汽车冷着车怠速时间长是怎么回事(冷车怠速下来时间很长)汽车冷着车怠速时间长是怎么回事(冷车怠速下来时间很长)

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汽车冷着车怠速时间长是怎么回事(冷车怠速下来时间很长)

汽车冷着车怠速时间长是怎么回事(冷车怠速下来时间很长)

汽车在冬季冷启动的时候会出现怠速转速的明显提升,耗油量会随之而明显增长,是什么原因造成怠速增长,又能否强行修改参数来降低转速呢?

原因有三点:

冷却损耗快速加温三元催化器特殊的无级变速器

没有更多的原因了。

燃油汽车总在讨论热效率,高水平的发动机可以达到40%左右,差一些则只有35%上下;可是最高的热效率其实只能在很窄的转速区间内实现,行驶中的转速会有较大程度的波动,所以真实的平均热效率会很低。然而什么是热效率?参考下图。


热效率简而言之就是转化为机械能(动力)的热能比例,内燃机依靠的是燃烧产生的热能转化动力,热力学第二定律说明了热能会从高温物体传导至低温物体;也就是说热能不可能都转化为动力,很多因素都会吸收热能,比如低温机体的冷却损耗、防冻冷却液的吸收损耗等,那么在冬季出现怠速升高也就不难理解了。

冬季的气温可以低至零下二三十度,夏季的气温可以达到零上40℃;同一杯水放在室外,冬季降温的速度当然比夏季快,因为低温的空气快速且大量地吸收了水的热能。

发动机也是同理的,低温空气过量吸收热能会导致热效率下降,可以理解为造成动力变差或功率降低;内燃机是有运行阻力的,怠速转速对应的功率正好能克服运行阻力,并且带动泵系(发电机/水泵等机器)运转。温度过低的时候动力被低温“吸走”一部分,剩余的功率不能满足稳定怠速,所以只能以提高转速的方式提高功率(功率=转速×扭矩÷常数)。


冷启动升高怠速还有其他的考量,比如加速发动机里的防冻冷却液升温,让发动机达到理想的运行温度,也就是最佳热效率的温度;用略高的转速在更短的时间内完成加温,比低转速缓慢地加温的综合耗油量更低。不过核心因素还是要控制尾气排放,只是提升转速等于提高燃油消耗量,这不是增加排放吗?

三元催化器的启动温度在200℃以上。

汽车尾气的主要成分为CO/HC/NOx,对应的是一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物,这三种物质对于空气的质量会有相当程度的影响;所以才需要对尾气成分进行净化,用于净化的就是三元催化器。


催化器中有铂、铑、钯三种贵金属,与三种物质反应可以让大部分尾气变成二氧化碳、氧气、氮气和水;这样就能大幅降低汽车尾气对控制质量的破坏程度了,可是催化器里的化学反应需要高温,冷启动时的尾气温度虽然很高,但尾气的流速也很快,加热催化器滤芯的效率不是很高。所以需要以提高怠速的方式快速加热滤芯,实现启动后的短时间内即可实现对尾气的有效净化,这是怠速转速会升高的核心因素。

有些车辆在水温仍旧偏低的时候转速也会下降,这就是催化器达到了理想温度后的调整。


无级变速器-CVT是怠速转速升高和不得不原地热车的另一个因素,好在用这种变速器的车辆占比并不是很高。

这种自动变速器的换挡结构比较特殊,不依靠齿轮结构换挡,是以钢带和锥轮的组合方式摩擦传动;传动的过程中有相当程度的磨损,想要控制磨损延长使用寿命就得进行高标准润滑,但是低温时的变速箱油流动性能很差,不能实现足够标准的润滑。

所以变速箱油就得在发动机启动前或启动后进行加温,达到高温后才能允许正常换挡与驾驶。

启动前的加温只能依靠电加热,功率很高、很容易造成电瓶亏电,尤其是主要用CVT的日系汽车,其使用的启动电瓶容量普遍非常小,熄火后用车辆配置十几分钟都有可能会亏电,就别提使用电加热了;而且高频率的电加热会让电瓶的使用寿命大幅缩减,这种铅酸电瓶完整充放电350~400次就会报复,一个冬季如果每天都用车几次,换电瓶会比换机油的频率还高。


「水暖」成为CVT的最终选项,CVT的变速箱油加热只能在启动后进行,然而仍旧没有采用电加热;选择的是依靠发动机的防冻冷却液来加热变速箱油,可是冷启动时的防冻冷却液的温度也和气温相同。所以只能等待冷却液升温之后才能有效加热变速箱油,等待的时间必然会很长,而且效率也必然会很低;因为怠速转速偏低、产生热能有限,加热冷却液(烧水)的速度当然会慢。

那么想要提高效率就得提升怠速转速,不过在温度过低的时候还是会很慢,在北方的一些区域车辆如果不对进气格栅进行改造,水温是始终都无法提升的。这就是会造成冬季怠速转速提高的原因,能理解吧。


编辑:天和Auto-汽车科学岛

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