Trong thời gian lái xe mùa đông, nhiều chủ sở hữu xe hơi sẽ phải đối mặt với một lựa chọn dường như mâu thuẫn: sẽ sử dụng Máy sưởi xe Tăng mức tiêu thụ nhiên liệu? Đằng sau câu hỏi này là sự tương tác phức tạp của các nguyên tắc nhiệt động, thiết kế kỹ thuật xe và thói quen hành vi của người dùng.
1. Nguyên tắc làm việc và đặc điểm tiêu thụ năng lượng của hệ thống nóng
Hệ thống lò sưởi của một chiếc xe nhiên liệu truyền thống về cơ bản là một "thiết bị thu hồi nhiệt thải". Nguồn nhiệt cốt lõi của nó đến từ chất làm mát động cơ. Khi nhiệt độ vận hành động cơ đạt đến ngưỡng 80-90, chất làm mát chảy qua bể nước nóng và máy thổi sẽ gửi không khí nóng vào xe. Về lý thuyết, quá trình này không trực tiếp tiêu thụ nhiên liệu bổ sung. Tuy nhiên, nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) cho thấy rằng trong môi trường nhiệt độ thấp là âm 6, thời gian cần thiết để động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường dài hơn khoảng 40% so với môi trường nhiệt độ bình thường. Trong giai đoạn này, sự gia tăng của phun nhiên liệu dẫn đến sự gia tăng đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu. Nếu máy sưởi được bật quá sớm vào thời điểm này, thời gian làm nóng động cơ sẽ được kéo dài, điều này sẽ ảnh hưởng gián tiếp đến tiết kiệm nhiên liệu.
2. Phân tích định lượng tiêu thụ nhiên liệu
SAE (Hiệp hội kỹ sư ô tô) dữ liệu thử nghiệm vào năm 2021 cho thấy trong môi trường -10 ℃, chiếc xe ngay lập tức bật lò sưởi sau khi bắt đầu lạnh và mức tiêu thụ nhiên liệu tăng 1,2-1,8 lít mỗi 100 km; Khi động cơ được làm nóng hoàn toàn và lò sưởi được sử dụng, mức tiêu thụ nhiên liệu chỉ tăng 0,3-0,5 lít. Sự khác biệt này là do chiến lược bù nhiệt độ của Đơn vị điều khiển động cơ (ECU): Ở nhiệt độ thấp, ECU sẽ tăng thể tích phun để duy trì sự ổn định không hoạt động, trong khi tải trọng nhiệt của hệ thống lò sưởi sẽ trì hoãn sự gia tăng nhiệt độ làm mát, buộc động cơ phải ở trạng thái dầu phong phú trong một thời gian dài.
Điều đáng chú ý là hệ thống quản lý nhiệt của xe điện (EVS) trình bày các đặc điểm khác nhau. Thử nghiệm Model Y năm 2023 của Tesla cho thấy khi sử dụng điều hòa không khí bơm nhiệt để sưởi ấm, phạm vi bay sẽ giảm khoảng 18%; Nếu nó hoàn toàn phụ thuộc vào hệ thống sưởi điện PTC, việc mất phạm vi bay có thể đạt 30%. Điều này nhắc nhở chúng ta phân biệt giữa các loại hệ thống điện khi thảo luận về tiết kiệm nhiên liệu.
3. Tối ưu hóa việc sử dụng các chiến lược công nghệ
Dựa trên phân tích ở trên, nên áp dụng chiến lược quản lý nhiệt độ theo giai đoạn: khi bắt đầu xe, các thiết bị sưởi ấm cục bộ như sưởi ấm chỗ ngồi và sưởi ấm vô lăng (năng lượng thường dưới 100W) trước tiên và không khí ấm nên được bật dần sau khi nhiệt độ làm mát đạt tới 60 ° C. Các thí nghiệm của Bosch ở Đức đã chỉ ra rằng phương pháp này có thể làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu toàn diện trong mùa đông xuống 7-12%.
Bảo trì thường xuyên cũng rất quan trọng. Một bộ lọc điều hòa không khí bị tắc sẽ tăng tải trọng của máy thổi lên 15%, dẫn đến tốc độ cao hơn để duy trì thể tích không khí; Hiệu suất dẫn nhiệt của chất làm mát lão hóa (không được thay thế trong hơn 5 năm) giảm 20%. Những yếu tố ẩn này sẽ làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu. Hướng dẫn lái xe mùa đông của Bộ Giao thông Vận tải Canada khuyên bạn nên kiểm tra hệ thống lưu thông bể nước nóng cứ sau 20.000 km để đảm bảo rằng dòng làm mát không dưới 85% giá trị thiết kế.
4. Đổi mới công nghệ và xu hướng tương lai
Các hệ thống quản lý nhiệt mới đang vượt qua những hạn chế truyền thống. Công nghệ "Quản lý nhiệt thông minh" của BMW có thể rút ngắn thời gian khởi động động cơ 30% thông qua máy bơm nước điện tử và kiểm soát nhiệt độ khu vực; Thiết bị thu hồi nhiệt của Toyota có thể cung cấp thêm 5kW năng lượng nhiệt; Và hệ thống mái mặt trời của Hyundai có thể cung cấp năng lượng phụ trợ 40% cho hệ thống sưởi ấm vào những ngày nắng. Những đổi mới này chứng minh rằng những tiến bộ công nghệ đang định hình lại ranh giới hiệu quả năng lượng của việc lái xe mùa đông.