长大下坡利用发动机制动时转速会很高,会对发动机产生什么伤害?
▍◍长大下坡利用发动机制动时转速会很高,会对发动机产生什么伤害?
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一般情况下,不会对发动机造成伤害!
下长坡(10公里以上)利用发动机倒拖制动是汽车设计的基本场景之一!
特别的有一个设计规范性,测试下长坡距离是14.7公里,运行半小时(阿尔卑斯山坡道试验)。国内长坡道暂没有相关一致性报道。但能通过重庆地区,贵州盘山地区,秦岭地区国道考验的车应该没有问题!
但是,如果操作不当,会造成发动机过热——不会清理积碳反而会伤害发动机运动偶件。
对于手动挡车辆谨慎使用一档倒拖制动下坡,因为一档的最高车速比较低!
下长坡(10公里以上)松油门车辆发动机处于无负荷控制逻辑(发动机会有间隙性停油逻辑)。因此,下坡最根本的是根据自己的经验维持一个合理的车速区间,使用行车制动和发动机倒拖有效结合实现安全行车。
比如这个陡坡你可以掌控的最高车速是60公里/小时,那就适宜使用二档倒拖。采用制动将车速踩到30公里/小时以内松掉制动踏板解除制动力,利用发动机倒拖与车辆坡道自平衡,当车速达到60公里/小时一脚制动到车速30公里以内松掉制动踏板解除制动力,如此反复即可以安全下长坡。
如果你的车有HDC(Hill Decent Control)系统(真正的下长陡坡验证后的HDC),直接选择HDC巡航功能即可!
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「拉升转速·发动机制动」是否伤车?
汽车在长下坡是使用发动机制动会造成转速的提升,但是高转速并不会损伤发动机;增加的磨损是在可控范围之内,不过并非所有场景都适合用这种方式辅助限速。
发动机制动原理正常制动的极限分析是否需要使用发动机制动需要找到这两个问题的答案,在掌握制动原理之后自然会明白是否伤车。
制动原理
汽车的动力是如何从发动机一步步传递到车轮的呢?答案当然是通过传动系统。
发动机飞轮输出离合器或变矩器连接飞轮与变速箱变速箱输出到差速器差速器分动到驱动轮这是动力逐级传递的流程,在变速箱挂入前进挡(手动挡松开离合器踏板)后,从发动机到车轮会通过上述传动结构刚性连接为一体。发动机曲轴运转则车轮也会运转,而飞轮是连接曲轴的动力输出端。
那么车轮的滚阻阻力也就是发动机曲轴运转的阻力,如果发动机以高转速运行输出的动力大于阻力,车轮则要按照实际动力标准运转;同时高转速只能输出强劲动力却无法实现高车速的话,车辆就得按照低车速的标准来行驶,不论是上坡、平路还是下坡都不例外。
重点是怎样才能实现“高转速+低车速”呢?其实很简单,变速箱里的前进挡会用数字标准,参考6MT/AT都有六个挡;1-3挡都属于低速挡,4-6挡属于高速挡。低速挡是用发动机驱动小齿轮并带动大齿轮运转,高速挡则是发动机驱动大齿轮带动小齿轮运转。
从1/5挡的齿轮比可以看出特点,1挡时发动机与小齿轮的转速即使很高,从动大齿轮和车轮的转速也都会很低;这就是“高转速+低车速”的运行模式了,也就是「发动机制动」。不过转速升高的原因可能不太好理解,不过挂5挡行驶时是不是发动机与大齿轮转速低,小齿轮与车轮也能转速很高呢?
模式就是这样了,高速挡就是用大齿轮带动小齿轮运转,以放大小齿轮和车轮的转速(车速);而汽车滑行时是依靠重力和惯性力推动车身运转,那么这些作用力就会通过传动系统反向带动“从动齿轮”转动,此时挂1挡时获得动力的反而变成了大齿轮,本应该输出动力的小齿轮则被动运转——这就等于加速时的1挡变成了滑行时的五档,小齿轮与发动机曲轴的转速就都会快速升高了。
制动的基础:前进挡也有怠速转速的概念,比如1挡在1200-3500rpm区间不激活,但低于1200转和超过3500转就不允许转速再升高了。
而汽车下坡时挂1-3挡会造成转速被惯性力驱动的大齿轮反向拉高,转速可以轻松超过3500转;在达到3500转节点时ECU就会强制发动机按照这个转速输出动力,动力大于阻力则会迫使车辆按照“高转速·低车速”行驶,这就是发动机制动的原理了,可是“制动受力”的是哪些零部件呢?
发动机制动有伤车的可能性
发动机制动说白了就是两个作用力的相互作用,或者理解为两个力的对抗。
发动机运转阻力重力与惯性力滑行惯性力被运转阻力约束,车辆才能按照前进挡与怠速最高转速的极限行驶。但正常承受作用力的是发动机的曲轴、飞轮、离合器片或液力变矩器,以及变速箱的齿轮和传动系统的钢材。
两种作用力的相互作用会持续给这套传动系统施加转矩,说白了就是想“拧麻花”一样一直拧着从曲轴到传动半轴的所有钢材。这样来看自然是有些伤车的,即使不考虑高转速增加的发动机磨损也存在;不过只要车辆的总质量不超过车辆限制的极限,那么钢材也就不用担心有什么损伤了。
知识点:总质量=整备质量(空车重量)+乘员质量+货物质量。也就是“车·人·货物”的总总量,每辆车都会有标注出极限值,比如普通的轿车整备质量为1.5吨,总质量会在2.1吨左右。
那么只要满载人员与货物之后的总质量不超过2.1吨,使用发动机制动就不会损伤动力传动系统;因为「质量×时速=作用力」,材料或结构能承受多大的作用力都是有固定标准的——总质量就是能承受的极限。
反之如果载人或载货造成实际总重超过标注的总质量,此时使用发动机制动则有可能损坏动力传动系统,曲轴可能断裂、离合器可能打滑、万向节可能变形,总之是必然会伤车的。所以真正的重载货车都不使用这种制动方式,因为货车超载几乎是常态。
乘用车型一般不会超过总质量,除非是面包车或轻客这些主要用于客货混装的车型;那么普通家用汽车也就可以使用发动机制动了,至于转速高一些也是不用担心的,因为怠速限速的最高转速一般都在健康转速区间内,不超过5000rpm不用担心有什么异常磨损。
最后再说明一点:一般三五公里的换下坡路不用担心制动器高温,也就是不用使用发动机制动。因为乘用车型99.99%都使用「四轮盘刹」,这种制动器的刹车盘片都直接暴露在空气外,行驶中底盘的气流还会持续流经制动器。
制动时的刹车盘片会因磨损产生高温,但是气流会持续吸热为制动器散热;不会高温则盘片摩擦系数不会下降或明显下降,安全刹车是没有问题的。只有使用鼓刹制动器的车辆才需要发动机制动,因为在散热能力极差的刹车鼓里完成刹车动力,产生的热能无法有效被气流传导则会造成高温刹车失灵的问题。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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利用发动机制动并不是说就不需要脚踩刹车了,只不过是通过变速箱挂入适合的挡位保持一定的发动机转速,通过这种机械运转的阻力来辅助车辆减低车辆动能,起到辅助刹车的作用。
主要是那些大型车辆,比如满载的货车或客车,不少都采用制动力更大的鼓式制动系统,它的缺点之一就是摩擦片封闭在刹车鼓内不容易散热,长下坡路段频繁的使用刹车容易导致刹车系统过热失效。所以使用发动机制动辅助减低刹车负荷在长下坡路段就显得非常重要了。
但对于手动挡车辆不像自动挡达到一定转速会强制升挡,手动挡如果仅仅依靠某个低速挡位获取下坡的制动效果,一旦达到发动机的最大转速负荷就有可能导致发动机损坏甚至报废。
所以比较理想的做法是带着合适的挡位下坡,并不连续的轻踩刹车制动,如果车速过慢,可以升高一个挡位如果车速过快还可以在适当重一点刹车多减一些速度,然后再减一个挡位。
满载货运车辆也不能仅仅依靠刹车和发动机制动,还需要通过刹车鼓淋水降温或液力缓速器来帮助货车控制合理的速度,对于那些很长的高速公路下坡路段,即便刹车+发动机制动也并不安全可靠,而货车不超载在国内又不现实,所以下坡安全行驶是多方位的手段共同作用的结果,不要过度依赖某一种方式。
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说一个亲身经历的事,我所在的城市周边有一座山,海拔高度是504米,从山脚到山顶有一条首尾相连的盘山公路,从一头上山,就从另一头下山,从海拔0米的山脚到海拔504米的山顶,看起来还是相当陡峭的。
上山一路是上坡,只要开动车辆猛踩油门就能顺利上山,下山一路是下坡,不仅需要低速行驶,还得在速度越来越快的时候,踩一脚刹车来减速,如果不减速的话,车速会越来越快,就会产生危险。
汽车下坡
我经常会开着手动档车上山和下山,太刺激了,上山的时候只要不停下来,来个半坡起步基本没啥问题,最大的问题就是下山,我下山的时候经常是挂2档,原本速度开得比较慢,保持在20公里/小时左右。
但是山很陡峭,下山的时候速度会越来越快,我挂着2档带档滑行,发动机转速会飙升到3000转以上,速度会飙升到60~70公里/小时,一般速度到达60多公里/小时,我就会踩刹车,然后再松掉刹车,然后再继续踩刹车,再松掉刹车带档滑行。
就一直这么重复,我不敢一直踩着刹车不放,因为担心长时间踩刹车,会导致刹车过热而失灵,下坡的路大概有3~4公里,刹车如果失灵了,那将是非常危险的。
连续下坡路
现在的问题是,开手动档车如果长时间下长坡,并且用发动机制动,那会让发动机转速很高,这样的话对发动机有什么伤害呢?
下长坡用发动机制动是常规操作,所谓的发动机制动其实就是带档滑行,不踩油门,让汽车处于怠速状态下行驶,整个过程中档位保持不变。
如果是在平地上操作,带档滑行能滑很远,但车速会越来越慢,挂了3档及以上还会熄火;如果是在下坡路上操作,带档滑行会越来越快,发动机制动产生的作用力比较小;如果是在上坡路上,根本就不能带档滑行,转速与车速会立即下降,还会产生溜车。
带档滑行的原理就是让发动机产生一种阻力汽车前进的阻力,发动机制动状态下,驾驶员不踩油门,汽车处于怠速行驶状态,油门仍然会喷油,保持汽车的基本动力。
带档滑行
正常行驶时,发动机产生的动力是经变速箱传递到动力系统,最后传导到车轮上,成为车轮前进的动力。
现在发动机制动时,反过来了,汽车在惯性作用下继续行驶,也就是带档滑行,车轮因为在高速工作状态下,会通过传动系统反向作用于发动机飞轮上,并驱动发动机曲轴旋转,继而带动发动机内部的活塞系统、润滑系统、冷却系统、进排气系统等各个系统同步运行。
在运行过程中,发动机内部各个配件因为摩擦会产生一些阻力,比如活塞系统摩擦会产生阻力,还有进气泵会产生阻力,同时在压缩燃气系统时也会产生阻力,诸多阻力加在一起,就会对发动机曲轴产生了阻力作用。
发动机制动
这个阻力产生的力矩与车轮驱动的方向是相反的,相当于发动机阻碍了车轮前进的运动,这个叠加在一起的阻力就是发动机制动。
所以当发动机制动时,在平路上滑行车速会越来越慢,根本原因就是发动机产生的阻力会一直抵消车轮前进的惯性,直到车速越来越慢。
对于手动档来说,1档和2档保持发动机制动是不会熄火的,速度会维持在8~15公里/小时之间,发动机转速会在1000转左右,3档、4档、5档保持发动机制动时,速度降到一定程度会导致熄火。
档位越高,发动机制动的效果越差,档位越低,发动机制动的效果越好,但是在下坡路上发动机制动与平地是不一样的,下坡路上因为车轮惯性,和车辆自身重力的原因,会让车速越来越快,这其实就是一种变相的低档高速行驶状态。
手动档位
下坡路在低档高速行驶之下,会有两个显著特点:
一是发动机转速越来越快,但不会超过4000转。怠速状态之下,不加油门,最高也不过3000转左右,这还是下坡路,如果是平路,还不到2000转。
二是车速会越来越快,但是发动机会产生一定的制动力,如果没有发动机制动,在下坡路上行驶时,车辆速度会越来越快,是一件很危险的事。
综合来看,下坡路上发动机制动主要有以下影响:
1、油耗会增加。
明明没有加油是怠速行驶,为什么油耗会增加,发动机制动中,虽然处于怠速状态,但是由于发动机转速和车速比较高,档位却很低,这就是低档高速行驶,会增加油耗。
发动机制动油耗会增加
手动档车速度与档位不匹配的情况下,油耗都会增加,当然这个增加并不明显,而且是相对正常行驶来说的。
2、发动机噪音较大。
档位是低档,发动机转速与车速都很高,发动机明显是拖档了,处于异常行驶状态,于是发动机就会发出呜呜呜的噪音,这种声音也正常开车的声音要大多了。
3、会加大发动机的磨损。
由于发动机制动的原理是利用发动机内部各部件摩擦所产生的阻力来减缓车速,所以会对发动机有一定磨损,虽然发动机各部件中都有润滑油,但是摩擦仍然存在,只要学过机械的人都会明白这个原理。
发动机会有磨损
有摩擦就一定会有磨损,但这个磨损是相对正常行驶来说的,也就比正常行驶的磨损大了一丁点而已,这仍然是发动机的一种正常工作状态,不会对发动机带来伤害。
发动机是成熟的工业产品,任何一部汽车发动机都经历了成千上万次的磨损与调校,不会因为磨损多了点而受到伤害,只要你的转速不超过6000转,下坡的速度能让你安全,发动机都不会有伤害。
▍✏长大下坡利用发动机制动时转速会很高,会对发动机产生什么伤害?
理论上,在相同路况下,发动机转数越高磨损肯定是越大的!比如同样跑20KM,时速保持在100公里,一辆车在六档转数在2000转以下,另外一辆车二挡转数在6000转,那么毫无疑问,肯定是高转数对发动机磨损更大!
那么高转数又分两种情况,一种是高转数低负荷和高转数高负荷。常见的高转数高负荷比如低档位大脚油门,或者上坡低档位大脚油门。而高转数低负荷比如下坡利用发动机制动。还有一种低转数高负荷,比如速度很慢还要上坡,挂入高档行驶,这时候的发动机负荷是非常大的,相比高转数更伤车!
那么高转数低负荷对发动机的磨损是非常小的,至少在以上三种情况下是最小的!只要不让转数逼近红区长时间运转,冷却系统和机油正常的情况下,对发动机是没有损害的,属于正常驾驶的损耗。
以上为本人观点,欢迎探讨。
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