汽車熱車5分鐘轉速才會下到1千以下,是有什麼原因引起的嗎?

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汽車熱車後轉速降低是正常現象,原因在於ECU依據發動機和冷卻液溫度進行了適應性調整。

汽車冷啟動後發動機轉速會高於正常轉速,這是一種動力補償機制,關鍵字為“冷”。發動機冷啟動潛含義為缸體與冷卻液為低溫狀態,而燃油車使用的內燃式發動機是依靠燃燒產生的熱能轉化為動能以驅動汽車行駛。參考熱力學第二定律,熱能會從高溫物體無序傳導至低溫物體,那麼冷啟動時發動機燃燒產生高溫熱能則會傳導至低溫的缸體金屬材料和冷卻液。

圖1:發動機氣缸內燃油做功產生的熱進行了傳導和被吸收。

圖2:發動機冷卻液循環吸收了發動機的熱量。

而發動機產生的熱能只能以小於等於40%的比例轉化為動力,那麼這40%的熱能又要被髮動機材料和冷卻液吸收掉一部分,熱能能轉化的動力低於了40%,發動機輸出的動力必然會減少嘍。動力差是冷啟動時發動機要面對的問題,但一臺合格的量產車必須保證在任何狀態下都能輸出充足的動力,否則冷啟動加速無力必然會引起車主們的差評,那麼如何在冷啟動時保證動力夠用呢?

答案1:提高轉速

判斷汽車動力強弱的數據為發動機功率,功率與一般理解的馬力可以互相轉彎,1功率(kw)等於1.36馬力(Ps)。而決定功率高低有兩大因素,分別為轉速和扭矩,計算公式為【轉速×扭矩÷常數(9549)】;轉速和扭矩只要有一項足夠大則功率足夠高,冷啟動時熱能轉化比例下降導致發動機扭矩降低,所以想要提升功率只能提升轉速。

作為非內燃機研發專業人士能想到這一方式,致力於研發專業的工程師們肯定會想到我們前面;於是發動機的運行狀態被進行了特殊調教,在冷啟動時通過對冷卻液溫度的偵測數據,由ECU行車電腦分析決定是否應該提高轉速。溫度越低轉速提升越高,溫度越高轉速提升程度越小,直到溫度合理不再刻意提升;在發動機啟動後通過爆燃產生的溫度能持續加熱冷卻液,溫度越來越高則主動提升的轉速則會越來越低,這就是問題的答案,但還不全面。

答案2:加濃噴油

轉速的提升只是第一步,也就是說升轉後發動機的功率只是升高但還未達到合格的水平;所以同步升高扭矩也是很重要的,扭矩來自發動機氣缸內燃油燃燒產生的熱能,燃燒的本質是燃油中能量物質在氧氣的反應作用下出現劇烈的分子無規則運動,運動產生的能量是一般理解的熱能。而每種燃料燃燒固定的量,其能產生的熱能是固定的,那麼增加噴油量讓更多的分子參與運動則能保證出現的熱能總量更大。

圖解:燃料加熱後分子運動的狀態。

所以在冷啟動階段不僅要提升轉速,同時要提高噴油量進行配合,以【大扭矩×高轉速÷9549】獲得能滿足正常代步的功率(馬力)。這是汽車熱車階段發動機的真實工況,可以理解為主動大量進氣和主動大量噴油;不過有一點還是要說明,這種運行狀態能在冷啟動時帶來充沛的動力,但同時也會造成大量積碳。

因為冷啟動時的噴油量並不按照理論空氣燃料比計算(理論空燃比為14.7:1),而是ECU按照設定噴油量進行超量噴油,這一階段的噴油量大於標準比例。燃料燃燒的基礎是有氧氣助燃,在常壓下空氣中的氧含量約為20.9%;那麼在空氣氧含量不變的前提下,噴油量過大則會導致超量中的部分燃油沒有氧氣助燃,但燃料是在同一氣缸內進行整體的燃燒,氧氣在燃料徹底燃燒反應之前則被消耗完了,結果則會造成燃料總體的燃燒不充分。不充分燃燒會造成遊離碳,該物質與空氣中的雜質和機油蒸汽混合後則成為眾所周知的積碳。冷啟動是產生積碳的必然階段,積碳會造成發動機工況變差導致動力下降、油耗升高以及怠速抖動等問題,所以如何避免積碳則為用車過程中的重點。

避免積碳大量積累的方式:不熱車!

問題描述中熱車五分鐘觀察怠速下降,這種方式是完全錯誤的用車方式,原因正是會產生積碳,同時加濃噴油還會出現非常高的油耗。想要發動機原理積碳則要在啟動車輛後正常駕駛,因為怠速加主動提高的轉速仍舊很低,其進排氣壓力小導致形成的湍流無法吹走形成的積碳;但是啟動發動機後隨即正常駕駛,發動機的轉速能控制在2000轉左右,稍微高的轉速產生的進排氣壓力會大得多,這一壓力是可以驅離剛剛形成的積碳的;而且在發動機水溫達到中線後油耗也會按照空燃比調整(降低),在低油耗實現後可以適當加大幾腳油門,轉速超過3000轉可以做到積碳的絕對清理,以這種方式駕車總能讓發動機原理積碳。

而且高轉速運行可以縮短熱車的時間,轉速指發動機一分鐘內噴油做功的次數,一分鐘內燃爆2000次產生的熱量與1000次對比顯然更高,發動機升高溫度當然也會更快。所以想要讓發動機遠離積碳,最好的辦法則是在啟動後開始正常駕駛;至於潤滑問題是不用擔心的,因為發動機的機油潤滑由機油泵提供動力,機油泵由發動機曲軸帶動,啟動發動機的瞬間是依靠啟動電機帶動飛輪、飛輪帶動曲軸開始運轉,也就是說啟動的一瞬間機油泵隨即開始泵油,啟動後的3秒左右發動機即可形成有效的潤滑,那麼還有什麼必要原地熱車呢?

總結:原地熱車是化油器時代的用車習慣,因為化油器需要足夠高的溫度才能有效霧化燃油,而今天已經是電噴發動機的時代,由電磁閥控制的噴油嘴正常噴油並不受到溫度的影響,除非燃油結凍。所以熱車後發動機轉速降低是正常的,產生積碳也是正常的,想要遠離積碳只需要正常駕駛即可,同時也能為節油減排做出貢獻。




天和Auto


這個屬於正常現象不必擔心,原因就是冷車啟動後,冷卻液的溫度沒有達到發動機正常的工作溫度,所以ECU根據水溫傳感器提供的溫度數據修正噴油量,剛開始的噴油量肯定比熱車高,隨著冷卻液的問題提升,噴油量也隨之減少,這個就是冷車啟動時怠速高的原因。


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