长期怠速状态对汽车发动机影响研究

摘 要：发动机长期处于怠速状态下，不仅会影响燃油的经济性，而且会由于积碳的原因造成进气不足的问题，对发动机产生不可逆转的损伤。本文通过分析对怠速产生影响的因素，并分析怠速所造成的后果对汽车的影响，指出对汽车怠速研究的必要性。

关键词：怠速;发动机;研究

汽车在运行的状态下一般会有两种工作状态，即稳定状态与过渡状态，而怠速是稳定状态下的一种表现。怠速是汽车的一种工作状况，指发动机在空档情况下运转。怠速即是发动机“出力不出工”的状态[1]。

1 飞机加油车

飞机加油车，是指那些在飞机场专门为飞机提供加油、抽油的专用车辆。基本设计理念是，能使一个操作员简捷、安全、高效地为飞机加油。基于此种限制提出几点基本要求：

（1）作为场内行驶车辆，不受有关公路车辆标准法规的限制，对等速行驶燃料消耗量、加速性能、滑行性能等不作标准限值要求，主要满足机场地面设备标准和机场客户的特殊要求;

（2）涉及航空煤油，所以低速度（一般指低于45km/h）、防爆防火、防泄漏、操作安全是飞机加油车的基本运行条件;

（3）满足客户对车辆的个性化要求。由于飞机加油车的场地并非日常的公路，长期怠速是受其使用场景影响的表现，故需研究长期怠速对发动机的影响，以便具有针对性地进行日常保养，延长寿命。

2 发动机的怠速

2.1 怠速定义

怠速不是一种速度，而是指发动机的一种工作状态：发动机空转时称为怠速。一般来讲，怠速转速以发动机不抖动时的最低转速为最佳。一般轿车怠速约为800转/分左右。在发动机运转时，如果完全放松加速踏板，这时发动机就处于怠速状态。发动机怠速时的转速被称为怠速转速，怠速转速可以通过调整风门大小等来调整其高低。

2.2 怠速产生的影响

在怠速的状态下，发动机无负荷运转，只需克服自身内部机件的摩擦力，而不会对外输出功率。传统的怠速状态，发动机可以为空调与发电机等辅助装置提供能量。如果发动机的怠速状态下转速越高，那么发动机的能耗将会上升;而怠速状态下的转速越低，由于发生汽油的不完全燃烧，所产生的有害物质则会随尾气被排放，这种情况下，发动机容易产生积碳，当积碳无法顺利排出，则会在气缸与进气道中积累，影响燃料在缸内的充分燃烧，难以保证发动机的功效。积碳过多会直接导致燃油经济性下降，同时对发动机的性能与寿命也有巨大的影响。长期的怠速状态，发动机的缸床垫会因高温变形，最终破损。破损后密封不严，进一步导致冷却液会进入到燃烧室参加燃烧（通过观察冷车状态下的冷却液液面，若没有降低，冷却液尚未参与燃烧，缸床垫目前完好），导致发动机动力下降，冷却液减少，加剧高温发生。同时，发动机机油混入了冷却液（通过观察机油加注口和机油标尺，判断是不是有乳白色膏状物，若未出现，则冷却液尚未进入到机油）导致润滑性能降低，加大发动机磨损[2]。

3 怠速的影响因素

3.1 进气系统

当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管，造成混合气过浓或过稀，使发动机燃烧不正常;节气门和周围进气道的积炭、污垢过多，空气通道截面积发生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，造成混合气过浓或过稀，使燃烧不正常;怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确，引起发动机怠速进气量控制失准，使发动机燃烧不正常，此项属于影响怠速不稳的间接原因。

3.2 燃油系统

喷油器故障使喷油器的喷油量不均、雾化状态不好，造成各汽缸发出的功率不平衡。燃油压力故障油压过低，从喷油器喷出的燃油雾化状态不良或者喷出的燃油成线状，严重时只喷出油滴，喷油量减少使混合气过稀;油压过高，实际喷油量增加，使混合气过浓。喷油量失准各传感器或线路故障，导致控制单元发出错误指令，使喷油量不正确，造成混合气过浓或过稀，严重影响怠速状态[3]。

3.3 点火系统

点火模块与点火线圈近些年各车型多将点火模块与点火线圈制成一体，点火模块或点火线圈有故障主要表现为高压火花弱或火花塞不点火。火花塞与高压线火花塞、高压线故障导致火花能量下降或失火。点火提前角失准由于传感器及线路故障属于引起怠速不稳的间接原因，控制单元发出错误指令，使点火提前角不正确，或造成点火提前角大范围波动。

3.4 其它原因

三元净化催化器堵塞引起怠速不稳，这种故障在高速行驶时最易发现。自动变速器、空调、转向助力器有故障会增加怠速负荷，引起怠速不稳。发动机控制单元与空调、自动变速器控制单元之间的怠速提升信号中断，在安装CAN-BUS的车辆存在总线系统故障。

4 怠速的危害

汽车在怠速时正处于浓喷油状态，也就是说，怠速时的车子，气门开得很小，喷油器会喷出浓度很高的油来保证发动机运转，因此怠速本身是要比车子正常行驶更容易导致积碳。长时间怠速，发动机积碳会非常严重。

由于节气门上的积炭使节气门位置发生变化，在发动机怠速时，汽车电脑就接收这个错误信号，计算出错误的供油量，使车辆油耗升高。而且节气门体上的积炭会导致加速迟滞，怠速不稳。再加上气门上的积炭一方面占据了进气空间，使进气效率降低，直接影响汽车的动力性;另一方面干燥的积炭还将吸附大量可燃混合气中的汽油分子，破坏原有的混合气浓度，这将导致冷起动困难和油耗升高，更严重的积炭还会使气门封闭不严等。此外，喷油嘴上堆积不等的积炭影响了喷油雾化状况，造成各缸工作不匹配，还可能引起明显的发动机抖动。

5 结语

汽车在怠速时除了耗油和产生积碳，对发动机造成不可逆的影響以外，也会对环境造成一定的污染，所以也尽量避免长时间怠速。而飞机加油车因为其工作特性的原因，会处于长期怠速的状态一保证正常的工作，故而在飞机加油车的保养中需着重加强积碳清理与发动机冷却液的检查，延长发动机使用寿命。

参考文献：

[1]乔俊叁.怠速控制技术在汽车发动机中的实践探索[J].湖北农机化，2019（04）：26.

[2]罗泽飞.电控发动机怠速抖动的原因分析及故障排除[J].汽车实用技术，2019（07）：100-102.

[3]孙艳妮.浅谈汽车发动机怠速不稳故障原因及维修[J].汽车实用技术，2019（10）：209-210+214.

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