趣味现象:冬季油耗升高的原因解析
汽车在夏季使用时的油耗会偏高 , 原因为使用冷空调需要开启压缩机 , 冬季油耗升高也是因为空调吗?
至今仍然可以看到一些司机在驾车使用暖风时会打开「A/C」 , 每次都要简单地进行科普 , 教会其暖风的运行原理——使用暖空调是不用打开压缩机的 , 因为暖风来自车辆正常运行时必然会被加热的防冻冷却液 , 热车状态下的冷却液可以有100℃左右的高温 。
通过冷却液流动到暖风水箱后进行加热 , 其温度会与冷却液温度逐渐相同;此时低温空气吹过高温水箱会吸收其热能 , 制暖说白了就是利用水箱加热空气 。 而压缩机是制冷时才要使用的!
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原理概述:空调制冷的原理是利用低温物体吸收高温空气的热能 , 制暖是空气吸收物体的热能 。 这里所谓的物体指“蒸发器” , 这个“器”需要蒸发的制冷剂(四氟乙烷) 。
这种制冷剂在零下26.2℃时就会沸腾 , 此时已经不再吸热了;而压缩机推动高压的制冷剂通过冷凝器和膨胀阀使其成为更低温的液态 , 成为液态后流动到零度以上的(相对高温)的蒸发器中会瞬间沸腾 。 沸腾的过程中会快速地吸收热能使其降温 , 热空气吹过蒸发器后 , 又会出现低温蒸发器吸收空气热能使其降温的转换 , 这是制冷的流程 。
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由于气态的四氟乙烷压力非常高 , 驱动其往复流动需要3kw左右的功率 , 折算为马力会达到5PS(匹)左右;公制马力1PS等于75公斤每秒每秒的驱动力 , 由此可见驱动压缩机运转需要多大的动力 。
而压缩机自身没有动力 , 燃油汽车的压缩机是通过皮带与发动机曲轴连接 , 曲轴运转压缩机偶记才能运转 , 也就是发动机启动后才能开始制冷 。 A/C按键只是压缩机的开关 , 没有点亮(打开)之前为压缩机的带轮随曲轴空转 , 点亮后为电磁离合器吸合带轮使压缩机开始运转 。
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曲轴是发动机的动力输出轴 , 输出的机械能概念就是「扭矩」;扭矩×转速÷9549×1.36=马力 , 压缩机损耗了很大的扭矩 , 所以制冷前后相同转速输出的马力会降低 。
此时为车辆的驾驶感受明显变差 , 想要提升动力就只能拉升转速;然而转速越高喷油量越大 , 这是夏季使用冷空调时油耗会升高的原因 , 但是冬季使用暖风不需要冷空调 , 为什么油耗还是会升高呢?
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原因有两点:
1:客观因素是环境温度太低 , 发动机机体与防冻冷却液升温时间延长 。 如果不能理解的话则可以从烧开水的角度来分析 , 从热水器里接40℃的水加热到烧开 , 使用的时间是不是会比较短?而如果用一坨冰来烧开水 , 是不是先要把冰融化并加热到40℃ , 之后40-100℃所需要的时间才会有之前的标准相同 。
这就是冬季油耗会升高的核心因素 , 防冻冷却液·EG乙二醇基的最低冰点温度是﹣48.3℃ , 不低于该标准都不会结冻 。 但是不结冻不代表温度不低 , 今年的冬天有很多地方都有零下10-20℃的低温 , 但这些区域的夏季温度也能高达40℃ , 这就是50-60℃的温差!
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【趣味现象:冬季油耗升高的原因解析】内燃机为防冻冷却液加温的本质就是“烧水” , 液体升高温度的基础是吸收热能 , 吸收的是发动机做功时产生的热能 。
这些被吸收的热能有很大一部分是应该转化为动力的 , 因为加热冷却液而被吸收则扭矩变差 , 扭矩降低则马力降低——低温就像是“天然的压缩机” , 同样是损耗了扭矩 。 说白了就是夏季驾车从低温到热车只需要几分钟 , 冬季热车要十几分钟 , 油耗能不高吗?
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