關鍵詞:電路系統,油路系統,蓄電池,火花塞,發電機與油耗關係

序:汽車電路系統與油路系統的的運行原理,內燃機運行與發電和蓄電池(電瓶)的關係,燃油動力汽車的電耗是否會影響油耗。本篇會從這三個方面進行講解,不過在解釋問題之前首先需要了解運行原理才能夠真正瞭然,所以先從理論開始。

關鍵詞:電路系統,油路系統,蓄電池,火花塞,發電機與油耗關係


電路系統與油路系統

燃油動力汽車的動力源來自內燃機,這是一種通過燃燒燃油產生熱能,利用熱能轉化為機械能的發動機。不過油路系統與電路系統有什麼關係呢?以汽油發動機為例,機器的正常運行是離不開“電輔助”的,比如從油箱抽出汽油送至發動機需要油泵電機的運行,燃油達到噴油嘴之後需要利用電路控制“斷路與通路”控制噴油與閉合蓄壓(噴油嘴本質為電磁閥),下面看重中之重。

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火花塞:內燃機正常運行的基礎是獲取燃油,這一過程如上所述是離不開“電輔助”的。然而點火做功時同樣離不開電的輔助,因為只有柴油是通過超高壓縮比產生高溫,以高溫使柴油自燃開始做功;而汽油發動機的壓縮比低,壓縮空氣產生的溫度不足以使汽油自燃,所以就需要用火花塞電出電弧從而引燃混合油氣。火花塞的能量源是電能,那麼這一系統會有多耗電呢?這一設備需要的是超2.2萬伏特的高壓電,要通過點火線圈把12V電升壓後送至火花塞。

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綜上所述,汽車油路系統的運行需要的耗電設備非常之多,所以電路系統的穩定運行是非常重要的,同時為這些設備穩定供電也就非常重要了——開始瞭解汽車電路系統:第一路為車輛熄火後由啟動電瓶供電,其標準多為12V-35/45/55Ah,容量是非常小的;所以電瓶的作用只是在車輛熄火後短時間供車載設備用電,其次則是在啟動發動機時為起動電機與火花塞供電。由於這些設備耗電量太大,僅依靠蓄電池並不足以長時間供電,所以有了第二路供電方式。(參考下圖)

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電路系統與內燃機和電瓶的關係

如上圖所示,第二路電路系統指啟動發動機之後,由汽車內燃機集成的發電電機供給,此時電瓶並不在起到為車輛供電的作用,而是以穩壓整流保證電路系統的穩定為主。重點:面對這些相對比電瓶容量功耗很大的設備,內燃機集成發電機的額定功率能滿足嗎?如果能滿足且有足夠冗餘的話則能解釋“電耗與轉速油耗的關係”的問題,如果沒有冗餘甚至額定功率過低,似乎車輛就沒法正常運行了吧——因為設備都達不到穩壓運行狀態,包括火花塞。

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知識點1:假設火花塞得不到充足的電流為發動機有效點火的話,四程衝發動機在點火膨脹衝程(做功衝程)時無法電出足夠強度的電弧,混合油氣的燃燒速度會變慢。通俗的描述為設定的燃燒時間內,混合油氣因火花塞“虧電”導致燃燒不充分而浪費了部分熱能;所以為了保證發動機能正常運行則需要在供給車輛所有電子設備運行的前提下,留出冗餘以保證核心設備的供電。

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知識點2:在瞭解了兩路供電系統後,哪些電子設備會造成油路系統的運行不穩定,這一問題實際上是真正關係到發動機轉速與油耗的。參考知識點1描述的“火花塞虧電”對燃燒充分程度的影響,如果火花塞漏電或損壞則真的會影響油耗,因為燃燒不充分等於發動機扭矩下降,扭矩的下滑等於動力體驗的下降,想要提升(補償)動力只能通過提升轉速的方式實現。

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知識點3:如蓄電池虧電嚴重或工況不佳,在怠速是發電機發電功率較低的狀態下,如果同時使用揚聲器、照明燈、大功率逆變器與其他電子設備的話,那麼怠速發電量就不夠設備耗電量了。此時需要電瓶輔助為火花塞系統供電,但此時蓄電池的工況很差則可能影響怠速時火花塞的點火強度,結果又是燃燒不充分導致轉速升高或不穩定,有些存在怠速抖動的車在排查所有故障點後仍舊無法解決——試一試換塊電瓶吧。

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電路系統正常工況:電子設備會影響油耗(轉速)嗎?

標準答案:在啟動電瓶工況良好,發電機、點火線圈、火花塞工況沒有任何問題的簽下,汽車電子設備的全部同時使用都不會影響發動機的耗油量——因為有冗餘。

  • 大燈35/55瓦
  • 環繞級揚聲器以300瓦為標準
  • 電加熱座椅最高功率60瓦(恆溫時15W左右)
  • 後檔電加熱絲功率低於電加熱座椅
  • 空調鼓風機寥寥幾十瓦

這些被認定為“大功率”的汽車電子設備,在啟動發動機後是由額定功率普遍在1200~1500瓦之間的發電電機供給電能。發動機的轉速越高發電量越大,不過在調製器的作用下實際中低轉速已經有冗餘;所以在汽車正常運行時發電量必然遠遠大於耗電量,這應該怎麼理解呢?

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發動機與發電機:發電量足夠大,不用白不用。

車輛電子設備:發電量足夠大,不用白不用。

這樣的描述應該能理解汽車電子設備的電耗與發動機油耗的關係了,簡而言之,汽車原車的所有電子設備同時打開也不會影響發動機的轉速,轉速不受影響則噴油量必然不會受到影響!——汽車油路系統的正常運行離不開“電輔助”,所以為了保證正常運行必然會有發電量的冗餘,對於汽車用戶而言可以不用有顧慮的用車。

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知識點:汽車電瓶的工況會影響怠速時的穩定性與油耗,所以定期檢查蓄電池是有必要的。檢查好的方式可通過“觀察孔”或“觀察窗”的顏色判斷,標準參考下圖即可(綠色良好/黑色虧電/透明報廢)。如沒有觀察窗則可以通過虧單的速度(以天為單位),如果短短數天即可虧電那就要考慮檢測與更換了,能持續10~15天都屬於正常工況,供參考。

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編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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