上期我們達摩院為大家介紹了國內最常見的摩托車散熱方式—風冷,還進一步講解了和自然風冷有著差別的強制風冷。點選檢視風冷篇
那麼這一期我們要講的是擁有外接散熱裝置的水冷,可能國內車迷多數有著一個摩旅夢,所以水冷在摩托車三大散熱系統裡面一直是我們中國車迷歡迎的散熱方式。
水冷的工作原理
水冷簡單來說透過在冷卻液在缸內流動來冷卻發動機的方法。水冷發動機現在是摩托車的主流,因為它們可以比風冷發動機更有效地冷卻發動機。
首先在氣缸燃燒室附近,有一個“水套”,是冷卻液在缸內的通道,液體在那裡迴圈帶走熱量冷卻發動機。吸收發動機熱量而溫度升高的水透過散熱器冷卻並返回發動機內部以冷卻發動機。
水冷第一步——小迴圈工作
▲由於各廠機械和專利問題,水冷系統位置有著差異性,如水泵位置
上面簡單說了水冷大工作原理,現在開始細說水冷的工作三大步。由於各大廠家的水冷結構都有所不同,達摩院只是畫圖表達水冷發動機的三個階段。
水冷的第一步是為小迴圈,摩托車發動機發動後帶動水泵的運作,然後把水管裡冷卻液推進“水套”內再回流形成了一個小迴圈,由於節溫器(節溫閥門)的作用,所以是不經過主水箱的。
之前我們在風冷篇也提過為什麼熱車,而水冷小迴圈也是同樣為熱車而準備的工作。
水冷第二步——大迴圈工作
經過小迴圈後,車輛溫度升高達到正常做功需求。同樣冷卻液水溫也升高了,
並不能繼續散熱,這時候節溫器感到水溫高,開啟通往水箱的閥門,之前在水套進行小迴圈的冷卻液進入主水箱。
▲大迴圈工作(由於各廠機械不同,這裡只是簡單表示過程)
進入主水箱後,水會在水箱的細水管流動並藉著行駛時候流動氣流進行自然風冷。這就是行駛期間的大迴圈。
水冷第三步——強制風冷冷卻
正常行駛下大迴圈是夠用的,但用車環境隨時變,萬一用車環境原本就是高溫環境或者是車子長時間行駛後以及停紅綠燈時都會產生高溫,所以在這些情況下就需要主水箱上的散熱風扇進行強制風冷。
▲強制風冷(由於各廠機械不同,這裡只是簡單表示過程)
水溫一到設定溫度,溫度感測器就開啟風扇對主水箱的進行降溫。如果水箱溫度還是很大的時候,主水箱的壓力升高,這時候冷卻液會從主水箱進入副水箱裡面,減少主水箱裡的壓力。等到溫度降下來副水箱的水又會回到主水箱裡。
水冷是完美無缺的存在嗎?
水冷發動機除了多了一層流動冷卻液的水套外的,與風冷發動機相比,還添加了更多部件,結構也更為複雜,如冷卻冷卻水的主水箱散熱器、迴圈水泵、軟管等,也意味著一個部件壞就影響整個水冷系統導致車輛不能行駛。此外,這些裝置也增加整車重量。功率越大的發動機,其發熱量就越高,所以對於大型摩托車型的水冷發動機來說,散熱器也會更大一些甚至分上下層。
然而為了追求更高的動力輸出,水冷這種可以高效可靠地冷卻發動機的優點超過了上述的缺點。發動機的精確冷卻是理想做功中必不可少的一環,降低溫度不僅是穩定的輸出,而且對於廢氣淨化和燃油效率的提高也是必不可少的。
此外,由於不需要將整個發動機暴露在行駛風中,因此具有即使用整流罩蓋住發動機也可以冷卻發動機的優點。因此,幾乎所有配備全整流罩的摩托車都使用水冷發動機。
▲現在的冷卻液基本新增防凍劑,防凍液就是為防凍冷卻液
基本上,冷卻液使用特殊的冷卻劑,但也可以使用自來水。但是,自來水如果留在水中,冬天可能會生鏽、結冰,所以只可以考慮作為緊急急救措施使用,例如在旅途中冷卻水量低時加水,只建議緊急使用,千萬記住更換正常冷卻液。
達摩院有話兒
上面我說水冷是保障高效能發動機理想輸出的最優選擇,那麼是不是水冷就代表高效能輸出?
首先水冷車由於大迴圈下對水泵產生較大依賴,水泵又是直接靠發動機來帶動意味著拖低功率,所以水冷系統對發動機功率肯定有著要求,有些以前普通的風冷發動機裝上水冷往往動力不如以前,最多也就相同,這種水冷就是避免長時間的行駛的熱衰減。
現在基本國內小排量檔車車型帶水冷又表現出好的動力的就有阿普利亞125和150系列,125排量有接近12kw(16匹),同樣價格去到了近2萬元。而同樣有著水冷春風150nk雖然有著水冷,但發動機畢竟是舊機器逆向加裝的水冷,所以它的動力輸出並沒有很好的表現,只有近9kw(近12匹),更像我上面提到的水冷機器。
所以水冷不一定是意味著高效能車,而是對於高性車來說水冷是最優冷卻系統。所以大家購買或者討論車型時候對於250排量或以下車型不必太強求水冷系統存在與否定性車輛。
由於篇幅有限,達摩院下期會講解和水冷同根生的油冷系統,由於結構接近我們會結合油冷信仰的大廠鈴木油冷車型為大家進行探討。同樣這期歡迎大家進行留言討論。