為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

可能很多車友都存在這個疑惑,為什麼乘用車的怠速轉速普遍在600-800轉?實際上這600-800轉的怠速僅僅是理想工況下的怠速轉速(水溫、油溫),而在低溫條件下怠速轉速會被拉高,也就是環境溫度越低、怠速轉速越高,隨著發動機溫度不斷上升,怠速才逐漸下降至600-800轉的範圍。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

這牽扯到低溫對燃油霧化的影響,若不拉高怠速在出現意外時所預留的餘量太少,系統來不及修正(噴油、轉速),很可能導致怠速不穩定甚至熄火。說到底之所以存在怠速是因為內燃機的特性,扭矩對轉速的依賴太高,其次發動機沒辦法從液態燃料中直接獲取能量。這兩點完全不同於電車,電車能從電池內直接獲得能量,但內燃機必須完成燃料的燃燒才能獲得能量。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

內燃機怠速的本質

怠速的標準定義為發動機在沒有負荷的狀態下所能保持執行穩定的最低轉速。也就是說從理論上還可以繼續降低怠速,但穩定性會受到影響,遇到一些特殊情況時所留有的餘量太低,系統來不及調整就直接導致劇烈抖動甚至熄火。比如當汽油品質偏重時(重質汽油在低溫下霧化非常差),如果環境溫度過低很容易導致混合氣過稀,轉速會迅速下降,如果怠速標定得太精確而沒有餘量,那麼很可能一瞬間跌過400轉以下從而導致熄火。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

所以怠速本身算不上好事,因為只要發動機旋轉就會產生油耗、積碳,但由於內燃機的特性又離不開怠速。這種情況下就需要做利弊權衡了兩害相權取其輕,既然內燃機離不開怠速,那就只能把怠速轉速儘可能的降到最低,儘可能的減少油耗。所以就產生了現如今乘用車普遍怠速轉速為600-800轉的現象。這個儘可能地將怠速轉速降至最低建立在保證怠速穩定的基礎上。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

轉速過低容易導致怠速不穩

怠速500轉幾乎是個臨界值,當怠速轉速低於500轉時發動機的抖動明顯,原因在於燃燒速度、火焰傳播會變慢。還知道怠速狀態節氣門接近全關,進氣不理想,所以需要至少500轉以上的怠速來保持燃燒的穩定。當轉速繼續下降,吸入空氣的速度會變慢,掃氣率會降低。一旦掃氣效果變差,那麼就不容易迅速將廢氣排出從而形成積累,這樣一來就導致新鮮空氣的流速降低,填充率也會下降。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

如此一來則直接導致燃燒惡化,內燃機透過混合氣的燃燒來獲取動力(化學能轉換動能與熱能過程)。而燃燒一旦惡化,每迴圈燃燒混合氣所獲得的動能降低,低到一定程度將不能保持內燃機的運轉,曲軸旋轉本身就帶著運阻。一旦某個迴圈燃燒混合氣所產生的能量不足以克服運阻,就會出現抖動,嚴重點就熄火唄。所以怠速轉速最低不能低過500轉,當然這是在理想條件下的最低怠速轉速。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

實際中為什麼大多數車型的怠速轉速普遍在600-800轉

既然500轉的怠速都能保持穩定,那麼為啥實際中的汽車怠速都在600轉以上?實際上這就是設計餘量(即便低於500轉只是狀態不好,但沒到熄火的時候),這就好比某大企業的面試題“標準承載700公斤的橋,800公斤的牛怎麼過?”。答案是直接過,因為在造橋時一定會考慮冗餘(餘量),以用來應對一些可能出現的突發問題,內燃機同樣遵循著這個理念。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

所以500轉的怠速在理想條件下沒問題,比如溫度理想、燃油品質良好時,500轉甚至更低也不會出什麼問題。但如果環境不夠理想呢?比如咱們北方冬季的嚴寒,燃油品質偏重等等,這時候該怎麼辦?低溫啟動系統會加濃噴射來保證有充足的燃油霧化,避免混合氣偏稀。但如果汽油偏重質,即便系統加濃噴射可混合氣依然偏稀,這時候該如何處置?

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

系統當然會增大加濃噴射的程度,但調整是需要時間的。如果怠速為500轉,很可能一瞬間跌破400轉然後熄火。但如果怠速轉速是600轉或800轉呢(甚至更高),800轉跌至400轉消耗的時間要比500轉跌至400轉的時間更長,這樣系統就有足夠的時間來完成調整避免怠速不穩、熄火問題的出現。所以預留餘量後的轉速至少在600轉以上,隨著環境溫度下降,冷氣狀態下的怠速會持續拉高。

因為環境溫度越低,對燃油霧化造成的影響越大,系統為了保持怠速穩定所留有的餘量越大。比如在環境溫度35-40度的環境下進行冷啟動,怠速在30秒內能降到600-800轉之間(30秒高轉給三元加熱,國五排放的通關秘籍)。而在環境溫度為-30度的條件下進行冷啟,怠速會達到1700轉(甚至會更高一些),暖三元的30秒後,轉速會下降至約1400轉左右。

為什麼絕大多數汽車的怠速轉速均在600-800轉之間?

之後隨著水溫不斷提升,轉速會逐漸從1400轉降低至理想工況下的怠速600-800轉,所以這些就是怠速的原理及方式。說到底怠速是不好的,但內燃機離不開怠速,所以就必須有怠速。既然怠速不能捨棄,那麼就儘可能地將怠速所帶來的影響降到最低,儘可能地降低怠速轉速。降到理想工況下的臨界轉速時,保留一定的餘量,就產生600-800轉的結果。