时为一个循环,发动机需要在不停机状态下连续运行2000小时。由此可以看出冷热交替所带来的冲击对发动机造成的影响远比持续运行要大很多。

所以当我们熄火发动机时似乎觉得这是在让发动机休息,但实际上发动机根本不需要去休息,熄火带来的伤害大于连续使用。另一方面2000小时的耐久度测试,即便每小时匀速80公里的时速,2000小时大概能跑16万公里-20万公里。这个里程范围其实就是当代内燃机的设计寿命。当然设计寿命与实际寿命是两个维度上的概念,当代内燃机只要保养得当、定期更换磨损件,它的实际寿命约等于无限。

但从厂家层面任何工业产品必然要存在一个设计寿命,无论丰田、大众、PSA的发动机均存在设计寿命(貌似PSA的机器设计寿命最长达到了24万公里,最短的品牌也达到了16万公里以上)。当然上面所列举的仅仅是国内的测试标准,实际上欧洲、北美车企的耐久类测试更为严格。耐久测试一般采用B10,也就是说当车子(大范围取样)使用达到设计寿命后,最多只能有10%出现或大、或小的问题,而剩余90%保持完好。

发动机不需要刻意的休息

很多车友在持续用车后总会产生将车辆熄火让车子休息一下的想法?实际上车子需要休息么?汽车其实不需要休息,只要他的散热系统状态良好,那么强制循环水冷系统就会源源不断的把热量导入空气。各位不妨在跑高速公里时重点关注下水温表,当指针到达理想温度后就会停止,而不会随着用车时间延长而继续升温。比如某日系车理想温度90度出头,连续跑8个小时,它的水温依然还能保持在80度。

当然会有朋友提到开锅了怎么办?谨记发动机开锅的原因并不在于发动机的运行时间是长还是短,关键在于散热体系是否状态保持理想。比如防冻液失效、水冷系统电子换热风扇损坏等等,这些才是导致发动机开锅的根本问题。在水冷系统状态良好、防冻液性能良好的条件下,无论发动机运行多久都不存在开锅的可能。因为冷却液会带走发动机的热量并将热量转移到散热器,散热器的热量会被电子风扇导入空气中,而失去热量的冷却液会降温并再次为发动机降温。

所以这套循环系统是可以连续工作并持续带走热量的,所以才能让发动机长期保持在一个跨度很小的温度范围内运行。至于增压系统也是同样的道理,排气高热会传导到涡轮壳上,涡轮壳会将热量传递给中间体。中间体的热量会被内部的机油带走,中间体内部机油重新循环到发动机内部时会将热量传递给制动液,降温后到机油将再次被循环到中间体内。所以即便连续使用的增压器也能确保不过热,况且匀速路况下增压发动机更像自吸,增压系统负荷很小或0负荷。

所以当今的私家车不熄火连续运行,至少能跑2000小时。为啥说是至少?因为根据B10标准,在连续运行2000小时后理论上会有10%的机器损坏,而剩余90%的机器可以继续运行至更长的时间。发动机能超常运行根本不是高深莫测的话题,机械产品都符合这个规律。早在上世纪50年代塞斯纳172固定翼飞机就曾在天上连续飞行64天(总有朋友质疑如何加油,请看上图),累积1536个小时,如果正常起降、使用,都够呛能飞这么久。

而70年后的今天,自动化、数控、高精度加工技术早已大面积普及,如今的发动机只要正常使用、妥善保养,基本是不会损坏的。至于能连续使用多久,可以说驾驶者能坚持多久、车子就能连续开多久。咱们熄火车辆并不是在让车子休息,而是因为驾驶者个人的原因而不得不熄火发动机。熄火对发动机而言并没有好处,因为它将面临一次新的冷热冲击,而连续运行则不会。所以不妨换个角度去思考,咱们所谓正常使用(每天启动+熄火)的机器并没有连续使用的机器寿命长。

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保养维修
 
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