【汽车运用工程许洪国】汽车在低温条件下的使用分析.pptVIP

第七章 汽车在特殊条件下的使用 寒冷季节，我国大多数地区的最低气温在零度以下 北方地区的最低气温一般可达-25~-15℃ 西北、东北及边疆严寒地区最低气温可达-40~-35℃ 发动机的起动性能与发动机的类型、燃烧室形式和设计制造水平有关。 当气温在-15~-10℃以下时，发动机冷车起动就会有一定的困难； 当外界气温在-30℃以下时，没有冷起动装置的汽车，不经预热则无法起动。 与发动机起动性能有关的因素 发动机低温起动困难的主要原因 发动机低温起动困难的主要原因 MC=MK+MJ+MR 汽油的黏度、相对密度与温度的关系 1-黏度曲线 2-相对密度曲线 蓄电池端电压的降低对发动机低温起动性能的影响表现在两个方面。 低温起动时需要的起动功率大，而蓄电池输出功率反而下降，导致起动机无力拖动发动机旋转或不能达到最低起动转速 蓄电池端电压降低时火花塞的点火能量小，发动机起动困难。 在低温条件下，点火能量降低的原因还有： 可燃混合气密度增大使电极间电阻增大 火花塞电极间有油、水及氧化物等。 在低温条件下，汽车各主要总成的磨损强度都较大。 在发动机的使用周期中，50%的气缸磨损发生在起动过程，而冬季起动磨损占总起动磨损的60%~70%。 试验表明：在气温为-18℃时，发动机起动时的磨损量相当于汽车正常行驶210km的磨损量。 主要磨损部位是气缸壁和活塞环、曲轴和曲轴轴承、传动系各总成。 东风EQ1090型汽车发动机的气缸壁温度对气缸壁和活塞环磨损的影响 低温起动时，发动机气缸壁磨损严重的主要原因 (1)起动过程中，润滑油黏度大、流动性差、不能及时到达缸壁表面，缸壁润滑条件差。 (2)未蒸发的液态燃油进入气缸，冲刷缸壁上的润滑油膜，甚至沿缸壁流入曲轴箱，稀释润滑油使其黏度降低。 (3)在低温条件下，水蒸气在燃烧过程中凝结于缸壁；汽油中的硫在燃烧过程中产生氧化硫。二者化合成酸引起腐蚀磨损，使气缸壁的磨损加剧。 在低温条件下使用的汽油含硫量不应大于0.1%。 1-垂直曲轴轴线 2-平行于曲轴轴线 2)曲轴和曲轴轴承磨损的原因 发动机气缸壁在起动时的磨损量折合汽车正常运行里程与发动机温度的关系的经验公式： 图中可见 温度低于-10～15℃时发动机的磨损速率将急剧增长 (1)传动系总成(变速器、主减速器和差速器等)的正常工作温度由零件摩擦和搅油产生的热量维持，温升速度很慢。 解放CA1090型汽车传动系总成中的油温为-10℃时，行驶6km后油温才能升到10~15℃。低温时，齿轮和轴承得不到充分的润滑，零件磨损大。 与润滑油温35℃时的磨损强度相比，润滑油温-5℃时，汽车主减速器齿轮和轴承的磨损强度增大10～12倍。 (2) 低温时，传动系润滑油黏度增大，运动阻力相应增大；在起步后的很长一段时间内，各总成的负荷较大，使传动零件的磨件加剧。 汽车在低温条件下使用时，油耗增大的主要原因 (1)发动机暖车时间长 (2)发动机工作温度低，燃料汽化不良，燃烧不完全。 (3)润滑油黏度大，摩擦损失大，发动机输出功率下降，传动系的传动效率下降，汽车行驶阻力增加。当汽油发动机冷却液温度由80℃降至60℃时，油耗增加3%；降至40℃时，油耗增加12%。 低温条件下，材料的物理机械性能将变差。在-30℃以下时，碳钢的冲击韧性急剧下降，铸件变脆，塑料、橡胶变硬、变脆，从而使由这些材料制成的零部件在载荷作用下易于发生损坏。 在低温条件下，蓄电池电解液易冰冻而不能正常工作；冷却水易结冰，导致散热器和缸体冻裂。 发动机在冷起动阶段空气温度低和燃油雾化不好，HC和CO排气污染严重，在低温条件下更为突出。 冷起动一般指发动机从冷态起动到暖车前这段过程。 汽油机HC排放量的80%在冷起动阶段排出。 使用无铅汽油、采用闭环控制喷射技术并装配三元催化反应器，可很好地降低有害物质的排放。 汽油机冷起动过程时间短，不确定性因素多。 电控燃油喷射汽油机，在起动初期的第一、二个循环中，喷入燃油量往往是实际燃烧需求量5~6倍，以使发动机能够尽快点火。这时，进气道空气流速较慢，壁面温度较低，燃油的蒸发性相对较差，因而很多燃油以油膜的形式停留在气道壁面上、进气门处或进入气缸。 这些油膜在后续的暖机工况，以至正常工况将随着周围温度的升高而挥发，从而对这段时间内气缸的实际空燃比产生很大的影响。 在这一段时间里氧传感器不起作用，无法提供反馈信号以对燃油量进行有效控制。这是电控喷射汽油机冷起动排放污染大的另一个重要原因。 典型的三元催化剂的起燃温度一般在250~300℃，在冷起动期间，燃烧所产生的废气不能被催化转化器转化，而直接排到大气中。 冷起动时催化转化器的工作状况 2.保温 广泛采用的保温材料是聚氨酯硬质泡沫塑料。在特别严寒的地区，可采用蓄电池加热保温装置。蓄电池加热保温箱的