Во время зимнего вождения многие владельцы автомобилей столкнутся с кажущимся противоречивым выбором: будет использовать автомобильный обогреватель увеличить расход топлива? За этим вопросом стоит сложное взаимодействие термодинамических принципов, проектирования автомобилей и привычек поведения пользователей.
1. Принцип работы и характеристики энергопотребления системы нагревателя
Система нагревателя традиционного топливного транспортного средства по сути представляет собой «устройство для восстановления отходов». Его основной источник тепла исходит от охлаждающей жидкости двигателя. Когда рабочая температура двигателя достигает порога 80-90 ℃, охлаждающая жидкость протекает через резервуар для нагревателя, а воздуходувка посылает нагретый воздух в автомобиль. Теоретически, этот процесс напрямую не потребляет дополнительное топливо. Тем не менее, исследования, проведенное Министерством энергетики США (DOE), показывают, что в низкотемпературной среде минус 6 ℃ время, необходимое для того, чтобы двигатель для достижения нормальной рабочей температуры примерно на 40% длиннее, чем в нормальной температурной среде. В течение этого периода увеличение инъекции топлива приводит к значительному увеличению расхода топлива. Если нагреватель включен слишком рано в это время, время нагрева двигателя будет расширено, что косвенно повлияет на экономию топлива.
2. Количественный анализ расхода топлива
SAE (Общество автомобильных инженеров) тестовые данные в 2021 году показали, что в -10 ℃ среда транспортное средство немедленно включило обогреватель после холодного запуска, а расход топлива увеличился на 1,2-1,8 литра на 100 километров; Когда двигатель был полностью предварительно нагрет и использовался обогреватель, расход топлива увеличился только на 0,3-0,5 литра. Эта разница связана со стратегией компенсации температурной компенсации блока управления двигателем (ECU): при низких температурах ECU увеличит объем впрыска для поддержания стабильности холостого хода, в то время как тепловая нагрузка системы нагревателя задержит повышение температуры охлаждающей жидкости, заставляя двигатель в течение долгого времени в богатом масле.
Стоит отметить, что система теплового управления электромобилями (EV) представляет различные характеристики. Тест модели Y Tesla 2023 года показал, что при использовании кондиционирования воздуха для нагрева для нагревания крейсерский диапазон уменьшается примерно на 18%; Если он полностью полагается на электрическое отопление PTC, потеря крейсерского диапазона может достигать 30%. Это напоминает нам о том, чтобы различать типы энергосистемы при обсуждении экономии топлива.
3. Оптимизация использования технологических стратегий
Основываясь на вышеуказанном анализе, рекомендуется принять поэтапную стратегию управления температурой: при начальном начале транспортного средства следует использовать местное оборудование для отопления сидений и нагрев рулевого колеса (мощность обычно меньше 100 Вт) должно использоваться в первую очередь, а теплый воздух следует постепенно включать после того, как температура охлаждения достигает 60 ° C. Эксперименты Bosch в Германии показали, что этот метод может снизить комплексный расход топлива зимой на 7-12%.
Регулярное обслуживание также имеет решающее значение. Забитый фильтр кондиционирования воздуха увеличит нагрузку воздуходувки на 15%, что приведет к более высокой скорости для поддержания объема воздуха; Эффективность теплопроводности стареющей охлаждающей жидкости (не заменена на более 5 лет) снижается на 20%. Эти скрытые факторы увеличат расход топлива. Руководство по зимнему вождению Канадского Министерства транспорта рекомендует проверить систему циркуляции бака нагревателя каждые 20 000 километров, чтобы гарантировать, что поток охлаждающей жидкости не составляет не менее 85% от проектной стоимости.
4. Технологические инновации и будущие тенденции
Новые системы теплового управления прорываются через традиционные ограничения. Технология BMW «Интеллектуального теплового управления» может сократить время разминки двигателя на 30% с помощью электронных водяных насосов и контроля температуры зоны; Устройство восстановления выхлопных тепла от выхлопных газов Toyota может обеспечить дополнительную 5 кВт тепловой энергии; А солнечная крыша Hyundai может обеспечить 40% вспомогательную энергию для системы отопления в солнечные дни. Эти инновации доказывают, что технологические достижения изменяют границы энергоэффективности зимнего вождения.