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  • 1 # 天和Auto

    秋冬季節汽車「油耗升高」的原因可總結為三點-均無解決方式內容概述:燃油汽車冬季油耗升高原因解析,理論與現實的矛盾,電動汽車冬季續航縮短的原理。

    每逢秋冬季節汽車的油耗總會升高,當然這裡指的是真正有冬天的區域,四季如春的南方地區不在討論範圍內;可以說兩大客觀因素都不會影響到這些車輛,原因正在於溫度幾乎沒有變化。

    溫度影響

    有種說法是因為冬季要使用暖風空調所以油耗升高,然而這種說法至少對於燃油汽車而言是說不通的;汽車暖風系統並不像家用空調需要使用壓縮機,同時要依靠電輔熱。汽車的暖風其實是水暖系統,是利用執行中溫度總會達到100℃(攝氏度)左右的防凍冷卻液,對水箱進行加熱後,再透過鼓風機將冷風吹過水箱加熱後送入車內。

    正常執行的內燃機必須透過水冷迴圈系統進行溫控,否則即使在寒冷的冬季,燃燒室內部的超高熱能也可以熔化機體使其損壞。所以一年四季都有「廢熱」可以利用,暖風不論理論還是事實都不會升高油耗,但是低溫對防凍冷卻液的影響卻會升高油耗量哦。

    【往復迴圈式·內燃機】執行基礎是依靠熱能,熱能來自可燃物(燃油)的氧化反應,或者理解為熱能是化學反應的結果;不過燃燒帶來的總熱能其實只有極少一部分可以轉化為動力,這就是所謂的「熱效率」。

    目前最優秀的內燃機轉化率只是50%左右,絕大多數汽油機的標定值會在35%-40%之間;然而最佳數值並不是全時全範圍都可以實現,在冷啟動階段熱效率極低,最高標準也只是在特定的轉速範圍內才能達到峰值。比如下圖37.1%的發動機,實際只能在2000rpm左右的小範圍內達到高標準,這是為什麼呢?

    溫度影響1:熱力學第二定律說明這樣的理論,熱能會無序從高溫物體傳導至低溫物質,反向理解則是低溫物質會吸熱。汽車在冷啟動時的機體與防凍冷卻液溫度都還很低,標準會與環境溫度相同。

    夏季高溫可以達到40℃左右,與最佳熱效率需要的高溫標準差距60度上下;但是冬季卻能達到零下幾十度,巨大的溫差等於「延長加熱防凍液」的效率(時間)。加熱其實是溶液自己的吸熱特性,冷啟動時燃燒產生的熱能會被吸收很大一部分,熱能的損失等於動力的下降;所以該階段內的動力理論上是會變差的,差到會影響正常駕駛哦,可是為什麼感覺不到呢?

    作為汽車使用者都能想到的問題,發動機工程師們肯定也會想得到;所以為防止冷啟動時駕駛體驗中國產,ECU行車電腦就會主動提高怠轉速並加大噴油量,以燃燒更多的燃油為代價,補償被冷卻損耗掉的部分熱能。

    該階段的怠速噴油量會是熱車怠速油耗的2倍左右,這就能充分說明為什麼冬季油耗會升高了:高溫季節環境溫度與執行理想溫度的溫差小,加濃噴油的時間自然更短;反之冬季溫差過大,倍數噴油的時間更長,油耗則必然會升高,這是無解的問題。

    溫度影響1:發動機即使達到熱車狀態,行駛中的汽車也會面對強度更高的風冷;低溫空氣快速降低水箱的溫度,水箱吸收防凍冷卻液熱能的效率也會提升。所以發動機的熱能損耗也會比較大且比較快,維持最佳溫度需要的轉速會略高一些,因為高轉速才能產生更高的熱能。

    然而偏高的行駛轉速基本都會超過最佳熱效率的轉速區間,油耗升高也是幾乎必然的結果。這種描述其實並不誇張,如果對卡車比較熟悉的司機,會發現冬季北方的卡車總會在車頭蒙上一塊類似與被子的東西;其實這就是“防風被”,擋住前檔進氣後可以降低風冷的程度,車輛也才能降低油耗並提高暖風空調的溫度。

    特殊機型-無極變速

    CVT無級變速器有個非常麻煩的缺點:低溫環境中必須原地加熱,否則TCU控制單元不允許變速箱升檔,即使加油門也只能透過「固定速比·拉昇轉速」的方式加速。

    原因在於變速箱油的低溫流動性很差,冷啟動時無法給變速箱特殊的錐輪鋼帶進行潤滑;然而這種結構是依靠滾動摩擦傳動,缺少潤滑會有非常大程度的磨損。所以就不得不在啟動發動機後,利用消耗電的暖溫器為變速箱油升溫;溫度越低加溫的時間越長,那麼原地熱車的時間當然也會增加。

    重點:原地熱車只是用稍微升高的怠速轉速加熱機體與防凍冷卻液,熱車的效率是很慢的;真正高效率的熱車是在行駛中,利用平均2000rpm的行駛轉速快速升溫。那麼不得不原地熱車的CVT,低效率的熱車油耗當然會明顯升高了。

    至於裝備其他變速箱的汽車,明顯升高的原因僅僅是有原地熱車的習慣,這種化油器時代-19年前就已經停產的技術,影響了很多不明所以的汽車使用者。不過也不能說原地熱車一定錯,畢竟冬季車內很寒冷、夏季也很燥熱;提前開啟空調調溫度是沒錯的,汽車本就是為人服務的交通工具,提升出行品質最重要。所以是選擇行駛熱車節油,還是選擇良好的使用者體驗,這點就只能自己權衡了。

    (完成潤滑不是原地熱車的理由,機油泵由曲軸帶動運轉,只有機油沒有選錯,冷啟動後幾秒鐘即可建立潤滑系統)

    電動汽車-里程下降

    不論電瓶車還是電動汽車,冬季的續航里程都會明顯下降;原因在於動力電池會受到高溫和低溫的影響,低溫會導致放電容量的升高,同時會降低電解液與活性物質化學反應的效率;說白了就是放電存在浪費,充電不夠完全,電動車的鉛酸電瓶受溫度影響尤其明顯。

    所以想要給電驅車輛提升冬季續航,電動車可以嘗試做電瓶或鋰電池組的保溫;至於電動汽車最好有「電池組預熱系統」,該系統可以有效提升續航里程。

    電動汽車暖風系統會大幅提升電耗,因為採用的是「PTC-陶瓷電加熱」系統;原理是利用大電流透過高電阻的加熱器,利用電子碰撞的原理升高其溫度,之後在利用高溫加熱防凍冷卻液。原理其實就像是電水壺燒水,功耗肯定是會比較高的。

    重點是電池組也需要進行溫控,目的是降低溫度對效能的影響;不過從低溫到高溫的加熱過程電耗最高,迴圈溫控中的電耗是要低一些的。所以最佳方式是利用電池組預熱結構,在充電時進行加溫,駕駛時已經渡過了電耗最高的階段,行駛中的續航能力也就能明顯提升了。

  • 2 # 馬頭人車庫

    低溫的天氣,汽車的油耗往往要更高一些,原因是來自多方面的,我們一個一個來分析:

    原因一:發動機需要消耗一部分能量在維持溫度上

    要知道,工作溫度對於發動機的效率影響是很大的,而且不同型號的發動機由於結構、材質和特性曲線的設計不同,所產生的“經濟”溫度也是不太一樣的。比如大眾的發動機一般經濟溫度在90攝氏度,而寶馬的發動機的經濟溫度就要高一些,差不多在110攝氏度左右。不過普遍而言,發動機的經濟溫度大約在85-110度之間,只要發動機的溫度達到這個溫度區間,發動機就處於相對省油的狀態。

    OK,那麼發動機的熱量來源於哪裡呢?主要就是汽油的燃燒。到今天為止,以人類科技的能力,燃油效率只有30%左右,換句話說燃油所釋放的能量中有大約70%左右與汽車的驅動力無關,而是消耗在發熱、克服機械摩擦、燃燒不充分、克服運動部件自身的慣性等等,其中又以發熱為主。所以讓發動機變熱靠的也是要耗油的。

    那麼當環境溫度很低,比如冰天雪地裡,不管是發動機本身的金屬部件,還是機油、防凍液等這些迴圈油液都是冰冷的,那麼發動機就需要燃燒更多的燃油才能達到自身的經濟溫度。而尤其是停了一夜之後的冷發動機需要更長的時間才能將溫度提升到85-110之間。所以這部分用來提升發動機溫度的燃油就是多消耗的燃油了。

    原因二:低溫下機油粘度增加導致摩擦增加

    機油的主要功能之一就是給發動機各個運動部件之間進行潤滑。機油本身是有一定粘度的,而且機油的粘度會隨著溫度變化,一般來說溫度越低粘度越大,當低到一定程度的時候甚至會逐步變成漿糊狀甚至變成固體。我們看到機油瓶上的標號經常會寫著“5W40”、“0W30”諸如此類,這是SAE(美國汽車工程師協會)的等級別標識。W代表的是Winter也就是冬季的意思,而W前面的數字指的就是低溫流動性,數字越大在低溫的情況下粘稠度越高。我們常見的機油分別是0W、5W和10W,它們分別可以保證在-20度、-25度和-35度情況下的流動性。

    那麼問題就很顯而易見了。當溫度低的時候,由於機油粘度變大(可以理解為漿糊狀),雖然仍然有潤滑和清潔的作用,但是發動機的運動部件(曲軸、活塞等)也需要花費更多的動能去克服粘稠的機油,那麼油耗自然也就上升了。當然機油的溫度會隨著發動機運轉一段時間後升溫到經濟溫度,那麼它的流動性也會恢復正常,所以消耗的多餘能量也會逐漸減少。因此低溫帶來的機油粘稠問題只在冷車啟動時對油耗造成影響,但也不能忽略。

    低溫時燃油霧化不足導致燃燒效率降低

    汽車的燃油是先經過噴油嘴的霧化噴射,和空氣混合後進行燃燒,因此燃油的霧化是否充分直接決定了燃燒效率的高低。在低溫的情況下,燃油的霧化效果會變差,所以燃燒率也會隨之下降,這樣發動機電腦就會發出指令加大燃油噴射量以保證發動機的功率,因此油耗也會上升。

    低溫對氧感測器的影響

    氧感測器是安裝在三元催化前後的監控元件,用來監控發動機廢棄中的氧含量,並將資料傳送給發動機電腦用來修整燃油噴射量。但是氧感測器的工作是有一定溫度要求的,一般在冷車的時候,氧感測器還沒有被預熱到工作溫度,往往是不工作或是監控資料不準確。這個時候發動機電腦就會暫時忽略氧感測器的資料,而主動增大燃油噴射量以確保發動機的正常運轉。因此環境溫度越低,氧感測器到達工作溫度所花費的時間就越長,那麼浪費的燃油就會越多。

    當然現在很多中高階的車子也開始使用一種叫加熱型氧感測器,可以迅速提升氧感測器的工作溫度,減少低溫所帶來的影響。

    綜上所述,低溫對燃油的消耗的確有影響,氣溫越低,油耗越高。但大部分浪費的油耗主要是在冷車剛啟動的十分鐘內消耗的,所以當汽車運行了一陣後,油耗也會漸漸恢復正常,因此我們作為普通車主沒有必要過於糾結。

  • 3 # 售後服務技術總監

    冬季氣溫下降以後我們會發現油耗增加比較多,很多人不太清楚這是什麼原因, 覺得冬天也沒有開空調為什麼油耗還這麼高呢?其實主要原因就是氣溫造成的。我們大家都知道發動機的正常溫度應當在90度左右,在這個溫度下發動機才能達到最佳狀態,而發動機水溫低為了維持發動機正常運轉就需要多供油,氣溫越低我們從低溫達到正常水溫的時間就越長,這樣油耗就會明顯增加。道理其實更簡單,一壺30度的水和一壺0度的水那個燒開的時間最少呢?時間短用的燃料就少就是這個道理,只要水溫達到正常值以後就沒有什麼差別了。

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