現(xiàn)在有一個(gè)普遍的共識(shí),熱車不用太久,一般點(diǎn)火等個(gè)幾十秒就能走。哪怕是在道路結(jié)冰這種極寒天氣下,也不需要太長(zhǎng)的熱車時(shí)間。與此同時(shí),也有很多科普文章告訴你,熱車只要等到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到標(biāo)準(zhǔn)怠速值就可以掛擋走人。
但熱車的標(biāo)準(zhǔn)是不是一定非要等到轉(zhuǎn)速下來(lái)才算完成呢?從發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)到車子完成熱車的這段期間里,到底都發(fā)生了什么?冷啟動(dòng)狀態(tài)下的高轉(zhuǎn)速,到底是為了什么?
在一些比較淺顯的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)教材里,大多數(shù)都會(huì)有這么一句:發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后由于機(jī)油未能及時(shí)送達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)部件,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)有較為嚴(yán)重之磨損。這句話的意思是,冷車狀態(tài)下,機(jī)油不能馬上潤(rùn)滑整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件,這時(shí)候會(huì)干摩擦,要等一段時(shí)間才可以。
這么說(shuō)其實(shí)也沒(méi)錯(cuò),但要知道,如今大部分職中或職高汽修教材,都編寫(xiě)于80年代末或90年代初,以當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)編寫(xiě)這些教材的教授們能接觸的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)看,普遍還處在80年代初或70年代技術(shù),對(duì)于那個(gè)時(shí)代的發(fā)動(dòng)機(jī)而言,機(jī)油泵噴射壓力不足,油底殼設(shè)計(jì)也相對(duì)原始,確實(shí)存在冷啟動(dòng)后長(zhǎng)達(dá)數(shù)十秒甚至一分多鐘的干摩擦。
但對(duì)于現(xiàn)在的汽車來(lái)說(shuō),它們基本上全部標(biāo)配了高壓機(jī)油泵,這些機(jī)油泵有多厲害?它們能把機(jī)油直接噴射到接近4層樓的高度,這是70-80年代的技術(shù)難以想象的。換句話說(shuō),目前的車子,無(wú)論價(jià)格如何,在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成的那一刻,短短幾秒時(shí)間里,整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)就已經(jīng)被完全潤(rùn)滑。甚至更加高檔的車型,在你接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的那一刻,機(jī)油泵就已經(jīng)完成了對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑工作,根本不需要等到你點(diǎn)火那一刻。
從發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)(所有機(jī)油全部回流到油底殼且呈靜止?fàn)顟B(tài))到機(jī)油覆蓋全部運(yùn)動(dòng)部件,再到發(fā)動(dòng)機(jī)油壓建立完成,對(duì)于如今的車子來(lái)說(shuō)也就是幾秒鐘的事。所以如果單純從摩擦這方面來(lái)講,理論上你可以直接點(diǎn)火就馬上走,不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有任何損傷。
當(dāng)然,有一個(gè)情況例外,對(duì)于氣溫在零下35度及以下,因?yàn)闄C(jī)油粘性增大流動(dòng)性減緩的原因,油壓建立可能需要幾分鐘,因此在-35度及以下的氣溫下露天停放的車,原地?zé)彳噹追昼娔酥?0分鐘是有必要的。
這個(gè)問(wèn)題值得深入探討。首先說(shuō)結(jié)論:冷機(jī)啟動(dòng)高怠速的根本目的,是為了給三元催化劑加溫?,F(xiàn)在在嚴(yán)苛排放標(biāo)準(zhǔn)下,單靠機(jī)內(nèi)處理(發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)處理)是難以滿足國(guó)五甚至國(guó)六B排放需求的,原因很簡(jiǎn)單,內(nèi)燃機(jī)這種東西,理論上是根本沒(méi)有辦法滿足如此嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)。
因此工程師們只能在排氣系統(tǒng)上想辦法,EGR(廢氣再循環(huán))、加強(qiáng)的三元催化器,和應(yīng)用在歐6柴油機(jī)上的尿素處理系統(tǒng)成了非常有效的辦法。EGR本身需要廢氣量,而且對(duì)減排作用并不是太大,相對(duì)而言,三元催化器的作用更直接也更明顯。
但如今排放標(biāo)準(zhǔn)下的三元催化器,需要更多,配比更精確的三元催化劑。這意味著三元催化劑的工作溫度要求更加苛刻。因此如果說(shuō)怠速高轉(zhuǎn)速是為了讓三元催化劑進(jìn)入工作溫度的話,如今的新車,怠速轉(zhuǎn)速的變化更大程度上是為了讓三元催化劑盡快進(jìn)入工作溫度的前提下,盡可能保持催化劑溫度的穩(wěn)定性。
因此我們可以看到,比較老的車子怠速基本上只有兩-三檔變化,冷啟動(dòng)的1000-1200轉(zhuǎn)怠速(視溫度高低而不同),再跌到950轉(zhuǎn),再跌到正常的800或750轉(zhuǎn)。但對(duì)于現(xiàn)在的車來(lái)說(shuō),冷機(jī)轉(zhuǎn)速是可變的。
冷機(jī)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī),即便油壓建立完成了,如果馬上開(kāi)車的話你會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)很容易熄火。這是由于在冷機(jī)狀態(tài)下,發(fā)動(dòng)機(jī)本身溫度不足,發(fā)動(dòng)機(jī)本身會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)扭矩。這種負(fù)扭矩特性是在每一種熱機(jī)上都會(huì)存在的。汽車用的四沖程內(nèi)燃機(jī)如此,飛機(jī)用的渦噴或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)也是如此。解決辦法也很簡(jiǎn)單,提高燃燒室溫度即可。
對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō),解決辦法比較簡(jiǎn)單,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)到待機(jī)轉(zhuǎn)速后直接加大噴油量,升高燃燒室溫度,從而讓渦輪前溫度提高,壓氣機(jī)喘振就會(huì)改善,如果你有坐過(guò)飛機(jī)的話不妨仔細(xì)聽(tīng)聽(tīng),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)到怠速后的聲音,和在滑行階段的聲音相比,是有明顯不同的,剛啟動(dòng)的怠速聲音明顯更粗糙。
而對(duì)于四沖程內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)解決辦法和飛機(jī)一樣,通過(guò)加大噴油量就行。但飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)這么做不會(huì)直接提高轉(zhuǎn)速,因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)這種東西本身對(duì)轉(zhuǎn)速變化不敏感。但對(duì)于對(duì)轉(zhuǎn)速變化極其敏感的活塞式內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō),加大噴油量提高缸溫(燃燒室溫度也就是缸溫了)的直接后果,就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高。
正因?yàn)槿绱耍嚢l(fā)動(dòng)機(jī)的ECU里會(huì)有一個(gè)叫扭矩模塊的東西,它會(huì)計(jì)算冷啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)扭矩,再控制噴油系統(tǒng)和節(jié)氣門調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速,在盡快加熱燃燒室的同時(shí),保證發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出仍然在怠速狀態(tài)。
但即便如此,本身設(shè)計(jì)老舊的四沖程內(nèi)燃機(jī)在冷機(jī)啟動(dòng)-正常工作溫度這個(gè)階段,無(wú)論是排放表現(xiàn)還是熱效率表現(xiàn),都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及飛機(jī)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),這也是發(fā)動(dòng)機(jī)這種機(jī)械本身結(jié)構(gòu)缺陷所致。
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