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内燃机汽车为什么怕浸水?潜水汽车离我们还有多远?

麋鹿少年 2021-07-29 18:29:08

1977年,罗杰·摩尔主演了其演艺生涯7部007电影中的第三部——《007之海底城》。在这部影片中,由路特斯Esprit改装而成的一台潜水艇汽车,在载着詹姆斯·邦德潜入深海大杀四方的同时,更展开了人们对于未来汽车上天入水无所不能的想象翅膀。


内燃机汽车为什么怕浸水?潜水汽车离我们还有多远?


但很遗憾的是,尽管如今越来越多的“民间科学家”们已经制造出了能飞的汽车,但水,依然是几乎所有汽车产品的“克星”。


最近,由于台风烟花的影响,全国多个地区都遭受了特大规模的暴雨侵袭。城区道路被淹,人们的生命及财产更遭受了重大的损失。其中,大量被水淹没的汽车,则毫无疑问地成为了一个备受关注的话题?


等等,现在你一定想问,上周乔伊的文章中刚介绍了沃尔沃全车浸泡了自己的沃尔沃XC40的纯电动版,并最终通过遥控的方式将其从水中开了出来。这样的试验,是否意味着纯电动车终于在带来更多环保属性与用车焦虑的同时,为自己开发出了一个全新的产品亮点——防水?


内燃机汽车为什么怕浸水?潜水汽车离我们还有多远?


要解释这个问题,我们需要先从了解纯电动汽车与传统内燃机车,整体结构与技术特点的差异来入手开讲。


内燃机汽车为什么怕浸水?


众所周知,内燃机汽车的主要动力来源依靠发动机。在发动机的气缸内,汽油与空气混合的可燃混合气在点燃后产生热能,这股能量将推动活塞以上下往复的方式运动并做功,最终通过曲柄连杆机构带动曲轴,将动力输出到车轮之上,以赋予汽车动能,带动汽车前行。


内燃机汽车为什么怕浸水?潜水汽车离我们还有多远?


在此过程中,我们会发现发动机做功时必不可少的元素就是空气。发动机通过压缩可燃混合气输出动力,而这整个过程的第一步和最后一步,需要从进气口引入空气,并从排气管内排出废气。因此,车辆必须与外界保持顺畅的连通,这样的进排气循环可以被理解为如车内空调打开了外循环,而与空调的循环模式不同的是,发动机无法切换成内循环。


但,这也就是传统内燃机汽车无法涉水的最根本原因,当车辆被水淹没到一定高度时,不论是进气口还是排气口,都成为了水进入发动机舱的重要渠道。现在你一定有个问题:既然有进气口也有排气口,有了顺畅的通路为什么水不能如空气一样形成一个良好的循环呢?


首先,发动机从进气到排气的循环中,一直需要点燃可燃混合气,以爆炸产生热能的步骤,而水在通常条件下不能被点燃,也无法产生热能。其次,活塞压缩的过程中水的可压缩性非常小。水的体积弹性模量为2.19x109Pa,即21.9MPa的压力可以使水的体积压缩相对1%。


因此,既不能产生推动力,也不能缩小自身体积,水在气缸内只能成为一股阻力。最终,如果车主强行发动车辆,将不可避免地面临活塞的损毁,极端条件下,甚至可能击穿缸体。


仅仅只是发动机的问题?


事实上,发动机一旦浸水,只需要立刻熄火,原地等待救援。只要发动机气缸内的零部件没有发生损坏,将水去除干净之后,车辆依然可以保持一个很好的使用状态。那么现在的问题是,车辆浸水真正受到危害更大,可能产生更多安全隐患的零部件是什么呢?当然是电路啊!


在如今的智能化汽车时代,车辆的各种先进智能系统、舒适性配置绝大多数都通过电路来实现。但常识是,电与水从来不相容。尤其是掺杂了巨量杂质的污水,一旦污染了车辆的ECU电脑版以及中控等零部件,将可能带来很强的腐蚀性。从而导致相关电路、元器件的损坏,以及电路板生锈。


一旦发生这样的污染,将可能带来插件接触电阻大,或者插件漏电,这些都会导致信号偏差过大。也就会引起发动机不正常工作,报故障码等问题。自此这辆汽车将成为一个不断发生细小故障的定时炸弹。


密封,让电动车


涉水行驶产生巨大优势


解释完了内燃机汽车浸水可能发生的问题,你大致应该就知道纯电动车为什么能在涉水行驶的过程中拥有更大的优势了。没错,纯电动汽车没有发动机,不需要进气口,更没有排气口。所有的动力输出全都依靠于动力电池以及相匹配的电机。但是,从我们所了解的常识来判断,电池与水同样不兼容。


而在这个时候,纯电动车核心部件的密封性能,就显得十分重要了。这个密封性标准是什么呢?就是如今纯电动车厂商,乃至电池供应商十分在意的IPXX指标。


所谓的IP,就是Ingress Protection(侵入保护)的缩写。而其后的两个X,第一位代表车辆的防尘等级,而第二位代表车辆的防水等级(这个等级体系太过复杂,我就不一一介绍了,大家可以注意看下面的表格)。


内燃机汽车为什么怕浸水?潜水汽车离我们还有多远?


那么,如今主流的防水能力到达了什么等级了呢?还是以沃尔沃的那个浸入水深1.7米鱼缸的XC40纯电车型为例。它的侵入保护等级,就达到了IP67。也就是说,防尘的等级达到了6(表示可以完全防尘,外界的固体异物无法进入),防水的等级达到了7(表示防止浸水时水的浸入,电器浸在液体中一定时间,或者压力在一定的标准以下,可确保不因浸水而造成损坏)。


这个标准如今难道已经成为纯电动车密封性能的主流标准了么?答案是肯定的。


目前,理想、蔚来品牌主销产品搭载的动力电池防水等级均为IP67。当然,这个标准并不仅仅出现在汽车之上,更已经侵入到了你生活中的方方面面。比如,从2016年的iPhone 7开始,苹果就已经将旗下产品的IP防护等级,提升到了IP67(没错,这就是苹果敢于宣传你的手机可以防水、防尘的重要依据)。


当然,在汽车圈内卷如此严重的当下,连苹果手机都用上了的IP67已经不能满足汽车品牌们那颗追求卓越的心了。想要造一个不受时间限制,一时浸水一时爽、一直浸水一直爽的汽车产品的宏愿已经喷薄而出了。


所以,你会看到秉承这样的理念的威马EX5、小鹏P7、小鹏G3、江淮iC5和五菱宏光MINIEV等品牌,已宣布其产品的动力电池可达到IP68的保护等级。也就是说,理论上这块动力电池,在没有外力破坏的情况下,可以无限期沉浸在指定水压下,并确保不因浸水而造成损坏。


尽管密封性很强,但依然要小心


“无限期”浸水依然可能对汽车造成一定的伤害。因为首先,汽车出厂前所进行的密封性测试,是在实验室环境下所进行,即便对实际用车环境有一定的模拟,但日常行车过程中的长尾问题依然存在。这些长尾案例,可以在行车过程中的任何意想不到的场景中出现,以影响车辆的安全。


与此同时,那些宣称可以达到IP68保护等级的汽车品牌中,所承诺的只是动力电池。也就是说,他们玩了一个概念,车辆的线束、接头等零部件可能依然不能获得“无限期”泡水的能力。因此在实际的涉水过程中,则还会有可能因为这些部件的问题而导致车辆的泡水损坏。


就目前来看,对于更多人来说,请不要将“潜水汽车”的梦想,寄托在你买回家里的纯电动车上。尽管相较于以往的内燃机汽车而言,纯电动车的涉水性能确实已经获得了质的飞跃。


当然,如果你真的还是很期待这样的产品,可能需要把希望寄托在马斯克身上。2019年,马斯克曾在股东大会上表示,正在研发一款如《007之海底城》中的路特斯Esprit一样的,能够潜水的汽车。


当然,我们不知道在他去火星之前,这玩意儿能否真正被造出来。但至少,在此之前,请谨慎地对待你的纯电动汽车,尽管对于涉水这件事来说,它已经比内燃机汽车优秀得太多了。


来源:autocarweekly

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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