起动箱

矛盾的设定既然冷启动磨损大,为何还要设置

发布时间:2024/12/12 18:29:42   
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#老司机聊汽车知识#

发动机80%的磨损是在冷启动的过程中

这是老司机们常说的一句话,没有错,但描述并不精准;只是既然冷启动的磨损大,为什么启动后的转速还会高于正常(热车)的怠速转速呢?该设定让很多新手司机困惑不已。

为什么不反过来思考?

如果冷启动的磨损程度大,工程师们还要进行这样的设定,难道是工程师的水平不如老司机?很显然这是不可能的。所谓的老司机无非是会开车而已,从事的职业最多的是职业司机,司机懂如何操作机器却大多不懂机器的制造和运行原理;从这个角度解读则不用为该设定担忧,不过还是有必要简单了解一下。

“80%的磨损”指无润滑的阶段

机油指发动机润滑油,储存在发动机的曲轴箱里,也就是最接近地面的油底壳里;熄火后机油会快速回流到油底壳,此时油道和需要润滑的位置已经没有什么机油了,最多还有些残留的油膜。

启动发动机是下面这么一个流程:

起动电机通电

起动电机小齿轮啮合发动机飞轮

起动电机带动飞轮曲轴运转

机械油泵同步运转

有机油从油底壳里快速泵入油道

速度要比下面这种动态图片演示得更快。

油泵分为机械油泵和电子油泵,机械油泵的动力来自曲轴,电子油泵本身就是个电机;启动电机可以在通电后的瞬间把曲轴拉动到转上下,随后点火做功快速拉升转速,起动电机断电分离。这个转速足够让油泵获得非常充足的动力,泵油的压力也可以足够高,电子油泵就更快了,有些机器的设定是可以提前泵油;所谓的“80%磨损”是在启动瞬间、油泵往上泵油的过程里,上部分没有充足润滑会让磨损程度大一些,但也只是几秒钟的事情;如果有提前泵油的设定,那么连这个磨损就都不用考虑了。

为何要设定出“冷启动高怠速”

撇开磨损的问题不谈,冷启动后的怠速更高是客观事实,转速越高耗油量越大,为什么要这样设定呢?

其实影响燃油车的内燃机耗油量的因素不仅仅是转速,还有一个重要因素叫作“温度”;内燃机是依靠燃烧燃油产生的热能转化为机械能(动力),热能会从高温物体传导至低温物体,这是热力学第二定律;所以发动机的热效率才会这么低,很多热能都没有能转化为动力,而是因为冷却和其他因素被浪费掉了。

热能被冷却吸收得越多,动力就会越差;假设热车怠速转速对应的功率是10kw,冷启动时因为过度冷却,实际功率可能是有7~8kw。怠速的目的是让发动机维持运转以等待操作指令,并以最快的速度做出反应,比如“挂挡加油门”,这是设定怠速的目的;怠速其实就是发动机以克服自身运行阻力、并保证运行状态稳定的状态,如何才能稳定运行呢?

或者说如何才能在怠速时不抖动、不共振。

办法很简单,那就是让发动机输出的功率足够克服运行阻力,上述假设的是10kw,对应的就是该标准;可冷启动时过度的冷却让实际功率缩减,发动机就会出现怠速共振,这会让车辆的体验变得很差。所以为了让冷启动怠速不出现异常状态,只有提高转速以补偿被损耗的动力,从而保证稳定的怠速运行。

其次怠速升高转速还有另一个功能,那就是提高热车的效率,转速越高则功率越高,概念可理解为单位时间内转化出的热能更多;于是发动机机体和防冻冷却液能吸收的热能也就越多,升温的速度当然会更快了。

缩短了怠速热车的时间,发动机更快地达到最佳热效率(最省油状态)所需要的温度,这样反而能让耗油量降低一些。

所以冷启动怠速高转速是合理的设定,既不会增加磨损、也不会明显影响油耗;正确的操作其实是冷启动之后系好安全带,挂挡走车,如果有什么担心则可避免拉高转速,热车后再拉一拉转速能有效清理积碳;实际上启动后拉高转速也没有什么大不了的,插电混动汽车启动内燃机的时候基本都是在行驶中哦。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

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