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汽车是如何度过酷暑的?

作者:车猫 2016年06月24日

随着天气由冷转热,人民群众喜闻乐见的夏天已到来了,自然不能辜负了这大好的酷暑,我们离开20多度、气候宜人的上海,来到了中国最热的、夏天地表温度可达80℃以上的吐鲁番。

汽车是如何度过酷暑的?

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吐鲁番位于新疆中东部,在省会乌鲁木齐以东约200km,它不仅是中国最热的地方,同时也是海拔最低的地方,由于地处盆地,四周高山环抱,增热迅速、散热慢,形成了日照长、气温高、降水少的特点。吐鲁番气温高于35℃的炎热天气,平均一年有99天;高于40℃的酷热天气,平均有28天。

其实做夏季试验可选的地点还是比较多的,像广西北海、海南三亚、湖北武汉、甚至上海,都是整车厂常选择的地点。而吐鲁番地处偏远,为什么大家常来这呢,除了这里真的非常热以外,还有两点原因:

第一:组织冬试、夏试这样的道路试验,是一个浩大的工程,不仅要协调整车厂、供应商工程师、领导、外方人员,还要提前一周以上将试验车运到试验地点,所以试验时间不是那么容易改的;

吐鲁番的夏天干燥少雨、阳光强烈,几乎天天都很热,绝对可以达到夏季高温试验的效果,不像三亚、北海,台风说来就来,只留一群人在萧瑟寒风中做“高温”试验。

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吐鲁番5年前就已建成全国最大汽车曝晒试验场

第二:由于我国长期支援西部的基本政策,这里的道路真的非常平整,而广阔的大西北地广人稀,乡下的路上基本没有车,十分适合做一些需要高速进行的试验项目。

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夏季试验需要进行哪些试验项目呢?

1.热起动

不论在哪里,起动总是需要重点关照的内容。众所周知,在气温较低时,汽油是比较难挥发的,也就难以进入气缸燃烧,因此冬季试验中冷起动是需要重点匹配检查的内容;那为什么在极度炎热的吐鲁番还要做起动试验呢?

在寒冷的冬天,容易挥发的汽油有利于发动机起动,但到了炎热的夏季,汽油的易挥发性就不是一个优点了。易挥发的汽油在高温发动机的影响下,会在燃油管路中产生气泡(专业上称为气阻),这虽然不会造成油管爆炸之类的风险,但是会让喷出的油减少(本来该喷油的,结果喷的是油蒸汽,自然就比较少了),所以,匹配检查高温下的起动性能是有必要的。

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对于大部分的汽车,水温一般都稳定在90℃,在炎热的夏季环境中,在发动机高转速大负荷运行之后,停车后几分钟水温会不断上升,极端条件下可达120℃,车辆需要在这种条件下仍然能够正常起动。

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当然,这样的情况是不会发生的……


2.爆震

说到爆震,就不得不从发动机的运行原理说起。我们都知道,发动机运行分为进气、压缩、做功和排气四个冲程,其中最重要的自然就是做功冲程了,其他三个冲程都是为做功冲程作准备的。

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1-进气冲程,2-压缩冲程,3-做功冲程,4-排气冲程

做功冲程以火花塞点火为起点,点火后汽油和空气混合气发生燃烧,推动活塞,从而推动车辆行驶——这是正常的情况,也是作为工程师最愿意看到的情况。

但燃烧、做功这件事往往没那么顺利。(要不怎么体现工程师存在的价值?)有的时候火花塞点火,汽油不管怎么也点不着;有的时候不去点火,它自己就着火了。在这种情况下,汽油自发燃烧形成的火焰传播速度很快,产生过高的气缸压力,并以一种冲击波的形式释放出能量,容易损坏活塞、连杆等发动机零件。

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爆震造成的发动机零件损坏

众所周知,温度越高,汽油越容易着火。而在极端炎热环境下,发动机容易进入过热状态,因此也是爆震容易发生的状态;这还不够,我们还会特意找一些山寨的民营加油站加一些辛烷值特别低的汽油(不要97#,不要93#,只要70#!)。

在这种又热、油品又差的极端情况下,测试发动机是否能识别爆震、是否能通过推迟点火提前角、限制负荷等方式抑制爆震。

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3.排气温度

说到排气温度,下面这张图可以让你直观感受到发动机究竟有多热。

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当然,这只是涡轮增压发动机在台架上进行极限性能测试的图片,在实际情况中,排气管烧红的情况绝不会出现(也不用担心汽油或机油滴落在排气管上自燃的情况)。

排气温度控制的背景,就是因为发动机排气管路中有许多零件,包括排气门、氧传感器、三元催化器等,都有一定的耐热极限,在过高的排气温度下,它们会出现烧蚀、裂缝等损坏。

排气门损坏的后果自不用说,气缸里的高压燃气全跑了,无法产生驱动力;而氧传感器和三元催化器的损坏则会带来严重的排放超标。

显然,夏季高温环境也是考验发动机排气温度是否超标的最严苛工况。在这部分试验中,工程师需要验证在不同转速、不同负荷、不同车速、上坡下坡的情况下,发动机是否能通过加浓混合气、限制负荷等手段保证排气系统各关键零部件的温度在可控范围内,从而保证各位车主在今后的用车过程中,排气系统内相关零件绝不会被烧坏。


4.零件耐久试验

上面所说的都是发动机标定试验,除此以外,对于汽车上的各个零件,特别是广泛使用的塑料零件而言,强日照、高温度、极干燥环境造成的快速老化则是零件工程师不得不考虑的内容。因此,每年夏天,未上市的新车型都会安排几个月的夏季高温耐久试验,经过上万公里的高强度运行,检验各个零部件的可靠性。(这也是拍谍照的人们的最好机会)

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最后,我想谈谈夏季试验的感受:

真是太热热热热热热热热热热热热热热了,每次从空调房里出来,还没走到车上,汗已经滴下来了。刚进车里的几分钟是最难受的,还好我厂的空调性能还不错,但阳光晒在手臂上还是有刺痛的感觉……

而且,有些试验项目还要求不能开空调……那感受,只能见下图了……

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