燃油车每到冬季的时候都会出现冷启动怠速升高的情况,耗油量也会明显增大,这是什么原因造成的呢?
有些司机认为是为了加速发动机形成润滑,这个观点不对;有些司机认为是更快的原地热车,这个观点是错的;主要原因其实用一句话就能解释清楚,那就是为了怠速的平稳。
相信没有车主喜欢怠速抖动,发动机出现一点点共振都会令人烦躁。
所以汽车有必要做到怠速的平稳运转,提高车辆的NVH(噪音/振动/声振粗糙度)的表现;可是想要在冬季做到怠速的平稳就必须提高转速,因为气温越低、动力损耗就会越大。燃油车所装备的发动机是“内燃式热机”,这是一种把热能转化为机械能的机器;热能来自燃烧燃油转化,热能很有意思,它会传导至低温物体之上,感兴趣的同学可以了解一些热力学第二定律。
“怠速”的概念是什么?
想要搞清楚低温冷启动的怠速升高的原因,首先要知道什么是怠速。
怠速说白了就是发动机“运转等待指令”的状态,此时是空转,加油门就是指令;发动机怠速的时候也需要客服阻力,这个阻力是发动机的机械结构运转阻力。
假设运转阻力是10个单位,那么发动机想要平稳运行就需要输出对等的10个单位的动力;在热车状态下的怠速转速假设是800转,其对应的输出功率大约是8~10千瓦,足够克服运转阻力以维持发动机的平稳运转。
重点:
低温冷启动发动机的时候,发动机的机体与所有零部件的温度都很低,防冻冷却液的温度也很低;但是只要开始运转,发动机就要输出热能,这些热能就会传导至温度过低的机体和防冻冷却液。
这一部分的传导等同于“动力损耗”。
那么在夏季时假设气温是40℃,机体和防冻冷却液的温度相当;发动机的理想运行温度是90℃左右,两者的温差就是50℃上下,冷启动时的机体和防冻冷却液不会吸收太多热能,动力损耗就会小一些。
而在冬季时的气温可能是零下20℃,此时的机体和防冻冷却液的温度也会低至这个标准左右;冬季和夏季的机体和防冻冷却液的温差达到60℃,其吸收的热能就会更多,动力损耗就会更大。此时损耗之余的动力已经不足以维持发动机的平稳运转,所以才不得不提高转速。
“转速”指的是发动机曲轴每分钟转动的次数,汽车和现在的摩托车都用四冲程发动机,其特点是曲轴转两圈做功一次;每次做功都会转化出热能,那么在单位时间内必然是转速越高产生的热能越多,单位时间是1分钟,所以提高转速就等于提高了输出热量,提高的部分是用于补偿过度冷却损耗掉的部分,去掉损耗后的部分才能保证发动机的平稳运转——相当于热车状态下的800rpm输出的量。
这就是气温越低冷启动转速越高的主要因素,燃油车也会受到低温的影响且程度很大,过度冷却会造成汽车冬季油耗2L/100km左右的增长。
编辑:天和Auto-汽车科学岛,天和MCN发布,欢迎转赞评
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