冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌

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引擎动力产生是压缩爆炸后的热能转化成机械能而来,通常在这个转换的过程中,最好状态也只有1/3能量变为有效的动力输出,其余2/3则是剩余热量等待排除。如果这时不马上有效率的散发此热量,待其累积至相当程度之后,势必会造成汽油预燃爆震、破坏机油油膜丧失润滑性、活塞等机件过度膨胀阻碍运转的不良现象,这样一来轻则减损马力,严重时还有可能损伤到汽缸週围零件,因此高温乃是引擎的最大敌人。


冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌水冷系统的作动,大致是从正时皮带或外加皮带驱动水泵浦,使冷却水能在汽缸的水套内流动带走高温(小循环);接着当水温高到一定程度时节温器即会打开,从下水管引入经水箱散热后的冷却水行大循环动作;此刻假使温度仍然高居不下,水箱风扇同时将随之运转以强制散热。

就一般车用的水冷引擎设计来看,其散热过程首先是由和机件相接触的机油吸收热量,然后再藉着水循环带出达成冷却与安定油温的目的,所以进行整体温度的降低,基本面就是要从水冷的部分下手。水冷系统的作动,大致是从正时皮带或外加皮带驱动水泵浦,使冷却水能在汽缸的水套内流动带走高温(小循环);接着当水温高到一定程度时,位在引擎进水口、俗称水龟的节温器即会打开,从下水管引入经水箱散热后的冷却水行大循环动作;此刻假使温度仍然高居不下,水箱风扇同时将随之运转以强制散热。通常来说,原厂的冷却系统在正常範围内,都能够达到有效的降温要求,不过若因外在气候酷热、交通环境拥挤、持续爬陡坡、激烈操驾或者是引擎出力经过大幅提昇,使得总和热量超过其负担时,便一定会有过热的问题出现。因此改装车、性能狂、非亚热带规格的车型,均有必要在这方面做强化,藉此获得应有的耐久性和动力输出。


冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌俗称水龟的节温器,就位于水箱水管与引擎内部水道间的入口处,当温度未到达原厂设定值前,节温器会关闭以加快水温提高,避免引擎长时间处于冷车状态,因此若能适度提早期开启时机,就能让改装引擎早点开始进行冷热交换。
水冷升级第一步
提高冷却水沸点

由前述的水冷运作型态观之,要强化其能力也不外乎是自水泵浦、水龟、水箱、风扇等处着手,但这还是要视过热的程度来决定改装项目,不然加强过度导致水温过低,亦容易因热效率不足而发生积碳、耗油、磨损、发挥不出原有马力的负面影响。水能够做为冷却的介质,主因便是它为容易大量取得的液体中,属于比热最高的一种。比热高的优点是吸热快、放热也快,很快将热能吸收并很快的降温,可是相对于引擎发出的高热,其先天的100℃沸点则很容易到达,进而因汽化沸腾失去原有能力,故水箱顶部必有一加压盖存在,利用密闭空间内温度与压力成正比的关係提高沸点,且水箱精中亦会加入提昇沸点的物质。所以加强散热性的第一步,便是更换附硬式弹簧的高压水箱盖、使用性能佳的水箱精,藉此让冷却水有更恆定的表现。关于水箱盖的部分,原厂製的压力多为0.9~1.1kg/c㎡,街道强化用的在1.3-1.5kg/c㎡之间,竞技专用品则会到达1.7kg/c㎡ Over,建议读者最好是选择1.3kg/c㎡左右的型式,以免因压力过大发生水箱龟裂、爆水管的情形。


冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌目前市面上有一款名为风扇控制器的产品,可让车主自己决定水箱风扇启动的时机,以维持水箱水的恆定。
低温水龟/风扇开关
小小零件效果绝佳

在整个散热系统中,负责冷却水大小循环控制的节温器,自然是改善水温的另一大关键点,能够有效将其作动温度提前,必定对引擎散热有不小的助益,所以透过低温水龟的改装,也能提高冷却效率,但不建议将节温器拆除,如此势必将形成冷车时间拖长、喷油过浓甚至增压上不去的弊病,并不适合运用在街道车上,只有长时间高转运行产生极大热量的赛车,才需拔除水龟增加水流速,藉此儘快带走热能。除了节温器外,有些旧车上还设有负责控制水箱风扇启动时机的风扇开关,假使能使用低温开关,或是改装所谓的风扇控制器,来更加灵活设定风扇动作温度,配合低温水龟一起运作,必然更能发挥整体散热效果,。


冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌水箱精能将冷却水的沸点提昇至105~115℃间,并防止水箱及引擎水道生鏽,还能适度润滑水泵浦,抑制汽泡产生之功能,不过需与纯水配合才能发挥效果,所以不能只用100%的水箱精,最好的浓度大约为30~40%之间。
大容量水箱增加恆温性
加大迎风面优先于增厚

上述所提到改装方法用来应付一般改装车辆引擎没有问题,不过如果遇到重度改装或者换过引擎的大马力车,可能就不够用了,此时就必须从负责冷热交换的水箱上来着手。引擎对冷却系统的要求除散热以外,更要能够保持恆温的特性,像前面提过的高压水箱盖、低温水龟、低温风扇开关等改装,也都是为了能有更好的恆温性,但真正维持水温恆定的零件,主要还是在于储水的水箱。冷却水恆温性的提高,大方向即是建立在增加水箱容量,水箱容量一旦加大,相形热容积便得以提昇,也就不易让温度瞬间升高或降低,因此大马力改装车几乎都会装置大容量水箱。加大水箱的实施不外乎是从增加面积与厚度着手,不过碍于空间不允许的关係(会牺牲掉冷排),道路用车多半仅加厚水箱,但事实上加大迎风面应优先于增厚,以提高散热排的总面积,毕竟水冷热交换的对象还是来自于空气。


冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌不论更换哪些零件,最终的冷热交换场所还是在水箱内,因此如果预算足够的话,透过加大水箱才是维持水温恆定的最好方法,水箱材质分成铜与铝,两者的价格与特性不同,选购时不妨多看看。
机油冷却器尺寸
排数为考量目的

直接和引擎机件相接触的机油,工作温度必然会较水温高一些,为90~115度之间(超过130度就会失去原有性能),虽然水温变低相对机油温度亦可随之下降,但实际上油温的表现比水温更加重要,因为它还牵涉到润滑性、油压、气密性等的确保,所以提昇水冷效率的同时,经常拉转速的人或是马力改较大的车辆,都有必要在这方面再加以强化。最简单的方法就是加装机油冷却器,其尺寸大小,通常是以排数多寡做为区分,这个排数便是计算其正面横散热排的数目,规格自最小的7排到最大的50排不等。一般7排、10排的型式是给K-Car派的迷你车或自排油Cooler所用,2.0升以下的车种大约是适合13排到19排,再大的车款或高性能大马力车至多也只要用到30排左右,超过则是专门对应机油泵浦强化过的赛车。


冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌 
冷却系统强化入门 解决引擎高温大敌高性能引擎上都会配置机油冷却器,目的在维持机油温度的恆定,并且避免油温过高导致油膜破裂,造成引擎机件异常磨损,至于改装品的选择则以排数来决定大小,一般改装车大约选择13排到19排即可。

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