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技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

不出預料,關於DM-i&DM-p插電混動系統的內燃機啟動與執行方式的“擔憂”大量出現了;插電混動(PHEV)汽車具備兩套完善的驅動系統,具體如下。

  • 內燃機配合變速器或串聯E-CVT
  • 驅動電機配合減速器

概念先進的PHEV應當是以電為主、以油為輔,也就是車輛主要由電機驅動,只有在遠距離通勤、動力電池組無法滿足續航的時候才需要內燃機運轉;比如純電續航為100公里,預計行駛300公里,過程則為先用純電模式行駛80~90公里,行駛中內燃機啟動實現油電混合輸出(內燃機同時負責驅動和發電、電動機認為主要動力單元)。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

於是問題來了,行駛中內燃機自啟動後,因兼顧驅動和發電造成執行轉速普遍超過2000rpm;在完全不“熱車”的狀態下直接讓內燃機以中等轉速運轉,會不會損傷發動機呢?有些司機因使用過諸如本田、豐田等品牌的日系汽車,車輛存在因冷啟動“熱車不充分”,或者高頻率大幅溫差導致材料熱脹冷縮至缸蓋出現裂縫,防凍冷卻液滲漏造成的機油增多和機油乳化問題,DM-i、DM-p混動系統的內燃機是否也會因不熱車而出現相同問題呢?

這是近期收到較多的諮詢,這裡要給出標準答案:無需擔憂,合格且優秀的發動機不會有這些問題。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

是什麼原因造成機油增多或乳化?

Engine oil指發動機潤滑油,簡稱為機油,這是一種石油蒸餾的產物;同樣的石油蒸餾產物還有汽柴油、煤油、重油等,機油絕對不會在使用過程中自行增量,這是絕無可能的!所謂的機油增多隻是發動機曲軸箱裡的油液總量增加了,增加的只有兩種油液。

  1. 汽油
  2. 防凍冷卻液

本田汽車的機油增多主要是汽油,低溫環境中增多的程度很大,究其原因不排除低溫啟動加濃噴油導致過量噴油溼壁,缸壁上的汽油透過活塞環在高壓作用下被壓入活塞之下,活塞下面連通的就是曲軸箱,曲軸箱就是用來貯存機油的。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

可是採用缸內直噴技術的發動機非常之多,合資汽車五個車系的主流車基本都用直噴,國產汽車定位超過10萬的主流乘用車型基本都是直噴機;然而這些發動機不都好好的嘛,噴油溼壁不是不能克服的問題,溼壁燃油也不見得都會被壓入曲軸箱,只要設計合理且材料合格則不會有問題。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

豐田汽車階段出現過的機油增多主要是因為材料不合格,缸蓋熱脹冷縮出現了裂縫,導致防凍冷卻液的水道和機油油道混合以至於總量增加;然而這也是沒有代表性的,日本車企和供應鏈習慣性造假,出現各種問題都不足為奇。國內對於主機廠和供應鏈的質量監測非常嚴格,如果出現相同的問題可能會直接成為“過去式”,比如尤拉汽車近期只是晶片偷樑換柱即有可能面對“毀滅式打擊”,所以主流車企是不甘於冒這種風險的。

而比亞迪汽車又是一個致力於強大中國車的企業,在成本範圍內往往會選擇最高標準的材料,所以不用擔心會出現機油增多或乳化的問題;至於乳化也無需贅述,簡而言之就是水或其他化學成分與機油反應使其成為膏狀物,這會讓機油失去潤滑密封等效能,不增多則不會乳化。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車



內燃機一定需要“低轉速或原地熱車”嗎?

這個觀點太落後了,但日系汽車使用者往往會有這種用車習慣;原因不在於發動機而是變速器,由於日系汽車善於使用低成本的無級變速器,這種變速器採用的是模擬大小齒輪的錐形輪推動鋼帶、以摩擦為基礎傳動。摩擦傳動的磨損當然會比較嚴重,想要控制磨損就要對鋼帶和錐形進行高標準潤滑;可是低溫冷啟動時的變速箱油流行效能極差,短時間內無法實現有效潤滑,必須在啟動後透過內燃機加熱防凍冷卻液,隨後以高溫的冷防凍液加熱變速箱油才能開始正常駕駛。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

毫無疑問無級變速器是不適合冬季的,只是瞭解其中原理的汽車使用者畢竟太少,在用車過程中會形成汽車必須熱車否則“不能開”的錯誤認知;於是越來越多的車開始低溫原地熱車,然而電噴發動機完全不需要熱車——只要不使用無極變速器,低溫冷啟動後掛擋就能開走。

(如果CVT不原地熱車而是啟動後隨即強行駕駛的話,結果可能如下)

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

“電噴”指控制系統操作油泵和電磁閥,啟動之前油泵就會從油箱裡抽出燃油並加壓送至電磁閥、也就是噴油嘴;噴油嘴閉合的時候進行蓄壓,開啟的時候透過高壓噴射出燃油,普通直噴汽油機可以達到350bar的噴油壓力,高壓共軌的柴油機直噴系統可以超過2000bar,這個壓力標準就是花生油都能霧化噴射出去。電噴是完全不受溫度影響的,除非低溫讓柴油結凍了,但這是油的問題而不是發動機的問題。

只是如果不原地熱車的話,發動機的機油能不能快速形成潤滑呢?

答案是當然可以,發動機的潤滑系統也有“泵”,泵是為流體(氣體或液態)增壓的“發動機”;普通燃油車的內燃機用機械油泵,由曲軸帶動機油泵運轉,曲軸開始運轉則機油泵即可達到高轉速並形成非常高的壓力。曲軸箱裡的機油只需要幾秒鐘就能流動到各個位置並形成有效潤滑,參考下圖吧,其實就是這麼快。

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

比亞迪DM-p架構使用的奧托迴圈發動機就是這樣,在行駛自動啟動的話,是由BSG發電啟動一體機將內燃機拉昇到最大扭矩的轉速區間內執行;過程中會先實現有效潤滑,隨即管它轉速高低呢。

DM-i有所不同,該系列的發動機均為阿特金森迴圈的內燃機,但與本田的阿特金森和豐田的米勒迴圈不同,因其內燃機沒有傳統的泵系;也就是各種泵都不予曲軸連接獲取動力,而是由電機帶動運轉,這就更不用擔心了。因為電機瞬間即可爆發最大扭矩、升轉速效率非常誇張,相比機械油泵的效率更高;不過這還不是最大的優勢,核心優勢是這臺發動機有四路冷卻迴圈系統,普通內燃機只有兩路。

圖1、普通大小迴圈

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

圖2、四路迴圈系統

技術解析|比亞迪DM-i系統的內燃機在行駛中冷車自啟是否傷車

驍雲阿特金森發動機在冷啟動的低溫狀態下不去進行水迴圈冷卻,之後隨著溫度變化自行調整,這不僅能提高熱車速度、降低油耗,同時能避免很多問題的出現;所以這臺發動機已經不是典型的內燃機,使用壽命和可靠程度理論上要比DM-p的奧托迴圈還要高很多,不過DM-p這套主攻高效能的系統已經經過了接近10年的市場考驗,476/487發動機沒有出現過質量問題。

還有什麼需要擔心嗎?中國製造的水平並不低,不需要因為一些洋垃圾的存在而對國產汽車失去信心。

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編輯:天和Auto-汽車科學島

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分類: 財經
時間: 2021-12-14

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