在高温条件下,冷却系统的散热温差小,发动机易过热。由此导致充气能力下降、燃烧不正常、润滑性能变差、供油系统气阻等现象,使发动机的动力性、经济性和可靠性变坏。此外,汽车行驶过程中,由于散热能力差,驱动桥齿轮油温度可达120℃,轮毂轴承最高温度、轮胎胎面温度和制动液最高工作温度可超过130℃,对汽车传动系特别是行驶系统的使用性能有不利影响。
1.发动机充气能力下降
每循环进入气缸的新鲜空气质量多,则发动机功率和转矩增大,动力性能好。进气温度提高后,其与气缸壁的温差减小,空气密度大大下降,而使发动机充气量减小,导致发动机功率降低。气温越高,发动机罩内温度越高,空气密度越小,充气能力越低,发动机功率下降越显著。当外界气温为32~35℃时,若冷却水不沸腾,发动机最大功率仅是在相同转速下最大功率的34%~48%;气温25℃时,由发动机罩外吸气可使发动机最大功率提高10%。
2.燃烧不正常
在高温条件下使用时,发动机易产生爆燃和早燃等不正常燃烧情况。
发动机爆燃与很多因素有关。大气温度高,气缸内混合气温度也高,整个工作循环的温度上升;同时由于冷却系统散热能力下降,导致发动机过热。气缸壁、燃烧室壁温度升高后,燃烧室内末端混合气吸收热量多,使燃烧过程产生的过氧化物活动能量增强,加剧了燃前反应,使发动机在爆燃敏感的条件下运转,容易产生爆燃。另外,过热的发动机易造成可燃混合气早燃。
温度过高还使窜入缸内的润滑油在高温缺氧条件下生成积炭胶质和沉积物,积存于活塞顶部、燃烧室壁、气门顶部及火花塞上,可使导热性变差并形成炙热点,更易于导致早燃或爆燃的发生。
不正常燃烧使发动机的热负荷和机械负荷上升,容易导致零件的热变形甚至裂纹,并加剧磨损。
3.润滑油易变质
发动机过热使燃烧室、活塞、活塞环和油底壳等区域的温度升高,润滑油易受热。润滑油在高温、高压下工作时,其抗氧化安定性变差,加剧了热分解、氧化和聚合的过程。不正常燃烧形成的不完全燃烧产物窜入曲轴箱,既污染了润滑油,又使其温度升高。由于润滑油温度高,因而粘度下降,油性变差。因此,发动机温度越高,润滑油变质越快。
在我国西北高原,夏季炎热而干燥,空气中的灰尘很多。而湿热带的南方地区,空气中的水蒸气浓度大。灰尘和水蒸气可通过进气系统或曲轴箱通风口等处进入发动机,污染润滑油。
4.零件磨损加剧
与汽车低温条件下的使用特点比较,在高温条件下,汽车起动后的暖车阶段,发动机和传动系统各总成的磨损减小。但由于温度高,润滑油粘度下降,油性变差,且润滑油污染后品质变差,使汽车行驶过程中,特别是超载爬坡或高速行驶大负荷工作过程中,或在不正常燃烧而形成的高温高压条件下,零件磨损加剧。
5.供油系统气阻
供油系统受热后,部分汽油蒸发成气体状态,形成气泡存在于油管及汽油泵中;由于气体的可压缩性,使之随着汽油泵供油所产生的脉动压力,不断地被压缩和膨胀,从而破坏了汽油泵吸油行程所产生的真空度,使发动机供油不足甚至中断。这种现象称为供油系气阻。在炎热地区,特别当汽车满载上坡或长时间大载荷低速行驶时,气阻现象时常发生。
影响气阻现象发生的因素是:(www.xing528.com)
1)汽油的品质(挥发性)。其挥发性越好,液体汽油的挥发量越大,越易于产生气阻。
2)供油系在发动机上的布置。汽油管道和汽油泵越靠近热源,越易产生气阻。
3)汽油泵的使用性能。结构不同的汽油泵,尽管泵油量相同,但抗气阻的能力差别很大。泵油压力高时,其抗气阻能力也强。
4)发动机罩内温度。气温越高或通风不良时,罩内温度越高,越易于产生气阻。
5)大气压力。大气压力对供油系统气阻的影响很大。气压越低,汽油越容易挥发,产生气阻的趋势增大。
6.制动效能下降
汽车在高温条件下工作时,制动产生的热量不能及时扩散,使制动鼓和摩擦片的工作温度上升,二者间的摩擦系数下降,使汽车的制动效能下降。液压制动的汽车,制动液温度升高后可能发生气阻,同时可能导致制动皮碗膨胀,从而致使制动效能下降,影响行车安全。
7.排放污染加剧
大气温度通过空气密度、空燃比和燃料蒸发等因素对发动机排气污染物产生复杂的影响。CO、HC和NOX的浓度也受气温升高引起的混合气浓度变化所支配。气温升高,混合气变浓,CO和HC浓度增大;而NOX的浓度则在某一空燃比时达到最大值。
8.轮胎爆裂
外界温度高时,轮胎散热慢,胎内温度升高而使气压增大;同时,橡胶老化速度加快,强度降低,因而容易引起轮胎爆裂。
9.其他
在高温行车条件下,蓄电池电解液蒸发快,电化学反应加快,极板易损坏,同时易产生过充电现象,影响蓄电池使用寿命。
汽车在高温环境中行驶时,因点火线圈过热而使高压火花减弱,容易产生发动机高速断火现象。
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