低温对汽车使用性能的影响
由—般来说,气温在-10~-15℃的范围时,对发动机起动影响不大。但气温再低,
冷车起动就会有一定的困难,发动机不预热就无法正常起动。而当气温在-30℃时,不经预热就起动是完全不可能的。低温会带来发动机起动困难、总成磨损加剧、燃油和润滑油消耗增加、橡胶制品强度减弱、车辆行驶条件差等后果。
(1)、发动机起动困难
低温起动困难的主要原因是:曲轴旋转阻力矩增大,燃料蒸发性变差,蓄电池的工作能力降低。
1、曲轴旋转阻力矩增大
随着温度降低,发动机润滑油粘度增大,增加了曲轴旋转阻力矩,使发动机的起动转速下降,影响燃油的蒸发燃烧,造成起动困难。 2.燃料的蒸发性变差
随着温度的降低,燃油的粘度和密度都变大,流动性变差,蒸发、雾化不良。温度从40℃
降到-10℃时,汽油粘度大约提高76%,密度大约提高6%。由试验可知:气温为0℃和进气流速为l0m/s时,有3l%的汽油蒸发;进气流速低于3~4m/s,气温在-12℃时,则只有4%~10%的汽油蒸发。低温时发动机机件吸热量大,对燃油的蒸发也很不利,使大部分燃料以液态进入气缸,造成起动困难。
另外,不同的燃料对温度的变化不同。低温对柴油的影响比较大。柴油在温度降低到- 18~20℃时,粘度开始明显上升。由于柴油粘度的增大,引起柴油雾化不良,使燃烧
2、过程变坏。当温度进一步降低,则因柴油含蜡的沉淀物析出,使柴油的流动性逐渐丧失,轻则油量减少,重则中断供油。如果是汽油的话,这种情况会明显好转,将不会出现这些情况。
3、蓄电池的工作能力降低
在低温条件下,随着温度的降低,电解液粘度增大,渗透能力下降,内阻增加;同时,起动时的电流很大,使蓄电池的端压明显下降。在低温起动时,需要的起动功率大,而蓄电池输功率反而下降。当气温降到—定程度时,起动系统便无法带动发动机,或达不到最低
发动机飞轮壳起动转速。另外,低温起动时,由于蓄电端电压低,火花塞的跳火能量小,使发动机不易起动。
(2)、总成磨损更加严重
汽车在低温条件下使用时,各主要总成磨损都比较大。尤其是发动机的磨损更为明显。在发动机的使用周期中,50%的气磨损发生在起动过程,而低温条件下起动的磨损占总起动磨损60%~70%。此外,低温起动后在未达到正常温度之前,磨损强度一直较高。
低温下发动机磨损严重的原因主要是:
低温起动时,润滑油粘度大,流动性差,不能及时到达气缸壁、轴承等摩擦表面,使润滑条件恶化。由于燃料雾化不良,大部分燃料以液态进入气缸,冲刷气缸壁上的油膜,稀释润滑油,并使其油性减退。还有燃料不全燃烧而形成的碳化物也会与废气一起窜入曲轴箱污染机油,使润滑条件进—步恶化。由于温度低,燃烧过程中的水蒸汽凝结在气缸壁上,并燃料中硫的氧化物生成酸,引起腐蚀磨损,导致缸壁磨损加剧为此,在低温条件下使用应严格控制燃料中的硫分。在低温时,由于曲轴主轴承及连杆轴承与轴颈的膨胀系数不同,使配合间隙变小,而且还不均匀,也使磨损增加。
传动系各总成在低温条件下使用时,由于总成的正常工作温度是以零件摩擦和搅油产生的热量来实现的,温度上升很慢。此时,齿轮和轴承仍得不到充分的润滑,使零件磨损增大。据试验表明:当气温为-18℃时,发动机起动—次的磨损量相当于汽车正常行驶210km;油温在-5℃时,传动系的磨损量是油温35℃时的10~12倍。
(3)燃料消耗增加
在低温条件下使用,由于温低,发动机升温时间长,工作温度低,燃料雾化不良,燃烧不良;再加上润滑油粘度大,摩擦损失高,使发动机输出功率下降,导致燃料消耗增加,据试验表明:当发动机冷却液温度自80℃降低到60℃时,耗油量将增加约3%降到40℃时增加约12%;降到30℃时增加约25%。
(4)、零件材料的性能变差
在低温条件下,零件材料的物理性能将产生变化。如:- 30 ~ - 40 ℃或更低时, 碳钢的冲击韧性急剧下降,硅、锰钢制的零件(如钢板弹簧等)、铸件(如气缸盖、飞轮壳、变速器壳等)会变脆; 锡铝合金焊缝在- 45 ℃以下时, 容易产生裂纹壳等)会变脆; 锡铝合金焊缝在- 45 ℃以下时, 容易产生裂纹硬易破裂。
(5)、行车条件变坏
在低温条件下,道路常被冰雪覆盖,致使轮胎与地面间的附着系数显著下降。在行车中,不仅制动距离延长,而且极易出现车辆侧滑现象。在同等条件下,冰雪道路上的制动距离比干燥沥青路面制动距离约长2~3倍以上。此外,在低温条件下,冷却水容易结冰而导致散热器和缸体冻裂。电解液也易冰冻而造成蓄电池不能正常工作。