本文轉載自 | 深刻汽車觀察，原創作者：沈公子
（文末精彩視頻）
冰，Winter is coming…….
11月份，北極冷空氣受蒙新高地阻攔，在西西伯利亞平原累積成冷高壓後翻越蒙古高原，沿大興安嶺和太行山脈進入東北平原和華北平原
我們稱之——西伯利亞寒流
連綿的寒流會導致中國東北數十度的溫降
在漠河，冬季最低溫度可達-40℃
這裡的冬季從十一開始，持續到五一，長達7個月
這裡滴水成冰
汽車尾管滴水凝固
伴隨寒流南下的，卻是一群人的北上
1989年冬季，一汽解放卡車開啟黑河第一次寒區汽車測試
2016-2017冬季，試驗企業130戶，試驗人員3523人，試驗車輛2617臺
2017-2018冬季，試驗企業144戶，試驗人員5781人，試驗車輛3248臺
2018-2019冬季，試驗企業146戶，試驗人員6234人，試驗車輛3733臺
冬季測試在黑河帶動消費超過1億人民幣
千人千車帶來的不僅是熱鬧與商機
還有危險
2019年1月，一汽奧迪試驗車在黑河發生車禍，造成一名工程師死亡一名重傷
冰雪覆蓋的道路，摩擦係數變得極小，輕微的剎車即可導致輪胎抱死
ABS和ESP顯得尤為重要
為保證最優的制動性能，底盤制動工程師將進行數月的測試和優化
(ESP冬季測試項目)
嚴寒冰封的河流湖泊，冰面厚度可達一米，便是最好的試車場
（冰面上進行測試的試驗車）
如果高寒測試對於他們來說是辛苦
那麼對於另一部分人來講就是艱苦
火，你是冬天的一把火
發動機在任何時刻下都成功啟動
是高寒環境下司乘安全的重要保證
極限溫度帶來物理上的變化
給工程師帶來額外的難度
低溫將導致發動機機油粘度上千倍的增大
發動機需要更多的扭矩去保證低溫下的運轉
汽油極難揮發，燃燒變得困難
為使混合氣達到可燃濃度，噴油需要額外的加濃
低溫抑制了電池中的化學反應，導致電池容量和放電效率減小
充電也變得更加不易
低溫與低容量導致放電深度增加
正極板材料將不斷脫落，負極板微小的晶體不斷生長，最終導致蓄電池損壞
但，困難不只這些
寒風中浸置了一夜，車內溫度可降至-40℃
幾分鐘即可導致設備宕機
黑屏、藍屏、白屏、連接失敗
（令工程師絕望的.）
對工程師的考驗才剛剛開始
一臺車一次啟動的數據採集時間可長達半小時
極低溫度下，中樞系統為保證機體核心溫度，通往身體末端血液減少，雙手雙腳逐漸失去知覺，號稱驅寒神器的暖寶寶會在身體變冷更早一步冰涼
為保證在最低溫度，工程師會選擇在凌晨進行一次起動試驗
可謂是，吹最冷的風，熬最晚的夜
（凌晨的停車場）
同時，一次失敗的啟動意味著對上百個信號的檢查
這不僅是對體能，也是對腦力和經驗的考量
（一個簡單的信號界面）
但低溫不過是極限條件啟動中最簡單的一項
再加點料，車輛故障下的啟動，如何？
拔掉曲軸傳感器
再拔掉水溫傳感器
再拔掉高壓油泵/油軌壓力傳感器
換上劣質燃油
節氣門結冰了呢？
斷掉一個缸做功呢？
瘋狂
但，極限情況下，起動成功是人員安全最基本的溫暖保障。
Finally
伴隨微弱低悶的爆炸聲，一個火花點燃整個氣缸
燃燒帶來的熱能迅速膨脹，推動曲軸轉動，也為下一次燃燒積蓄能量
(工程師視角下的一次低溫啟動)
缸壁在燃燒的作用下溫度迅速升高，汽油得以充分氣化，燃燒變得平穩。
同時燃燒的熱量給冷卻液帶來溫升，也給駕駛艙帶來溫暖
廢氣帶來的溫升將使氧傳感器穿越露點
此露點非彼之露點
燃燒產生大量的水蒸氣，在排氣系統被廢氣充分加熱之前，廢氣中的水蒸氣將在排氣系統表面液化或凝華
此時加熱氧傳感器會導致陶瓷體在熱應力下破碎
（氧傳感器過露點）
終於，壁面溫度經歷短暫停留後達到露點溫度以上，氧傳感器變得安全
燃燒得以進入下一個階段，CloseLoop
在氧傳感器閉環控制下的燃燒，空燃比在理論空燃比附近以小幅度震蕩
保證燃燒穩定性，並達到最少的汙染物排放和燃油消耗。
同時低溫燃燒帶來另一個困擾
顆粒物
未揮發的燃油在燃燒的熱量和壓力下，短鏈烴聚合、碳化並相互吸附，成為顆粒物。這也是冷啟動排氣管冒黑煙的緣由
一次-25℃的冷啟動即可帶來0.2-0.25g的顆粒物
（顆粒物）
這些顆粒物被GPF( Gasoline Particulate Filter )顆粒捕集器捕獲
隨著低溫啟動次數的增加，顆粒物將不斷累積
迅速累積的碳載荷，在足夠的溫度下，再遇到足夠的氧氣，將發生劇烈的燃燒
燃燒溫度可達1300℃
足以融化金、銀、銅以及GPF的陶瓷載體，也給車輛帶來火災隱患
(高溫燒蝕的GPF)
工程師需要在不同的碳載荷下採取不同的措施，限制氧化速率以保護GPF
又要保證碳載荷儘可能的燃燒，以降低載荷量
(一種普遍運用的GPF保護策略)
但是，高寒地區因其特殊的道路條件（多冰雪路面），行駛過程中車速/發動機負荷低，導致排氣能量低，較強的散熱速率也導致GPF溫度低，被動再生幾乎不能實現。
愈發堵塞的GPF將導致油耗的不斷升高，對GPF也愈發危險
這時，工程師對不同狀態下的GPF進行不同的主動再生控制
GPF將在可控條件下進行主動再生
（一種普遍運用的GPF主動再生方法）
困難再一次排除，但挑戰還沒結束
低溫帶來的油液粘度變化
對變速箱是一個巨大威脅
不穩定的油壓使離合器動作變得難以控制
將會導致發動機轉速不穩甚至熄火
也會導致離合器無法結合、掛擋失敗或嚴重衝擊
在速度與激情和安全與穩定之間，工程師毫無保留的選擇後者
降低離合器結合速率，增大離合器滑差是不得已的選擇
升高升檔轉速以提高發動機扭矩響應並加快暖機可謂一舉多得
現在，掛擋踩油門，走您
結束了嗎？還沒有
低溫導致空氣密度增大
對於增壓發動機，空氣密度的變化將導致增壓特性的改變
得益於密度增大導致的進氣量增加，排氣能量變大，壓氣機得以迅速建壓，低轉速下能達到更高的增壓壓力
同時更大的空氣密度，意味著進氣量的過大
如果不加以限制，超量的混合氣在氣缸內燃燒，過大的膨脹力推動活塞下行，可能損壞活塞連杆以及軸瓦
熱量也會迅速累積，引發爆震甚至超級爆震
破壞力不可估計的超級爆震，一次就可能導致活塞的損壞
適當限制建壓速率以減小壓力超調，並根據不同的進氣溫度限制增壓壓力
現在，行車的安全得以保證
耐久測試車隊已等候多時
強烈的取暖需求也考驗熱管理系統的可靠性和合理性。
車隊將在廣闊的東北平原進行超過2萬公裡的寒區測試，以進行整車性能和耐久性驗證
車輛高速行駛時，冷卻氣流使機艙溫度維持在環境溫度左右，將對機油循環系統、曲軸箱通風系統、發動機密封、發動機懸置帶來嚴苛考驗
至此，工程師們的冰與火之歌即將結束
帶上大興安嶺的木耳松子
呼倫貝爾的羊肉
內蒙古草原的牛肉
以及踏實與充實的內心
回家
揭秘冬季測試，視頻來源@FCA