Počas jazdy v zime bude veľa majiteľov automobilov čeliť zdanlivo protichodnej voľbe: bude používať ohrievač automobilu Zvýšiť spotrebu paliva? Za touto otázkou je zložitá interakcia termodynamických princípov, návrhu inžinierstva vozidla a návykov správania používateľov.
1. Charakteristiky pracovného princípu a spotreby energie v systéme ohrievača
Systém ohrievača tradičného palivového vozidla je v podstate „zariadenie na regeneráciu odpadového tepla“. Jeho základný zdroj tepla pochádza z chladiacej kvapaliny motora. Keď prevádzková teplota motora dosiahne prahovú hodnotu 80-90 ℃, chladiva preteká nádržou ohrievača a dúchadlo vysiela do auta vyhrievaný vzduch. Teoreticky tento proces priamo nespotrebuje ďalšie palivo. Výskum amerického ministerstva energetiky (DOE) však ukazuje, že v prostredí s nízkym teplotám v mínus 6 ℃ je čas potrebný na dosiahnutie normálnej prevádzkovej teploty asi o 40% dlhší ako v normálnom teplotnom prostredí. Počas tohto obdobia vedie zvýšenie vstrekovania paliva k výraznému zvýšeniu spotreby paliva. Ak je ohrievač zapnutý príliš skoro v tomto čase, predĺži sa čas vykurovania motora, čo nepriamo ovplyvní spotrebu paliva.
2. Kvantitatívna analýza spotreby paliva
Testovacie údaje SAE (Spoločnosť automobilových inžinierov) v roku 2021 ukázali, že v prostredí -10 ℃ sa vozidlo po zachladnutí okamžite zapínalo ohrievača a spotreba paliva sa zvýšila o 1,2 -1,8 litra na 100 kilometrov; Keď bol motor úplne predhrievaný a použitý ohrievač, spotreba paliva sa zvýšila iba o 0,3-0,5 litra. Tento rozdiel je spôsobený stratégiou kompenzácie teploty riadiacej jednotky motora (ECU): Pri nízkych teplotách ECU zvýši objem vstrekovania, aby sa udržala voľnobežná stabilita, zatiaľ čo tepelné zaťaženie systému ohrievača oneskorí zvýšenie teploty chladiacejníku a núti motor na dlhú dobu v bohatom stave oleja.
Je potrebné poznamenať, že systém tepelného riadenia elektrických vozidiel (EV) predstavuje rôzne charakteristiky. Testa Tesla 2023 Model Y ukázala, že pri použití klimatizácie tepelného čerpadla na zahrievanie sa plaviaci rozsah zníži o približne 18%; Ak sa spolieha výlučne na elektrické vykurovanie PTC, strata plavby môže dosiahnuť 30%. To nám pripomína, aby sme pri diskusii o spotrebe paliva rozlišovali medzi typmi energetických systémov.
3. Optimalizácia využívania technologických stratégií
Na základe vyššie uvedenej analýzy sa odporúča prijať stratégiu fázového riadenia teploty: na počiatočnom začiatku vozidla by sa najprv malo používať miestne vykurovacie zariadenia, ako je vykurovanie sedadiel a vykurovanie volantu (výkon je zvyčajne menej ako 100 W) a teplý vzduch by sa mal postupne zapnúť po dosiahnutí teploty chladiacej látky 60 ° C. Pokusy spoločnosti Bosch v Nemecku ukázali, že táto metóda môže v zime znížiť komplexnú spotrebu paliva o 7-12%.
Pravidelná údržba je tiež kritická. Zanesený klimatizačný filter zvýši zaťaženie dúchadla o 15%, čo vedie k vyššej rýchlosti na udržanie objemu vzduchu; Účinnosť tepelného vedenia chladiacej kvapaliny starnutia (nevymenená viac ako 5 rokov) klesá o 20%. Tieto skryté faktory zvýšia spotrebu paliva. Kanadský sprievodca zimným vodičom ministerstva dopravy odporúča skontrolovať systém cirkulácie nádrže na ohrievaciu vodu každých 20 000 kilometrov, aby sa zabezpečilo, že tok chladiacej kvapaliny nie je menší ako 85% konštrukčnej hodnoty.
4. Technologické inovácie a budúce trendy
Nové systémy tepelného riadenia prechádzajú tradičnými obmedzeniami. Technológia „Intelligent Thermal Management“ spoločnosti BMW môže skrátiť čas zahrievania motora o 30% prostredníctvom elektronických vodných čerpadiel a regulácie teploty zóny; Zariadenie spoločnosti Toyota Výfukové teploty môže poskytnúť ďalších 5 kW tepelnej energie; Solárny strešný systém spoločnosti Hyundai môže poskytnúť 40% pomocnú energiu pre systém vykurovania za slnečných dní. Tieto inovácie dokazujú, že technologický pokrok pretvára hranice energetickej účinnosti zimnej jazdy.