浅析低温条件对汽车使用的影响

【摘要】我国黑龙江省、内蒙古自治区等地有7个月最低气温在-15℃以下；部分地区最低气温在-40℃以下。本文将阐述低温条件对汽车使用的影响。

【关键词】低温条件；汽车；使用；影响

一、发动机起动困难

（一）发动机机油黏度增大

起动时转动曲轴的阻力矩包括运动部件的惯性阻力矩、气缸内被压缩的可燃混合气的反作用力产生的阻力矩和各运动副的摩擦阻力矩。对于发动机，前两种阻力矩随温度变化不明显，而后者受发动机机油黏度影响较大。

由于机油的黏温性，低温条件下发动机机油黏度增大，曲轴转动阻力矩增大，曲轴转速降低，达不到起动转速。由于发动机的结构和试验条件不同，对发动机机油低温起动性试验结果也不同。黏度指数（VI）为100的SAE10W号发动机机油可能起动的最低温度为-27～-22℃；SAE20W号发动机机油可能起动的最低温度为-22～-13℃。单从发动机机油因素来考虑，一般认为能使发动机起动的最大黏度为8000mmz/s。

（二）燃料雾化性变差

随着气温的降低，汽油的黏度和相对密度增加，难以雾化。据试验，当气温由40℃下降到-10℃时，汽油黏度增加76%，相对密度增加6%。因此，汽油进气歧管中的流动性变坏，又因为汽油在低温时表面张力增大，使其流动速度进一步降低，当气温为-12～-8℃时燃料只雾化4%～10%。另外，由于低温时发动机零件吸热作用的影响，使混合气温度低，也影响燃料的雾化。在低温条件下，随着发动机转速的上升，燃料雾化逐渐增多，总燃料消耗量、液态燃料消耗量也逐渐增多。

柴油机为压燃式，车用柴油的雾化性和气缸压缩终点温度对其起动性影响很大。低温使车用柴油的黏度明显增大，引起雾化不良。低温还使气缸压缩终点温度降低，为使柴油机容易起动，气缸压缩终点温度应比车用柴油的自燃点高得多，而低温起动时曲轴转速低，难以达到这一要求，使柴油机起动更困难。

（三）蓄电池工作能力下降

蓄电池在起动过程中主要影响起动扭矩和火花塞的跳火能量。蓄电池端电压公式为U=E-IR，其中，U为蓄电池端电压，E为蓄电池电动势，R为蓄电池内电阻，I为蓄电池输出电流。

在低温条件下，蓄电池电动势变化不大。对于内电阻来说，其中电解液的电阻将随着温度的降低而显著增加。这是因为当温度降低时，电解液黏度增加，电化学反应速度下降。隔板的电阻主要由它的渗透性来决定，木质隔板在温度降低时，孔隙会缩小，使硫酸通过困难，故相当于电阻增大，同时，起动时电流很大。因此在低温情况下，端电压明显下降。

二、总成磨损严重

汽车在低温条件下使用，各部件的磨损均较严重，特别是发动机的磨损明显。研究表明：在发动机的使用周期内，50%的气缸磨损发生在起动过程中，而冬季起动占起动磨损的60%～70%。发动机的磨损不仅在冷起动过程中严重，而且起动后在达到正常工作温度之前，磨损强度也一直很大。

发动机低温起动时，气缸壁磨损严重的主要原因有以下几点。（1）低温起动时，机油黏度大，流动性差，机油泵不能及时将机油压人各润滑表面，使气缸壁和轴承等摩擦表面润滑条件恶化。（2）冷起动时，燃料雾化不良，大部分油分子以液态进入气缸，稀释了机油，使其润滑作用降低。（3）由于温度低，燃烧过程中的水蒸气凝结在气缸壁上，与硫的化合物氧化成酸性，引起腐蚀磨损，加剧气缸壁的磨损。为此，在低温条件下应严格控制燃料中硫的含量。（4）在低温时，由于曲轴主轴承及连杆轴承与轴颈的膨胀系数不同，使配合间隙变小，而且间隙不均匀，从而加剧磨损。

另外，传动系统各总成在低温条件下工作时，零件正常工作上升较慢，轴承和齿轮得不到充分的润滑，使零件磨损加快。试验表明：当油温为-5℃时，汽车传动系统的磨损量是35℃油温的10～12倍。

三、燃料消耗量增加

在低温使用中，由于发动机升温时间长，工作温度低，摩擦损失大，使发动机输出功率下降，燃料消耗量增加。当发动机冷却液温度自80℃降到60℃时，耗油量增加约3%，降到40℃时增加约12%，降到30℃時增加约25%。为了尽快提高发动机的工作温度，要求冷却系统中的节温器必须完好有效。低温起动时应尽量缩短冷发动机升温到40～50℃的时间。

四、零部件材料强度减弱

金属材料在低温条件下的物理和力学性能将会变差。例如，- 40～- 30℃或更低时，碳钢的冲击韧度急剧下降，硅钢、锰钢制的零件（钢板弹簧）和铸件（气缸盖、飞轮壳、变速器壳和主传动器壳）变脆。锡铝合金焊剂在-45℃或更低时，容易产生裂纹或成粉末状，从接头的地方脱落。汽车上的塑料、橡胶制品将变硬易裂，并可能从机体上脱落。

五、行车条件变差

低温条件下道路常被冰雪覆盖，致使轮胎与地面间的附着系数显著下降，在行车中使制动距离延长且车辆极易发生侧滑。同等条件下，冰雪路面的制动距离比干燥路面的制动距离长2～3倍。

在特别严寒的情况下，橡胶轮胎逐渐变脆，受到冲击载荷时容易发生破裂。因此，在冬季行车时，应在汽车起步后的几千米内以低速行驶，并平稳起步和越过障碍物。此外，在低温条件下，冷却液容易结冰而导致散热器和缸体冻裂。电解液也易冰冻导致无法正常工作。

参考文献

[1]庄葳.奇瑞QQ6间隙性缺缸故障[J].汽车维修技师，2009（01）.

[2]金辉.曲轴位置传感器故障[J].汽车维修，2007（12）.

作者简介：吴敏（1967.10—），男，汉族，重庆人，本科，教授，研究方向：汽车与电子工程技术。