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技术解析|比亚迪DM-i系统的内燃机在行驶中冷车自启是否伤车

不出预料,关于DM-i&DM-p插电混动系统的内燃机启动与运行方式的“担忧”大量出现了;插电混动(PHEV)汽车具备两套完善的驱动系统,具体如下。

  • 内燃机配合变速器或串联E-CVT
  • 驱动电机配合减速器

概念先进的PHEV应当是以电为主、以油为辅,也就是车辆主要由电机驱动,只有在远距离通勤、动力电池组无法满足续航的时候才需要内燃机运转;比如纯电续航为100公里,预计行驶300公里,过程则为先用纯电模式行驶80~90公里,行驶中内燃机启动实现油电混合输出(内燃机同时负责驱动和发电、电动机认为主要动力单元)。

于是问题来了,行驶中内燃机自启动后,因兼顾驱动和发电造成运行转速普遍超过2000rpm;在完全不“热车”的状态下直接让内燃机以中等转速运转,会不会损伤发动机呢?有些司机因使用过诸如本田、丰田等品牌的日系汽车,车辆存在因冷启动“热车不充分”,或者高频率大幅温差导致材料热胀冷缩至缸盖出现裂缝,防冻冷却液渗漏造成的机油增多和机油乳化问题,DM-i、DM-p混动系统的内燃机是否也会因不热车而出现相同问题呢?

这是近期收到较多的咨询,这里要给出标准答案:无需担忧,合格且优秀的发动机不会有这些问题。

是什么原因造成机油增多或乳化?

Engine oil指发动机润滑油,简称为机油,这是一种石油蒸馏的产物;同样的石油蒸馏产物还有汽柴油、煤油、重油等,机油绝对不会在使用过程中自行增量,这是绝无可能的!所谓的机油增多只是发动机曲轴箱里的油液总量增加了,增加的只有两种油液。

  1. 汽油
  2. 防冻冷却液

本田汽车的机油增多主要是汽油,低温环境中增多的程度很大,究其原因不排除低温启动加浓喷油导致过量喷油湿壁,缸壁上的汽油通过活塞环在高压作用下被压入活塞之下,活塞下面连通的就是曲轴箱,曲轴箱就是用来贮存机油的。

可是采用缸内直喷技术的发动机非常之多,合资汽车五个车系的主流车基本都用直喷,国产汽车定位超过10万的主流乘用车型基本都是直喷机;然而这些发动机不都好好的嘛,喷油湿壁不是不能克服的问题,湿壁燃油也不见得都会被压入曲轴箱,只要设计合理且材料合格则不会有问题。

丰田汽车阶段出现过的机油增多主要是因为材料不合格,缸盖热胀冷缩出现了裂缝,导致防冻冷却液的水道和机油油道混合以至于总量增加;然而这也是没有代表性的,日本车企和供应链习惯性造假,出现各种问题都不足为奇。国内对于主机厂和供应链的质量监测非常严格,如果出现相同的问题可能会直接成为“过去式”,比如欧拉汽车近期只是芯片偷梁换柱即有可能面对“毁灭式打击”,所以主流车企是不甘于冒这种风险的。

而比亚迪汽车又是一个致力于强大中国车的企业,在成本范围内往往会选择最高标准的材料,所以不用担心会出现机油增多或乳化的问题;至于乳化也无需赘述,简而言之就是水或其他化学成分与机油反应使其成为膏状物,这会让机油失去润滑密封等性能,不增多则不会乳化。


内燃机一定需要“低转速或原地热车”吗?

这个观点太落后了,但日系汽车用户往往会有这种用车习惯;原因不在于发动机而是变速器,由于日系汽车善于使用低成本的无级变速器,这种变速器采用的是模拟大小齿轮的锥形轮推动钢带、以摩擦为基础传动。摩擦传动的磨损当然会比较严重,想要控制磨损就要对钢带和锥形进行高标准润滑;可是低温冷启动时的变速箱油流行性能极差,短时间内无法实现有效润滑,必须在启动后通过内燃机加热防冻冷却液,随后以高温的冷防冻液加热变速箱油才能开始正常驾驶。

毫无疑问无级变速器是不适合冬季的,只是了解其中原理的汽车用户毕竟太少,在用车过程中会形成汽车必须热车否则“不能开”的错误认知;于是越来越多的车开始低温原地热车,然而电喷发动机完全不需要热车——只要不使用无极变速器,低温冷启动后挂挡就能开走。

(如果CVT不原地热车而是启动后随即强行驾驶的话,结果可能如下)

“电喷”指控制系统操作油泵和电磁阀,启动之前油泵就会从油箱里抽出燃油并加压送至电磁阀、也就是喷油嘴;喷油嘴闭合的时候进行蓄压,打开的时候通过高压喷射出燃油,普通直喷汽油机可以达到350bar的喷油压力,高压共轨的柴油机直喷系统可以超过2000bar,这个压力标准就是花生油都能雾化喷射出去。电喷是完全不受温度影响的,除非低温让柴油结冻了,但这是油的问题而不是发动机的问题。

只是如果不原地热车的话,发动机的机油能不能快速形成润滑呢?

答案是当然可以,发动机的润滑系统也有“泵”,泵是为流体(气体或液态)增压的“发动机”;普通燃油车的内燃机用机械油泵,由曲轴带动机油泵运转,曲轴开始运转则机油泵即可达到高转速并形成非常高的压力。曲轴箱里的机油只需要几秒钟就能流动到各个位置并形成有效润滑,参考下图吧,其实就是这么快。

比亚迪DM-p架构使用的奥托循环发动机就是这样,在行驶自动启动的话,是由BSG发电启动一体机将内燃机拉升到最大扭矩的转速区间内运行;过程中会先实现有效润滑,随即管它转速高低呢。

DM-i有所不同,该系列的发动机均为阿特金森循环的内燃机,但与本田的阿特金森和丰田的米勒循环不同,因其内燃机没有传统的泵系;也就是各种泵都不予曲轴连接获取动力,而是由电机带动运转,这就更不用担心了。因为电机瞬间即可爆发最大扭矩、升转速效率非常夸张,相比机械油泵的效率更高;不过这还不是最大的优势,核心优势是这台发动机有四路冷却循环系统,普通内燃机只有两路。

图1、普通大小循环

图2、四路循环系统

骁云阿特金森发动机在冷启动的低温状态下不去进行水循环冷却,之后随着温度变化自行调整,这不仅能提高热车速度、降低油耗,同时能避免很多问题的出现;所以这台发动机已经不是典型的内燃机,使用寿命和可靠程度理论上要比DM-p的奥托循环还要高很多,不过DM-p这套主攻高性能的系统已经经过了接近10年的市场考验,476/487发动机没有出现过质量问题。

还有什么需要担心吗?中国制造的水平并不低,不需要因为一些洋垃圾的存在而对国产汽车失去信心。


编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN发布,保留版权保护权利

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