论线阻在柴油车低温冷启动中的重要性

陈 东

（上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心，上海 200438）

柴油发动机在冬季比汽油机更难起动，并且柴油机对低温拖动转速要求更高，有时为了提高拖动转速，通常提升蓄电池容量或者提升起动机功率，这样不仅增加了大量的成本，并且在有些情况下，整车布置空间有限，无法增加。但是很少有人想到去改善线阻。本文基于上汽商用车皮卡T60配VM2.8T的柴油发动机进行了冷启动，并且对线束进行了优化，进行了冷启动试验对比。

1 内阻对起动机性能的影响

在起动机图纸中的性能曲线中，通常会标注这张曲线的输入条件，例如12 V，10 mΩ。当输入条件发生变化时，起动机的最大功率会受到影响，例如VM2.8L配的2.5 kW起动机，是基于12 V 6.7 mΩ条件的，如果内阻增加，功率将会下降，损失的功率消耗在了线阻上，功率下降导致拖动转速低，反之如果内阻降低，功率会提升，拖动转速会提高。总内阻的构成为：蓄电池内阻+线束线阻。一般选定容量之后，蓄电池内阻就确定了，在不提升容量的情况下，内阻无法提升。

2 线阻分析

在起动回路的线束系统中，负极搭铁线一般有两种走法：一种是蓄电池负极到车身负极，车身到发动机或变速器搭铁，称之为走法1；另外一种是蓄电池到车身，蓄电池到发动机搭铁，称之为走法2。

2.1 走法1内阻分析

走法1线束走向示意图如图1所示。

图1 走法1线束走向示意图

线阻理论计算：车辆采用的起动回路导线为25 mm2的线，常温线阻为0.743 mΩ／m。

1）起动机正极回路阻值：0.743 mΩ×0.870 m+接触电阻=0.746 mΩ。

2）发动机搭铁回路阻值：0.743 mΩ×0.605 m+接触电阻=0.549 mΩ。

3）蓄电池搭铁回路阻值：0.743 mΩ×0.260 m+接触电阻=0.293 mΩ。

4）总线阻=起动机正极回路阻值+发动机搭铁回路阻值+蓄电池搭铁回路阻值+车身内阻=2.128 mΩ。

注：接触电阻按一个接触点0.05 mΩ，车身内阻：0.54 mΩ。

2.2 走法1内阻实测

在实车上，进行了低温冷启动，通过采集电压电流，采用大电流方法进行了线阻的实测，测试结果如下：①起动机正极回路阻值：0.83 mΩ；②发动机搭铁回路阻值：0.72 mΩ；③蓄电池搭铁回路阻值：0.78 mΩ；④车身内阻：0.54 mΩ；⑤总线阻=2.87 mΩ。

实测与理论相差0.742 mΩ，差异出现在测量误差及接触电阻，理论计算的接触电阻为理论值，实际接触电阻比理论大。在低温情况下，线阻率下降，这种差距还会放大。

2.3 走法2线阻分析

走法2：负极回路线束走向是蓄电池到车身，蓄电池到发动机搭铁，如图2所示。

图2 走法2线束走向示意图

走法2的优势：起动回路中，省去车身的搭铁电阻，减少2个接触点，并且可以省去发动机搭铁线。缺点：在某些车型中，总的线束长度可能会增加，例如本车型增加了0.52 m。

线阻理论计算：①起动机正极回路阻值：0.743 mΩ×0.870 m+接触电阻=0.746 mΩ；②发动机搭铁回路阻值：0.743 mΩ×1.358 m+接触电阻=1.109 mΩ；③线阻总阻值=1.855 mΩ。

2.4 走法2线阻实测

采用与走法1实测同样方法，进行线阻测量。测试结果如下：①起动机正极回路阻值：0.6 mΩ；②发动机搭铁回路阻值：0.96 mΩ；③线阻总阻值：1.56 mΩ。

2.5 线束走法1和走法2线阻实测对比

通过对同一台车，对前后更换不同走法的线束进行了-25℃低温测试，走法1前后进行了2次，走法2进行了3次试验，通过计算线阻，汇总结果见表1。

表1 线束走法1和走法2线阻实测对比

计算更换线束前后线阻平均值，走法2的总线阻实测可以降低1.17mΩ。相对于起动机功率进行了提升。

2.6 线束走法1和线束走法2冷启动效果对比

线束走法2相对于线束走法1在线阻上有了提升，降低了起动回路的线阻，对低温起动时拖动转速有了相应提高。

选取点火前的拖动转速进行对比 （图3），线束走法1三次平均拖动转速105.3 r／min，线束走法2三次平均拖动转速为110.3 r／min，相对线束走法1平均拖动转速提升了5 r／min，在柴油机冷启动中提升了5 r／min，对起动成功有很大的帮助。

图3 线束走法1和走法2低温起动转速对比

2.7 线束走法2的成本分析

以笔者所研究的这款车型为例，线束走法2相对于走法1，线束长度增加了0.52 m，单件成本预估增加9元。采用9元的代价提升低温5 r／min转速，笔者认为很有意义。在某些车型中，可能线束长度不需要增加，线阻可以降得更低，成本也无需增加。

3 结论

本文通过不同走线方法的线阻实际测试，以及在低温冷启动中的应用情况的对比，采用方式2，可以降低起动回路的线阻，提升点火前的拖动转速。拖动转速提高，更加有利于点火的成功。笔者建议在起动回路中采用方式2的走线方法。