摩托车发动机的冷却方式中最常见的是风冷和水冷。直到今天,风冷已经被水冷挤到入门车了,大多数中高端车都采用了水冷,甚至一些高价入门车。发动机的冷却效率对长时间骑行、高原、山路至关重要。风冷效率低,长时间燃烧的公会引起发动机热衰减,难以获得最佳效能,这也是风冷逐渐被放弃的主要原因。(风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每,风士每。
事实上,摩托车从出生开始发动机就有散热器。因此,如果水冷这样出现,就不再需要散热片了。对一些人来说是一种冲击,他们的第一反应是在发动机水箱外安装很多热鳍,这种方式现在也出现在充满怀旧的老式汽车上。(莎士比亚,坦普林。)
本田GL1000
摩托车界集牛的大工厂本田摩托车在1974年末推出GL1000时采用水冷,原因是汽车部门开发了低排放CIVIC汽车。CVCC燃烧系统几乎大部分本田工程师都参与了研发。几乎同时,本田即将推出的H1300空冷冷却汽车出现了很多问题,工程师们还不够。这使得长期合作伙伴富士萨武夫成为水冷冷却方式工程师之一,当时美国市场开始控制汽车尾气排放,这更难达到对风冷冷却的排放控制要求。
风冷冷却发动机为什么更难控制排放?主要有五个原因。
第一个原因:风冷发动机的温度随天气而变化,夏天更热,冬天更冷。燃料和空气混合在一起,在进气行程中进入发动机气缸,混合物将被加热并释放到气缸壁、气缸盖和活塞顶部。如果此时发动机温度不变,当然很好。我知道发动机的空气密度是恒定的,所以为了提供必要的混合物,只需要喷雾油。
但是风冷发动机的温度随着天气变化和发动机功率输出不断上升或下降。因此,风冷发动机在大功率输出中变得非常热,但乘坐怠速和休闲时却很冷。发动机越热,进入里面的燃料和空气混合物越膨胀,密度越低。这样不会造成混合物密度损失成比例的损失,也会失去发动机的动力。因为随着空气密度的降低,混合物会变得更浓。
如果一个骑手比轴常年骑自行车,情况会很复杂。冬季温度低会增加空气密度,所以空气和燃料的比例更高。这是稀薄的混合物状态。如果将汽化器调整到适合冬天的状态,到了夏天8月又会出现问题。这种情况对赛车不成问题。因为赛车比赛者每天都会多次调整汽化器的喷射参数,用于最大限度地提高动力和车辆反应。但是市面上的量产车在调教的时候只能采取一个兼容值,所以车辆冬天动力减弱,夏天动力充足。
其次,第二个原因是风冷很难根据环境要求减少发动机废气排放。考虑到汽化器燃料系统的局限性,使燃料和空气混合物全面保持更加恒定的最快方法是采用恒温调节器的水冷方式,使发动机的温度保持在恒温状态。这也是摩托车行业80年代的主要任务。
也许你会反对。毕竟,今天汽化器汽车的货款不再是主流,取而代之的是通过数字电路控制的燃油喷射系统,并与排气管的氧气传感器进行闭环混合控制。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),DFI可以提供一定温度的燃料空气混合物。
第三,使用风冷发动机意味着油与更大范围的温度变化范围兼容,或者在夏天和冬天使用其他年份的油。当气缸壁在夏天非常热的时候,轻微蒸发轻质基础油(例如10w-40的10w),向排气中添加未燃烧的碳氢化合物(UHC)流,或推开曲轴箱通风孔。夏天和冬天使用粘度不同的油,这种养护方式与现代的最低养护趋势相反。
第四个问题是温度驱动引擎的间歇性变化。曲轴是钢做的,但装载它的铝曲柄箱是铝做的,其热膨胀比钢的热量高三倍。所以夏天油最薄的时候轴承缝隙最大。F1发动机使用的合成油非常稀有,因此由于所需的微小轴承间隙,无法通过循环热冷却剂驱动发动机。
进行预热,恒温水冷意味着间隙保持不变。活塞在风冷发动机中运行会更热,他们必须冷却才能与相当热的气缸壁接触。因此与冷夜设计中的轻型“烟灰缸”活塞相比,此类发动机往往采用更长的裙板和更重的活塞。而额外的活塞采用用作“热管”以将热量从活塞顶部传导至与气缸壁广泛的接触区域。较重的活塞相当于增加震动和轴承负荷,这种方式在40年前是常见形态。
而接下来,如果我们想保持活塞间歇小,并在整个空冷发动机更宽的温度工作范围内保持恒定,这是非常不容易的。当活塞倾斜并在有较大间歇的情况下从推面倾斜到非推力面时,会产生各种奇怪的效果。活塞环运动可以像一个微型机油泵一样,从气缸壁上刮下油,但最终混入燃烧空气中,机油从排气阀流出。
第五个问题是压缩比的问题,通常水冷摩托车的压缩比是12-13:1的高压缩,而20世纪70年代的经典风冷发动机的压缩比却很少达到9.5:1以上。即便是现在市面上的风冷车款,压缩比也在10.5:1。而在过去,风冷发动机使用较低压缩比的原因是,当在其温度范围的高功率运行时,任何更高的压缩比会造成发动机爆震,这是一种异常且很有破坏性的燃烧形式。通常来说发动机压缩比越高,传递的扭矩则越大,而油耗则越低。
但不管有多少种原因,无可否认的是研发一个性能更好的水冷发动机比风冷发动机要更容易,而这也是如今水冷发动机大行其道的原因。
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作者:DQ
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