环境温度如何影响发动机效率和燃油消耗？

我从物理课上记得，如果热源和恒温器（“受热器”）之间的温差较大，则理想气体卡诺发动机会更高效（http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/ hbase / thermo / carnot.html）。

我一直认为该MIGHT适用于现实生活中的发动机，因此我不得不承认，我确实希望冬季能降低燃油消耗。las，我还没有体验过冬季霜冻的省钱功能。

但是，也许我的测量结果有缺陷，如果更容易散发过多的热量，内燃机的效率确实更高？

PS：我知道冷的发动机也意味着更多的粘稠油。因此，我确实在启动电动机后发现效率（功率）确实大大降低。但是我对发动机处于温暖状态且准备就绪的静止状态更感兴趣。

tl; dr：环境温度通常不应干扰发动机效率或燃料消耗，但会影响整体功率输出。

不要将效率与功率输出混淆。这是两件事。当进气电荷更密集时，您可以向其投入更多的燃料并产生更多的动力。（注意：发动机管理系统的想法是保持空燃比为 14.6：1（也称为化学计量的或简称“化学计量的”）。这就是所谓的空气和燃料的“完美”混合物，其中所有燃料都燃烧了，之后没有多余的氧气。不幸的是，通常没有获得硬壳混合物。发生这种情况是因为出现了两个问题，这两个问题都与燃烧过程中产生的热量有关。首先，较热的燃烧会引起爆炸。其次，在燃烧温度大约1700°F以上时，被带入发动机的空气中的氮（以及氧气-空气中约含78％的氮和约20％的氧气）并燃烧。这会产生NO2或二氧化氮。这是主要的空气污染物，也是70年代在加利福尼亚谈论的酸雨的主要原因。这对我们呼吸也非常不利-实际上是有毒的。）

另一方面是效率，这对于发动机而言意味着从相同量的燃料中获得更多可用的动力。在过去的几十年中，发动机效率已经取得了长足的进步。他们实现这一目标的方法之一是通过涡轮增压。简而言之，涡轮增压是一种利用热能的方法，否则会在排气过程中将其丢弃。涡轮能够通过利用废气产生的压力来增加进气量，从而使计算机能够在进气时投入更多的燃料，从而产生更多的动力。这可能导致非常大的“其他”讨论，因此我将其保留在此处。不用说，通过这种方法比通过常规抽吸更有效地获得动力，因此发动机可以用更少的燃料获得更多的动力。

提高发动机效率的另一种方法是增加发动机的压缩比（CR）。CR的一般经验法则是，每增加一个CR，您的功率输出就会提高约3％。如果您在不增加燃料的情况下增加功率输出，则可以提高效率。

进入发动机的冷空气将比温暖的空气更致密，并包含更多的氧气。您仍在使用更多的燃料来产生更多的动力，因此没有额外的效率优势。

虽然您建议不要进行冷启动，但有一个原因是您在此期间不会看到更好的油耗。原因是计算机实际上向混合物中添加了更多的燃料，以提高发动机的稳定性（帮助保持平稳运行-就像化油器的发动机会被油门堵塞），并帮助催化转化器更快地预热，从而达到最高效率。快点。

事实上，内燃机可以是一个相当位更有效的，如果他们可以利用热辐射，而不是它的。请记住，辐射热是能量的损失。如果您可以利用热量产生更多的功率或更有效地创建相同的功率，那么您的总和就更好了。

我说的是一个叫亨利·斯莫基（Henry“ Smokey” Yunick）尤尼克（Yunick）的男人在80年代初所掌握的概念。他是根据拉尔夫·约翰逊（Ralph Johnson）在上世纪50年代提出的，当时拉尔夫在通用汽车工作。热空气发动机的概念，其中空气被加热到约400°F并被均质化（混合得很好）到不会爆炸的地步。您可以阅读这篇文章，但是今天它不在车辆中的原因有两个。首先，他们试图将其组装成螺栓固定式套件，但无法这样做，因为它需要用于活塞和环的升级零件，实际上这并不是“螺栓固定式”套件的主要内容，而是使其成为一种“螺栓固定式”套件。比他们的目标价格要贵得多。其次，Smokey很不幸地在不久前去世。当他将详细信息保存在脑海中时，他的太多秘密与他一起死了。这真是令人难过，因为他做了一些真正的令人敬畏的工作，并且具有革命性的发明和思想与他同归于尽。

面对有关冷空气吸入的常见想法和您的问题，热空气发动机飞行。常识指出，进入发动机的空气越冷，输出越好。对于（我们今天所考虑的）普通发动机（Smokey的热空气发动机是一个异常值），这基本上是正确的。

卡诺循环的较低“冷面”可以提高理论效率，当然，但是您计算了多少？在相同的1000 K燃烧温度下，进气温度降低10-20 K，最终效率会降低1％。在任何情况下，效率都是70％，因此您可以猜测，有太多的参数将最终效率降低到25％，以至于卡诺在汽车中的意义不大。

在任何情况下，如果您想要相同的燃烧温度，则必须对发动机进行重新设计，以使用较低的“冷侧”，因为如果您只是降低普通发动机中的进气量，最终将降低相同的量以及“热端”温度，甚至进一步降低了效率增益。

在冬季，汽车使用更多的燃料，因为空气更致密，您必须将其推开，轮胎的摩擦力更大，并且必须将其推力更大，变速箱中的机油变稠并造成更多的损失，您需要使用加热以及其他消耗能量的功能（当然，这是从燃料中提取出来的，实际上，您移动汽车所需的燃料更少），首先，燃料是不同的，以增强在低温下的燃烧（这意味着可以进行更好的燃烧，但内部的能量较少，因此您需要更多），等等。

冬季，您的燃油经济性可能会降低50％，在某些情况下甚至会恶化100％（这意味着燃油消耗翻了一番）。

作为高油耗原因的示例：https : //www.fueleconomy.gov/feg/coldweather.shtml

编辑

顺便说一句，我的错误是：最大效率1-（T_low / T_high））适用于卡诺（Carnot），但是奥托（Otto）发动机具有不同的最大效率，请参阅/physics/168912/carnot-与底部

这也意味着该发动机已经比理论效率更接近理论效率。