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第29章 低碳汽车,节能驾驶(1)

一、启动升温和行车温度

1.发动机的启动

发动机启动是开车的第一个环节,而且启动这一操作动作,在汽车运行过程中也会不时发生,其操作好坏会直接影响油耗的多少。发动机的启动,一般分为常温启动、冷启动和热启动三种。当大气温度或发动机温度高于5℃时,启动发动机不需要采取辅助措施,这种操作称为常温启动。大气温度或发动机温度低于5℃时,启动发动机称为冷启动。发动机温度在40℃以上启动发动机称为热启动。

(1)发动机的常温启动

发动机常温启动的操作要领是:轻踩加速踏板,尽可能做到启动一次成功,启动后保持发动机低中速运转。试验表明:升温转速过低,升温时间加长,油耗增加;升温转速过高,油耗也增加,还会增加机件磨损。当发动机水温升到40℃时,尽快转到怠速运转和准备起步。

在启动汽油发动机前,有的驾驶员为了能够尽快启动,先连续踩加速踏板10多次,使化油器加速泵喷出较多的汽油,甚至向化油器大喉管里倒入汽油,这些没有雾化的汽油进入汽缸会冲刷汽缸壁上的润滑油膜,当启动发动机时会加快汽缸磨损;如果喷入汽缸内的汽油在火花塞电极上形成油滴,以致电极不易跳火,反而不能启动发动机。有的驾驶员在停车熄火前也踩几脚加速踏板,认为可在进气歧管内留些汽油,下次就容易启动发动机,实际上进气管有一定温度,汽油是要蒸发掉的。以上不良操作必将造成无谓的燃料浪费和对环境的污染。

(2)发动机的冷启动

我国北方地区寒冷的1月平均气温达-20℃以下,西北、东北及高原严寒地区最低温度达-30℃~-40℃。低温对汽车行驶的影响,首先是发动机的冷启动,如果不采取必要的冷启动措施,不但发动机启动困难,而且还会引起启动油耗增加和发动机磨损增大。

汽油发动机低温冷启动困难的主要原因是:

①低温下发动机润滑油黏度增大,曲轴旋转阻力矩增大,发动机启动转速降低,汽缸内气流扰动作用变差,燃料与空气混合不均匀。

②随着温度降低,汽油的蒸发性显著下降,黏度和相对密度增大,流动性变差,雾化不良,相当一部分汽油以液态进入汽缸,造成混合气过稀。

③低温下蓄电池电解液黏度增大,向极板渗透能力下降,内阻增大,电瓶端电压下降,输出功率减少,以致启动机无力拖动发动机旋转或不能达到最低的启动转速。火花塞跳火能量也变小,不能点燃混合气。

在寒冷地区的汽车最好是将汽车停放在保暖车库,发动机启动问题就迎刃而解了。对于露天停放的车辆,发动机冷启动的措施首先是采用多级汽油机油。多级汽油机油低温性好,其低温黏度等级号有OW、SW、10W、15W、20W、25W六种规格,它们相应的最低启动温度分别不高于-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃。其次还应有预热进气系统,以提高发动机进气温度,改善燃油雾化;加热汽缸体水套,以提高汽缸内温度,改善燃烧过程。在严寒地区应采用电瓶加热保温箱,防止电瓶电解液温度过低而导致输出功率过低,保证向电瓶正常充电;对进气系统应喷入启动汽油(柴油机为启动液),以改善混合气质量等。

发动机的预热方法一般有热水预热、蒸汽预热、电加热预热、红外线辐射预热等,用明火烘烤发动机的预热方法很不安全,早已淘汰。汽油机广泛应用热水预热和启动摇把摇转发动机曲轴若干圈,以及热水浇淋进气歧管等,具体操作是将90℃~95℃的热水直接灌入水箱,使水套中的水温和机体温度达到30℃~40℃以上,气温低时可多换几次热水,等到水温相对稳定后,关闭百叶窗,踩下离合器踏板,注意化油器应充满汽油,并根据不同气温适度关闭阻风门,轻踩几脚加速踏板后即可启动发动机。发动机启动后以稍高转速运转,待转速稳定后逐渐推开阻风门,抬离合器踏板,再缓慢地减到较高的怠速运转。这种热水预热方法经济实用,节省启动燃料,个别地方和少数车辆至今仍在继续运用。

新型汽油机有预加热装置,一种为正温系数峰房式钡钛陶瓷加热器,安装在发动机进气歧管内,处于化油器的正下方。利用电热陶瓷的恒温特性,加热器表面温度可达到最佳的工作温度,它的耐环境温度为-40℃~45℃,从而使在低温条件下化油器喷入进气歧管的汽油能大量挥发雾化,容易启动发动机,在发动机怠速运转及汽车行驶过程也可改善混合气质量。当发动机达到规定的工作温度时,加热器的电源会自动切断。另一种是采用电子电热镀膜材料为热源的预热器,安装在发动机机油集滤器处和化油器进气口处,经测试,在-30℃环境温度下,电子预热器预热3~5分钟即可顺利启动,其中集滤器入口处的机油温度和化油器进气口处的进气温度可上升到10℃和30℃,有效地改善了发动机的冷启动效率。

目前发动机冷却系统普遍使用乙二醇型冷却液,俗称防冻液,它的冰点低、沸点高、不结垢、不腐蚀金属,是常年通用的发动机冷却液。结合采用各低温黏度发动机润滑油和发动机预加热装置等,给冬季启动发动机带来了许多方便,也是冬季启动发动机节省燃油的有效措施。

为什么启动发动机要求尽可能做到启动一次成功?除了多次反复启动必然增加油耗外,还有一个重要原因是为了延长汽缸的使用寿命。有关资料介绍:在冬季气温为5℃时,发动机启动一次,汽缸的磨耗相当于行驶30~40km的磨损量;在-18℃启动一次发动机,汽缸的磨耗相当于行驶250km的磨损量。在发动机整个寿命中,启动所引起的汽缸磨耗约占总磨损量的50%,而冬季启动又占启动磨损量的60%~70%,所以要求启动发动机时尽可能做到一次成功。

(3)发动机的热启动

汽车在行驶过程中经常有临时停车后重新启动发动机的情况,由于这时发动机水温较高,称为发动机的热启动。热启动时应轻踩加速踏板,做到一次顺利启动,如果重踩加速踏板启动发动机,反而费油。

2.发动机的升温

发动机启动后,有的驾驶员怕熄火,求升温快,尤其在冬季启动汽油发动机,往往重踩加速踏板(大油门),或带阻风门连续踩加速踏板,不仅严重浪费燃油,而且增加发动机磨损。用东风EQ1090E汽油车试验:在大气温度-4℃重踩加速踏板和-3.5℃轻踩加速踏板升温到40℃相比较,油耗增加34mL;在大气温度-7.5℃反复重踩加速踏板和-7℃轻踩加速踏板升温到40℃相比较,油耗增加89mL。

为了节省燃油,应该待发动机水温升到40℃以上才起步行驶。根据气温情况,汽车在低速运行一段距离,待发动机水温和各总成润滑油温度升高后再进入正常行车,无特殊情况,禁止低温运行。

用东风EQ1090E汽油车试验:发动机水温低于40℃时汽车起步,前5km的油耗明显增加。同样行驶5km,起步水温22℃与起步水温40℃相比较,费油14%;起步水温30℃与起步水温40℃相比较,费油6.5%。这是由于起步水温低时,燃油雾化不良,发动机不能正常工作,加之机油黏度较大,摩擦损失功率增加,都会增加油耗。东风EQ1061TZ柴油车试验:发动机在低中转速1300r/min时预热升温的油耗最低,升温时间少;发动机水温达到40℃时比升温达到60℃的油耗要低一倍,所以推荐柴油机最佳升温转速为1300r每分钟和柴油机起步水温为40℃。

3.发动机的最佳工作温度

经理论计算和长期实践证明,应保持在水箱出口水的水温在75℃~85℃范围内,发动机罩下空间的温度保持在30℃~40℃范围内较为合适。

4.发动机工作温度高低对燃料消耗的影响

燃料蒸发性差,混合气雾化不好,油滴相对增多,形成各汽缸之间进气不匀,造成混合气偏稀,不易燃烧或使火焰传播速度减慢,燃料不能完全参与燃烧,汽缸内的平均有效压力降低,因而造成费油。

混合气温度为20℃时,汽油的蒸发率为50%,而在30℃时,蒸发率可达75%。水温在40℃时与80℃时相比,前者比后者费油10%以上。

发动机工作温度过高,空气热膨胀过大,降低了发动机的充气系数,破坏了空燃比,使混合气偏浓,燃料燃烧不完全,也会导致燃料消耗增大。资料表明,当水温在100℃时爬坡1.43km,需行驶17min,耗油1.9L;而水温在80℃时爬同一段坡,只行驶13分钟,耗油1.2L,前者比后者多耗油约60%。

发动机工作温度过高或过低不但会使燃料消耗量增加,也会导致发动机磨损增加,使用寿命受到影响。如果温度太高,还会造成发动机的早期损坏。

5.正确掌握行车温度

供给发动机的燃料所放出的热量,在发动机中经过一系列复杂的过程,只有20%~35%转变为有效功,而其余的热量将随废气、冷却介质等不同途径排出发动机外。向发动机供给的燃料所放出的热量恒等于转变为有效功的热量与各散失热量之和,称为发动机的热平衡。发动机热平衡各组成部分的值是随发动机的转速和负荷等情况的改变而变化的。

冷却介质(水或空气)带走的热量是相当多的,所以掌握好行车温度,减少不必要的热量损失,对汽车节油有着很重要的影响。

从节约燃油和延长发动机使用寿命的观点出发,要求驾驶员要根据气温、风向、车速、道路、载重等因素,及时调节百叶窗开度,保持发动机始终在最佳温度范围内运转。只要注意做好发动机预热、升温、保温和夏季降温的各项工作,就可做到常年节油。

二、正确起步和加速

发动机冷车启动后待水温升至40℃以上时,汽车方可起步。汽车起步是汽车从不动到动的必经过程,汽车由低速到高速必须通过加速来实现。

汽车在平坦道路上起步时,发动机产生的扭矩通过传动系用以克服车轮与地面的滚动阻力,以及加速阻力和空气阻力,而此时的空气阻力是很小的。在坡道上起步时,除上述阻力外,还有个坡道阻力(上坡为阻力,下坡为助力)。起步时油门的大小与上述阻力有关。阻力大,油门要大些,发动机转速高些,离合器接合过程要快些。

起步时要手脚协调,轻踏油门缓抬离合器,做到起步平稳可靠。汽车满载或在坡道上起步,坚持用最低挡位、小油门,这样可克服静摩擦力和向后滑的惯性,汽车移动后迅速换入稍高一级挡位。汽车启动时,油门踩下去过猛,会造成汽车加速过快而向前猛冲,使传动机件受到损伤。若油门踏板踩得过轻,易使发动机熄火,需要进行第二次启动。总之,油门踏板过轻过重都可能对汽车造成不利影响。

试验证明:汽车起步时,应避免猛轰油门。每轰一脚油门,少则耗油5~15mL,多则50~60mL。另外,应避免不停地变动油门位置,以减少不必要的耗油。

是用一挡还是用二挡起步,要视情况而定。一般空车、平路可用二挡起步;重载及上坡处起步,须用一挡起步。用二挡起步比用一挡起步少用油,起步后要尽快换入高速挡。

热车在平路上起步,应尽快循序换入高速挡。当车子一发动就抬离合器,不待油门轰起来就用二挡起步;汽车一旦运行起来,不待加大油门就换入三挡,这样直至换入五挡。采用这种方法,从起步到换入五挡,行驶距离不超过60m,耗油仅34mL。而正常起步至换入五挡时需耗油50~55mL。此法适合于停站较多的城市公共汽车。值得注意的是,由于柴油车发动机转速和扭矩的输出反应迟缓,起步后要待发动机转速升高(比汽油机稍高)时,才能换入高一级挡位。否则,即使勉强换入高一级挡位,开大油门也会导致加速困难,排气管大量冒黑烟,甚至熄火,这样反而增加了油耗。

由于公共汽车停靠点多,一个班(8h)需靠站停车150~200次,若发动机启动与起步配合恰当,仅这一项就可节油1750mL(按平均175次×10mL计)。

汽车加速时也要控制好油门大小,一般来说油门开度小,即轻轻踩下油门踏板,汽车提速慢,但节油;油门开度大,很猛地踏下油门踏板,汽车提速快,但燃料消耗大。试验证明:汽车启动后用急加速方法,在20s内把车速提高到30km/h时耗油50mL,若缓慢加速40~45s把车速提高到30km/h,耗油35mL。虽后者加速时间稍长,但可节油,因此无特殊急事,一般采用缓加速。

三、合理使用挡位

汽车行驶过程中,随着道路状况、交通流量等具体情况的变化需要更换变速器的挡位,使驱动车轮获得所需的牵引力,以克服变化的行驶阻力,这就面临挡位选择及换挡时机的问题。

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