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听题就会,答题就废?为什么摩托车会使用水冷发动机?

为什么摩托车要使用水冷发动机? 五个特点是不可用风冷。

在摩托车发动机的散热方式中,最常见的是风冷和水冷。 如今,风冷引擎更多用在基础车型和休闲车型上,而且大部分中高端车型都采用了水冷,甚至还有一些高价的入门级车型。 发动机的散热效率对于长期骑行,以及高原、山路骑行都非常重要。 由于风冷散热原件比较单一,效率相对低,长期行驶会造成发动机热衰减现象严重,难以保持引擎最佳性能区间,这也是风冷逐渐被一些中高端车型摒弃的主要原因。

其实自摩托车诞生以来,发动机就有散热片。 所以当水冷方式出现时,就让散热器不再需要了。 这对一些人来说是一种震撼,他们的第一反应是在发动机散热器外加装很多散热片,而这种方法现在也出现在一些充满怀旧气息的复古车上。

Honda GL1000

作为摩托车行业的主要制造商,Honda Motor 在 1974 年底推出 GL1000 时,之所以采用水冷,很大程度上是因为汽车部门开发了低排放的 CIVIC(思域) )车,其CVCC燃烧系统,几乎本田大部分工程师都参与了研发。 几乎同时,当时计划推出的H1300风冷散热车也遇到了很多问题,工程师也不够用。 种种巧合,长期合作伙伴藤泽在水冷散热方式的设计初露头角,而当时的美国市场已经开始控制汽车尾气排放,这对于风冷散热来说难度更大 以满足排放控制要求。

为什么风冷发动机更难控制排放? 主要原因有五个。

第一、因为风冷发动机的温度是随天气变化的,所以夏天比较热,冬天比较冷。 当燃油和空气在进气行程中混合并进入发动机气缸时,混合物被加热并释放到气缸壁、气缸盖和活塞顶; 如果此时发动机温度没有变化,当然是好的; 只需要喷射化油器来提供所需的混合物,因为此时我们知道发动机中的空气密度是恒定的。

但风冷发动机的温度会随着天气变化和发动机功率输出而升高或降低。温度降低时,发动机越热,进入它的燃料和空气混合物膨胀得越多,密度越低。 这不会造成混合气密度的成比例损失,同时会损失发动机的动力,因为随着空气密度的降低,混合气变得更加浓缩。

如果一个骑车人一年四季都比较车轴和骑行,情况会很复杂。 冬季低温会增加空气密度,因此空燃比较高,为稀混合气状态。 如果把化油器调到适合冬天的状态,那么8月份的夏天又会出问题。 这种情况对于赛车来说并不是什么大问题,因为赛车手习惯于每天多次调整化油器喷射参数,以最大限度地提高功率和车辆响应。 但市场上量产的汽车在调校时只能取一个兼容值,所以冬天车辆会变弱,而夏天动力充沛。

第二、在环保要求下,空冷很难降低发动机尾气排放。 考虑到化油器燃油系统的局限性,要让燃油和空气的混合气保持在一个较为恒定的状态,最快的方法是采用节温器的水冷方式,使发动机温度保持在一个恒定的温度,这就是 也是摩托车行业在 80 年代的主要任务。

也许你会反对,毕竟现在化油器汽车不再是主流。 取而代之的是采用数字电路控制的燃油喷射系统,通过排气管中的氧传感器进行闭环混合控制。 并且 DFI 可以提供恒温的燃料空气混合物。

第三、使用风冷发动机意味着油要么兼容更宽的温度范围,要么在夏季和冬季使用不同年份的油。 夏季汽缸壁很热时,它会轻微蒸发其轻质基础油(例如:10W-40中的10W),将未燃烧的碳氢化合物(UHC)添加到排气中流动,或将它们推出曲轴箱通风口 . 而这种夏季和冬季使用不同粘度的油的保养方法与现代最低保养趋势背道而驰。

第四、是温度驱动发动机的间歇性变化。 曲轴该部件材质为钢,但承载它的曲轴箱是铝制的,其热膨胀系数是钢的三倍。 所以在夏天,油最稀的时候,轴承游隙最大。 F1 引擎中使用的合成油非常稀薄,轴承游隙存在的话,启动驱动器工作不良。 恒温水冷意味着间隙保持不变。

活塞在风冷发动机中运行得更热,它们必须冷却才能与相对较热的气缸壁接触。 因此,与冷夜设计中的轻型活塞相比,往往采用更长的裙部和更重的活塞。 附加活塞用作“热管”,将热量从活塞顶部传导到与气缸壁的广泛接触区域。 更重的活塞相当于增加了振动和轴承负载,这是 40 年前的常见形式。

接下来,如果我们想保持活塞的间歇性很小,并在整个风冷发动机更宽的温度范围内保持恒定,这并不容易。 当活塞以较大的间歇性从推力面向非推力面倾斜和倾斜时,会产生各种奇怪的效果。 活塞环的运动可以像一个微型油泵,从气缸壁刮油,但最终混入燃烧空气中,油从排气门流出。

第五、压缩比。 通常,水冷引擎的压缩比是12-13:1范围的高压缩比。经典风冷发动机的压缩比很少达到9.5:1以上。 就连现在市场上的风冷车,压缩比都是10.5:1。 过去,风冷发动机之所以采用较低的压缩比,是因为在其温度范围内以大功率运行时,任何更高的压缩比都会导致发动机爆震,这是一种异常且极具破坏性的燃烧形式。 一般来说,引擎压缩比设计高,传递的扭矩数值越大,油耗越低。

不可否认的是,开发性能比风冷发动机更好的水冷发动机更容易,这也是水冷发动机在今天流行的原因。


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