Durante a direção do inverno, muitos donos de carros enfrentarão uma escolha aparentemente contraditória: usará um Aquecedor do carro aumentar o consumo de combustível? Por trás dessa questão, há uma interação complexa de princípios termodinâmicos, design de engenharia de veículos e hábitos de comportamento do usuário.
1. Princípio de trabalho e características de consumo de energia do sistema de aquecedor
O sistema de aquecedor de um veículo de combustível tradicional é essencialmente um "dispositivo de recuperação de calor residual". Sua fonte de calor principal vem do líquido de arrefecimento do motor. Quando a temperatura de operação do motor atinge o limite de 80-90 ℃, o líquido de arrefecimento flui através do tanque de água do aquecedor e o soprador envia o ar aquecido para o carro. Em teoria, esse processo não consome diretamente combustível adicional. No entanto, a pesquisa do Departamento de Energia dos EUA (DOE) mostra que, em um ambiente de baixa temperatura de menos 6 ℃, o tempo necessário para o motor atingir a temperatura operacional normal é cerca de 40% mais longa do que em um ambiente de temperatura normal. Durante esse período, o aumento da injeção de combustível leva a um aumento significativo no consumo de combustível. Se o aquecedor estiver ligado muito cedo neste momento, o tempo de aquecimento do motor será estendido, o que afetará indiretamente a economia de combustível.
2. Análise quantitativa do consumo de combustível
SAE (Society of Automotive Engineers) Dados de teste em 2021 mostrou que em um ambiente de -10 ℃, o veículo imediatamente ligou o aquecedor após um início de frio e o consumo de combustível aumentou 1,2-1,8 litros por 100 quilômetros; Quando o motor foi totalmente pré-aquecido e o aquecedor foi usado, o consumo de combustível aumentou apenas 0,3-0,5 litros. Essa diferença se deve à estratégia de compensação de temperatura da unidade de controle do motor (ECU): a baixas temperaturas, a ECU aumentará o volume de injeção para manter a estabilidade ociosa, enquanto a carga de calor do sistema do aquecedor atrasará o aumento da temperatura do líquido de arrefecimento, forçando o motor a estar em um rico estado de óleo por um longo tempo.
Vale ressaltar que o sistema de gerenciamento térmico de veículos elétricos (EVs) apresenta diferentes características. O teste do modelo Y 2023 da Tesla mostrou que, ao usar o ar condicionado da bomba de calor para aquecimento, a faixa de cruzeiro é reduzida em cerca de 18%; Se depende inteiramente do aquecimento elétrico do PTC, a perda de intervalo pode atingir 30%. Isso nos lembra de distinguir entre os tipos de sistema de energia ao discutir a economia de combustível.
3. Otimizando o uso de estratégias de tecnologia
Com base na análise acima, é recomendável adotar uma estratégia de gerenciamento de temperatura em fases: no início inicial do veículo, equipamentos de aquecimento local, como aquecimento de assento e aquecimento do volante (a energia geralmente é menor que 100W) deve ser usada primeiro e o ar quente deve ser gradualmente ativado após a temperatura do líquido de arrefecimento 60 ° C. Experimentos de Bosch na Alemanha mostraram que esse método pode reduzir o consumo abrangente de combustível no inverno em 7 a 12%.
A manutenção regular também é crítica. Um filtro de ar condicionado entupido aumentará a carga do soprador em 15%, resultando em uma velocidade mais alta para manter o volume de ar; A eficiência da condução de calor do envelhecimento do líquido de arrefecimento (não substituída por mais de 5 anos) diminui em 20%. Esses fatores ocultos aumentarão o consumo de combustível. O Guia de condução de inverno do Departamento de Transporte do Canadá recomenda verificar o sistema de circulação de tanques de água do aquecedor a cada 20.000 quilômetros para garantir que o fluxo de líquido de arrefecimento não seja inferior a 85% do valor do projeto.
4. Inovação tecnológica e tendências futuras
Novos sistemas de gerenciamento térmico estão rompendo as limitações tradicionais. A tecnologia "Inteligente Térmico Gerenciamento" da BMW pode reduzir o tempo de aquecimento do motor em 30% através de bombas de água eletrônica e controle de temperatura da zona; O dispositivo de recuperação de calor de escape da Toyota pode fornecer 5kW adicionais de energia térmica; E o sistema de telhado solar da Hyundai pode fornecer energia auxiliar de 40% para o sistema de aquecimento em dias ensolarados. Essas inovações provam que os avanços tecnológicos estão reformulando os limites da eficiência energética do inverno de direção.