科普篇：冷启动发动机转速升高的真正原因

作者：巫婆说车
2020-05-05 06:58
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决定汽车冷启动转速升高标准的核心因素有两点，分别为：

温度A/C发动机冷启动时的转速会升高，在不同的季节中升高的程度会有所差异。比如在冬季时转速升高程度会高一些，夏季则会低一些；出现这种现象往往会联想到机油粘度，也许是机油低温流动性差发动机转速才会升高吧？类似的问题被咨询过一些，然而这似乎是有些反科学了；因为理论上机油粘度高流动性差的时候，启动发动机的阻力大转速应该低才对哦，那么是什么原因导致转速升高呢？

知识点1-温度

温度&冷却。燃油车装备的发动机是内燃式热机，是一种通过燃烧燃油产生热能，在通过热能转化为机械能的机器；能量转化的核心是【热能】，参考热力学第二定律，热能会无序从高温物体传导至低温物体。而在冷启动发动机时机体与防冻冷却液的温度与环境温度相同，于是环境温度越低则机体与液体温度也会越低，换个说法则是这两块的吸热能力就会越强，吸收的热能涵盖应该转化为动力的部分。

在恒定转速时发动机输出的功率是相同的，功率计算公式为（转速×扭矩÷9549＝kw）。常数与转速可以恒定不变，在转速不变的前提下理论上扭矩也不会变化，除非温度过大的悬殊。如果发动机还没有达到热机状态，此时热能被机体和低温冷却液过量吸收就等于降低了【扭矩】，套用公式得出的结论则为扭矩下降会造成功率下降；功率乘以1.36等于马力（动力），下面来看一看马力与怠速的关系。

怠速指发动机以最低进气量与喷油量燃烧做功，输出的马力只需要满足发动机持续运转（不熄火）即可。那么问题来了：冷启动因低温导致机体与冷却液的过度冷却吸收了热能，也就是造成了扭矩与马力的下降，此时标准怠速的动力就无法维持怠速不熄火的状态。想要稳定不熄火就要提高转速增加喷油量，以燃烧更多燃油产生更多热能为代价补偿动力；转速升高的标准则以过度冷却损耗的热能为参考，简而言之则为环境温度越低需要补偿的热能就要多——转速升高程度越大。

知识点2-A/C

A/C按键是空调压缩机的开关。压缩机的作用是驱动雪种（四氟乙烷）在管路内循环运动，在循环过程中完成“气态→液态→气态”的形态转变，利用液态蒸发为气态的吸热原理实现为蒸发器降温，热风吹过低温蒸发器后被冷却送入车内就是冷风了。这是汽车空调制冷的原因，但解释与转速的关系首先要了解压缩机的特点，参考下图组。

图1：空调冷却循环系统，发动机与压缩机的连接方式。

图2：压缩机的结构特点，注意“转轮”的结构。

在不打开A/C开关时，压缩机的电磁离合器没有通电，此时带轮与压缩机内部结构并不结合；或者说是被发动机皮带带动空转，此时发动机不会因为压缩机有多余运行负荷。但打开A/C后电磁离合器吸合会将带轮与内部结构连接，此时就需要发动机带动压缩机运转而不是空转了；然而驱动雪种运转需要很大的力量，折合为马力需要5PS左右。

重点：怠速时的输出功率非常之低，低到压缩机如果开启而占用了3kw（5PS）左右的功率马力后，发动机就会被压缩机“拉停”导致熄火。想要不熄火就得提升转速，以燃烧更多燃油产生更大扭矩以提升功率为代价，保证不熄火的高转速怠速。升转的原理实际与“低温冷却消耗功率”是一个概念，只是夏季是因为压缩机损耗动力、冬季是因为温度冷却损耗动力而已。这就是冷启动发动机会升高转速的主要原因，夏季A/C开关并不用关闭，因为启动瞬间A/C开关会断电，发动机起动电机并不会有什么多余负荷；而在启动后是自动打开压缩机还是手动打开压缩机，发动机都会升高转速哦。