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冬天汽车怠速多少转正常

不得不佩服古人的智慧,将将立冬就横扫来了一场寒流,看着结冰的水面想着有必要聊聊发动机了;因为每年立冬之后都会有些粉丝朋友留言咨询发动机启动相关的问题,今年也是不例外,现在大部分区域的温度都下降到开15℃以内,在交界线以北基本都到了零度,此时启动发动机就有可能出现转速偏高的问题。

  1. 启动瞬间转速升高
  2. 怠速相对提升

这都是很正常的现象。

启动转速的提高基于两个考量,首先是热能损失的问题;燃油汽车装备的发动机严格来说应当叫做“往复循环-内燃式热机”,转化机械能(动力)的方式是燃烧,燃油燃烧产生的内能会推动活塞在气缸里上下运转,活塞连接的是发动机的曲轴,活塞的运转推动曲轴转动,动力就是通过曲轴转动的方式输出的。

启动冷知识|冬季冷启动发动机瞬间转速和怠速升高的原因

「热效率」应当都有了解过,最起码是听过这个名词的。内燃机通过燃烧产生的内能就是热能,热能是会从高温物体传导至低温物体的,感兴趣的读者可以了解一下“热力学第二定律”;那么内燃机做功的时候就必然会出现热能的损耗,比如四冲程的第一冲程(吸气喷油)吸入的空气温度低,机体温度和防冻冷却液的温度也低,燃烧的火焰温度可以轻松超过1200℃,于是这些热能就会被机体和空气“吸收”掉一部分。

其次还有机械结构运行时产生的阻力,这些也会损耗热能。

启动冷知识|冬季冷启动发动机瞬间转速和怠速升高的原因

家用汽车装备的汽油机的最高热效率目前为43%,这是量产车的最高标准,不过这台发动机是用于某国产插电混动汽车上,内燃机主要为恒定转速运行发电,所以热效率总能维持在最佳效率的转速区间;同时其四路冷却循环系统也比较有意思,低温冷启动时的冷却液不循环,随着温度的升高逐渐从小循环到大循环升级,也就是能保证从启动到热机都在最佳热效率需要的温度范围内。

然而普通燃油车真的就做不到了,因为冷启动时就会开始小循环,外部的气温又过于低,结果就会造成发动机“升温难”的问题。

启动冷知识|冬季冷启动发动机瞬间转速和怠速升高的原因

怎么办呢?

解决的方式就是提高启动和怠速转速。

正常的怠速转速基本都是800rpm,对应的功率在8-10kw左右;冬季低温的时候会因温度过低而过量吸收热能,本应该转化为动力的热能会进一步减少,热效率就会随之而降低。过低的转速对应的功率无法有效克服内燃机的运行阻力,发动机就会出现抖动等情况,所以只有提高发动机的转速——转速×扭矩÷9549=功率,提高转速就是提高功率,功率可以直接理解为动力。

提高的这部分功率要理解为“用于被低温空气和冷却液吸收”,假设800rpm等于稳定怠速,升高的转速假设为1100rpm,这就是为了实现「1100-过度冷却损耗=800rpm」,说白了转速的升高就是“稳定程序”和“动力补偿”。可是转速越高油耗就会越高,所以冬季的油耗也会比较高,就像是夏季代开空调压缩机导致转速升高是一个道理,区别只是夏季为压缩机提升转速、冬季为气温提升。

启动冷知识|冬季冷启动发动机瞬间转速和怠速升高的原因


启动瞬间的转速升高是因为什么呢?

原因有第一节讲述的因素,启动内燃机是有启动电机把内燃机的曲轴拉到一个相对高的转速后,依靠点火做功产生的足够多的能量推动活塞曲轴自运转;启动过程是发动机温度最低的时候,此时会有很大的热能损耗,所以不得不把转速拉到更高才能产生足够多的热能以驱动车辆行驶。

不过这还不是唯一的因素,机油粘度也是需要考虑的问题;发动机的机油(润滑油)都是温度越低粘度越大,超过极限还会结冻,比如0W-30的机油到零下35℃就会结冻,用0w-(﹣35)得出的数值就是机油的凝固温度,0W是﹣35℃,10W就是﹣25℃,在接近极限温度的过程里会让粘度越来越高。

启动冷知识|冬季冷启动发动机瞬间转速和怠速升高的原因

内燃式发动机绝对不像一些老司机说的那样“坚强”,比如启动后需要等待几分钟、实现有效润滑后才能正常驾驶,这是胡扯!内燃机在没有润滑的状态中,运转个把小时就报废了,所以必须保证启动完成后就要实现有效润滑。那么在低温的时候就同样需要拉升启动转速,因为机油粘度过高则流动速度较慢,抽机油的“泵”(机油泵)以机械式为主,由发动机的曲轴带动运转。

所谓的转速就是曲轴的转速,所以只有短时间内拉升曲轴的转速才能在短时间内实现有效润滑,随后怠速转速略高也要考虑到泵油的需求;这就是低温启动和怠速转速会升高的原因,是正常现象。

启动冷知识|冬季冷启动发动机瞬间转速和怠速升高的原因

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