广大车友是否有注意过绝大多数燃油车发动机的怠速转速均在600-800转之间?当然这所指的是常温状态下,发动机的怠速转速为何不能更高或更低呢?600-800转的转速区间有哪些好处?低温启动发动机时怠速转速又为何会提高?
实际上怠速是内燃机所不得不采用的运行方式,原因在于能量的形式。内燃机不同于电机,电机因为有动力电池包帮助其储存着能量,有需求直接取用。所以电机0转但不代表没有能量去推动它运转,但内燃机则完全不同。燃油在油箱里时能量=0,虽然燃油中蕴含着巨大能量但只要内燃机0转、燃油就不会燃烧,能量为0。如此就不能推动车辆运转。
所以内燃机一定要有怠速,怠速可以简单理解成提前燃烧燃油准备、叠加能量的一个过程。既然怠速不可割舍,那么如何将怠速的危害降至最低就变得非常重要。这需要遵循两个标准,要尽可能的降低燃油消耗、毕竟怠速时完全在做无用功。其次要尽可能的维持怠速稳定,所以如今绝大多数内燃机的怠速区间都保持在了600-800转范围。这在油耗与稳定之间实现了平衡。
发动机怠速的标准定义怠速的标准定义为发动机在没有负荷的状态下所能保持运行稳定的最低转速。这也就是说普遍600-800转的怠速并不是发动机最低的怠速,同样也不是最高的怠速。只不过当内燃机怠速更低时燃烧不稳定、容易产生剧烈的抖动甚至是熄火。而当转速更高时又会怎样?会更加费油,上文已经提到怠速是内燃机不得已而为之的工况,会带来一系列的弊端。
如费油、积碳等等,这些都是怠速所导致的后果,所以设计者又必须尽可能的去降低怠速转速区间。所以发动机怠速转速高了会费油、低了又导致怠速不稳,所以就只能在稳定、油耗之间找个平衡。怠速转速越低当然越好,但又不能太低,所以600-800转的怠速转速区间就成了当今内燃机的标准。当然在一些特殊条件下比如低温、比如油品质量存在问题时,怠速区间也会产生相应的调整来规避问题。
怠速转速过低有哪些后果?内燃机怠速的临界值在450转左右,也并不是说低于450转就一定熄火,但此时火焰传播极为缓慢、抖动剧烈、燃烧恶化。那为啥不能把怠速设置为500转呢?实际上多拉高一些转速就是为系统调整增加一些时间,从500转降低至450转只有50转的落差,而从600、800转降低至450转足有150-350转的落差所需要的时间也越长。时间越长留给系统的调整空间就越大。
比如内燃机怠速只有500转,结果遇到偏重质的汽油(雾化差),大概率出现混合气偏稀的问题。混合气偏稀会导致转速下降,可问题是怠速只有500转啊,稍微下降一点机器就开始抖动、甚至会熄火。系统当然会对此进行调整如及时加浓喷射或提高加浓倍数,但这种调整需要时间。如果怠速只有500转在遇到问题时系统大概率来不及调整,发动机就已经熄火了。怠速更高些就有足够的时间去进行调整。
低温冷启动发动机时为什么怠速更高内燃机的怠速是跟着机体温度走的,机器运行温度越低时、怠速就越高。说到底还是利用更高的怠速对意外提供余量、提高系统容错率。因为在低温环境下燃油的雾化程度会更差,如上图所示在0摄氏度时1.05ml燃油只有1ml可以完成雾化而0.05ml没有雾化。而在环境温度下降至-10度后,喷射1.05ml燃油或许只有0.05ml燃油完成雾化。那么对此该如何解决?只能加浓喷射,单次循环喷出20ml以上的燃油来保证所需要的量。
所以在低温条件下燃油雾化更差,对余量的要求也更多。常温下机器运转时怠速只要比临界值高出100-200多转即可,但在低温环境下这样的余量依然不够用。所以需要继续去拉高怠速,比如低温冷启动发动机时怠速1400-1600转,距离450转的临界足有1000转左右的落差。下降这1000转消耗的时间是不是更长。是的,所以系统即可通过这段时间来完成调整,避免发动机熄火。
这实际上就是低温冷启动机器时怠速突然飙高的原因,这实际上并不是车辆需要热的标识而仅仅是为了确保怠速稳定的一种不得已的手段而已。如果全球的汽油品质可控、稳定,那么完全不需要将怠速拉那么高。可实际上甚至两城市的汽油品质都相差甚远,那么汽车厂家就只能采用更保守的策略。总而言之内燃机需要怠速,而怠速是内燃机不得已而为之的选择。既然如此怠速转速需要遵循机器运行稳定、尽可能降低转速来降低油耗两个标准,如此600-800转的怠速就成为了如今的主流。
看机种吧,低转速的劳斯莱斯柴油机双缸全速才220转,国产的6300全速500转。
好像当年开的解放牌CA10卡车的怠速,是调到看得清风扇叶片的,好像是大几十至百来转吧。
飞轮重,缸数多,行程长,怠速就可以调低