记住,汽车所有的能量都需要消耗燃油的,但是汽车的暖风系统则是利用发动机余热做到的。但是并不代表开暖风就不会增加油耗,发动机水温超过70℃时开暖风就不会影响油耗。低于此温度开暖风都会增加油耗。
汽油发动机目前的热效率仍然很低,最高也没有超过42%,42%的热效率还是在油电混动系统上做到的。大多数发动机热效率仍然处在40%以下。可以说有60%的能量被浪费掉,并没有转化为动能,最典型的就是发动机余热,能量转化为热量散发掉。
发动机工作时,燃烧室的温度超过400℃,如此高的温度如果不及时的散发掉,那么就会导致金属零部件退火。退火后钢材硬度下降,变得不耐磨,四配套等部件很快就会因为磨损而报废。为此燃烧室的热量必须要及时的散发掉,也就有了散热系统。
大多数发动机都采用水冷散热系统,原理很简单。就是利用冷却液作为热传递介质,把燃烧产生的余热量导出来散发掉。发动机缸体带有水道,缸盖也带有水道,基本上高温零部件都带有散热水道。发动机温度升高时,也会把水道内的冷却液加温,冷却液会吸收大部分热量,如同锅炉一样的原理。有了冷却液吸热后,发动机缸壁的温度就可以降低到90℃左右。这个温度钢材不会退火、磨损也降到了最低、同时混合气燃烧更充分,90℃是发动机最理想的工作温度。当然保持这个温度是节温器功劳,高于设定温度开启大循环,低于这个温度则进入小循环模式。
而汽车取暖,则是利用了发动机冷却液这个现成的热源,90℃的水温,足可以用来取暖。暖风系统与家用暖气片取暖的原理是一样的,发动机相当于锅炉把冷却液加温,冷却液流入暖风散热器(小水箱),散热器带有散热翅片,多组水道,展开面积非常大,因此可以快速的把热量散发掉。
这时候用鼓风机对着散热器吹风,热风就热样的产生了。
这就是汽车暖风的原理、热量来自于发动机余温。那么现在问题来了,开暖风是如何影响油耗的呢?
首先是鼓风机耗电,鼓风机功率在200w上下,运转时需要消耗一定的电量。
电从哪里来呢?电瓶吗?不绝对。车辆启动后发动机励磁、发电,电压调节器会把发电机输出电压调节到14V左右,为电器供电、为电瓶充电。这时候汽车所有电器供电有限选择发电机,因为发电机电压比电瓶电压高。当用电功率过高时,超过发电机当前输出功率时,用电缺口则由电瓶补充。
发电机发电时是需要消耗能量的,发电机技术高度发展的今天,节能方面已经发展到极致。一个机油泵都要采用变排量的,就是为了降低发动机能耗。发电机工作自然也会影响到油耗,开暖风导致电耗增加,油耗也会增加。但是,增加的不明显,几乎可以忽略不计。
开暖风导致油耗增加的例子就是是发动机低温时,电喷发动机可以侦测发动机温度来决定喷油脉宽(油量),低温导致汽油雾化能力变差、混合气变稀、不容易爆发,因此低温启动时必须要向汽缸内喷入更多的燃油,提高混合气浓度,让车辆启动更容易动力不会衰减太多。
启动后为了快速提高发动机温度,喷油量依然会比正常运转时要高一些,这样做的目的就是让发动机快速升温,只有发动机温度升高到90℃左右时发动机才能进入最近状态。而水温低于70℃时,只要开暖风,ECU就会自动提高发动机转速,怠速也会升高。这点可以通过转速表看出来,转速升高会导致油耗增加、大排量车型表现比较明显,而开暖风后发动机热量被散发掉一部分,无形之间加长了暖机时间,油耗自然也会增加。因此发动机水温低开暖风会导致油耗增加,水温上来以后开暖风油耗不会增加。