矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

發動機80%的磨損是在冷啟動的過程中

這是老司機們常說的一句話,沒有錯,但描述並不精準;只是既然冷啟動的磨損大,為什麼啟動後的轉速還會高於正常(熱車)的怠速轉速呢?該設定讓很多新手司機困惑不已。

為什麼不反過來思考?

如果冷啟動的磨損程度大,工程師們還要進行這樣的設定,難道是工程師的水平不如老司機?很顯然這是不可能的。所謂的老司機無非是會開車而已,從事的職業最多的是職業司機,司機懂如何操作機器卻大多不懂機器的製造和執行原理;從這個角度解讀則不用為該設定擔憂,不過還是有必要簡單瞭解一下。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

“80%的磨損”指無潤滑的階段

機油指發動機潤滑油,儲存在發動機的曲軸箱裡,也就是最接近地面的油底殼裡;熄火後機油會快速回流到油底殼,此時油道和需要潤滑的位置已經沒有什麼機油了,最多還有些殘留的油膜。

啟動發動機是下面這麼一個流程:

起動電機通電

起動電機小齒輪齧合發動機飛輪

起動電機帶動飛輪曲軸運轉

機械油泵同步運轉

有機油從油底殼裡快速泵入油道

速度要比下面這種動態圖片演示得更快。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

油泵分為機械油泵和電子油泵,機械油泵的動力來自曲軸,電子油泵本身就是個電機;啟動電機可以在通電後的瞬間把曲軸拉動到600轉上下,隨後點火做功快速拉昇轉速,起動電機斷電分離。這個轉速足夠讓油泵獲得非常充足的動力,泵油的壓力也可以足夠高,電子油泵就更快了,有些機器的設定是可以提前泵油;所謂的“80%磨損”是在啟動瞬間、油泵往上泵油的過程裡,上部分沒有充足潤滑會讓磨損程度大一些,但也只是幾秒鐘的事情;如果有提前泵油的設定,那麼連這個磨損就都不用考慮了。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

為何要設定出“冷啟動高怠速”

撇開磨損的問題不談,冷啟動後的怠速更高是客觀事實,轉速越高耗油量越大,為什麼要這樣設定呢?

其實影響燃油車的內燃機耗油量的因素不僅僅是轉速,還有一個重要因素叫作“溫度”;內燃機是依靠燃燒燃油產生的熱能轉化為機械能(動力),熱能會從高溫物體傳導至低溫物體,這是熱力學第二定律;所以發動機的熱效率才會這麼低,很多熱能都沒有能轉化為動力,而是因為冷卻和其他因素被浪費掉了。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

熱能被冷卻吸收得越多,動力就會越差;假設熱車怠速轉速對應的功率是10kw,冷啟動時因為過度冷卻,實際功率可能是有7~8kw。怠速的目的是讓發動機維持運轉以等待操作指令,並以最快的速度做出反應,比如“掛擋加油門”,這是設定怠速的目的;怠速其實就是發動機以克服自身執行阻力、並保證執行狀態穩定的狀態,如何才能穩定執行呢?

或者說如何才能在怠速時不抖動、不共振。

辦法很簡單,那就是讓發動機輸出的功率足夠克服執行阻力,上述假設的是10kw,對應的就是該標準;可冷啟動時過度的冷卻讓實際功率縮減,發動機就會出現怠速共振,這會讓車輛的體驗變得很差。所以為了讓冷啟動怠速不出現異常狀態,只有提高轉速以補償被損耗的動力,從而保證穩定的怠速執行。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

其次怠速升高轉速還有另一個功能,那就是提高熱車的效率,轉速越高則功率越高,概念可理解為單位時間內轉化出的熱能更多;於是發動機機體和防凍冷卻液能吸收的熱能也就越多,升溫的速度當然會更快了。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

縮短了怠速熱車的時間,發動機更快地達到最佳熱效率(最省油狀態)所需要的溫度,這樣反而能讓耗油量降低一些。

所以冷啟動怠速高轉速是合理的設定,既不會增加磨損、也不會明顯影響油耗;正確的操作其實是冷啟動之後繫好安全帶,掛擋走車,如果有什麼擔心則可避免拉高轉速,熱車後再拉一拉轉速能有效清理積碳;實際上啟動後拉高轉速也沒有什麼大不了的,插電混動汽車啟動內燃機的時候基本都是在行駛中哦。

矛盾的設定: 既然冷啟動磨損大, 為何還要設定高怠速呢?

:天和Auto-汽車科學島

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