水循环[水冷和油冷机]（转载）

AGV、WFT。绵羊

水冷发动机必须有冷却水循环机构。水泵的作用就是使冷却水在冷却系内进行。由水泵泵出的冷却水通过管路进入气缸和气缸壁。
                  在气缸和气缸盖上布置了冷却水循环通路，这就是水套。冷却水沿着水套进行流动。
                  　　在前面介绍过了。发动机的重点冷却对象是气缸盖，特别是气缸盖的排气部分。所以水泵的来水首先应该流进气缸盖。但实际上并不如此，有些发动机把冷却水分成二路，另一路进入气缸。更多的发动机首先把冷却水引进气缸。这是由于水泵传动机构的原因，因为大多数发动机都把水泵布置在气缸上了。

                  　　在发动机内部滚动期间，冷却水吸走了大量的热，然后经过散热器软管进入散热器。一般，在气缸盖出水口和散热器之间布置了恒温器。恒温器只是一个开关阀，能根据水温调节水的流量。其具体布置位置因发动机而异，某些发动机将其布置在气缸盖上气缸盖出水口，也有些发动机将其布置在管路中间。冷却水在散热器进行热交换，温度下降之后再一次被水泵泵送到气缸和气缸盖。

                  　　在冷却水循环的各装置之间，布置了各种通水管。从水泵供水到气缸和气缸盖，可采用金属管也可采用橡胶管，或者是二种管材混用。某些发动机还将冷却水供给曲轴箱。为了防止冷却水压使橡胶管产生变形，应该采用夹布的橡胶管。

                  水套
                  
                  　　从散热器到气缸盖，或从散热器到水泵。大都采用橡胶软管。使用橡胶软管可以吸收发动机的振动。这部分软管通常叫做散热器软管。在某些摩托车上，在散热器软管中混装了一部分金属管。有时为了减少管路长度。

                  　　在设计水套时，应尽量避免传热。在水套中，当冷却水接触到高温金属表面时，将会因沸腾产生气泡，如果水流不能迅速地把气泡带走，冷却水就不能直接接触高温金属壁面，从而极大地降低了该区域的冷却效果。产生这种现象的原因有二个，一是该区域水流流速过低，二是水套设计不良，使气泡不能迅速上升。这不仅影响发动机的传热过程，而且在重新冷却水时，水套内残余的空气也很难排出。有关这一部分内容，请参见散热器的有关部分。

                  　　在设计水套时，水套总容积不可太大。为了增加冷却水和金属壁面之间的热交换，需要加大金属壁面和冷却水之间的温度差，这样必须使冷却水快速地通过水套。在相同的水泵排量下，水套越窄，冷却水的流速越快。

                  　　但在水套过窄，将很难排除气泡。而且过窄的水套容易使水流变成层流，这样不利于冷却水和金属壁面之间的热交换。为了提高冷却效率，应该想办法使水流产生扰动，并使水流变成紊流，这和风冷方式的原理是相同的。一般不采用过窄的水套，可以用金属去把一部分水套阴死，这样可以使水套不到极端，又能提高水流流速。

                  　　总之，在水套时，不单纯只是布置水的通路，应该避免各种妨碍冷却效果的结构。在四冲程发动机上，气缸盖的水套十分复杂。气缸的水套和所采用的缸套有关，例如干缸套和湿缸套，有关这一问题已在气缸一章中介绍过了。顺便提一下，除了上术二类气缸套之外，还有一种介于二者之间的缸套，一般称其为半干缸套。在二冲发动机上，由于气缸上有相当数量的换气口，所以其水套设计工作十分困难。这种气缸水套的设计要点是加强排气口的冷却。

                  冷却水
                  　　水冷发动机使用的冷却介质是水。现在摩托车大都不使用纯水。原因是纯水有腐蚀作用，例如对发动机的金属零件、橡胶管等。而且水泵也不能只用水来润滑，在寒冷的冬季更不行了，发动机一旦停机，冷却水就可能结冰，使发动机和散热器冻裂。

                  　　为了解决上述的问题，过去在夏季常使用混入各种改进剂的冷却水，在冬季使用混入防冻液的冷却水。混有防冻液的冷却水沸点较低，如果在夏季使用很容易引起发动机过热。所以在春季时必须放掉防冻液更换夏季用冷却水。现在则大不相同的了。这种冷却液防冻液的功能，可以通年使用而不必更换，免除了更换冷却水的麻烦。

                  　　LLC是长寿命冷却液的英文缩写，其主要成分为乙二醇，有时也直接把LLC冷却液叫乙二醇。但是乙二醇加入太多容易使发动机过热，必须根据使用地域情况，按着规定的比例和水混合。

                  　　从冷却性说，冷却液不如水。水是比热最大的一种物质，混入乙二醇之后将使水的继续抓好下降。在相同的循环量和温度差条件下，冷却液的放热量将下降，而且沸点也比水低。赛车频繁地进行保养不怕麻烦，所以都使用水做冷却介质。

                  水泵
                  　　水泵的作用是使冷却水进行循环。水泵由水泵超额分配和叶轮组成，叶轮布置在水泵壳体内，并利用布置在圆盘上的放射状叶片泵水。冷却水从中间流进，在叶轮旋转的离心力作用下，水被甩出排水口。为了防止水泵产生气泡，不能利用曲轴直接驱水泵，必须通过减速机构驱动水泵，并应保证在发动机最大转速时，水泵的转速不超过6000r/min。水泵的排量与叶轮形状、尺寸大小和转速有关，具体的发动机应根据自身的要求选择合适的水泵排量。水泵排量越大，单位时间的冷却水循环量也越大，但所消耗的动力也越大。

                  　　水冷发动机也可不使用水泵。这和烧开水一样，温度高的水比重变水，从而升到水面上来，温度低的水下沉，这样的冷却水也能进行循环。这种水冷方式叫自然循环方式，早期发动机曾采用过这种冷却方式。与此相对应，把使用水泵进行冷却水循环的冷却方式叫强制循环方式。随着现代发动机的不断强化，自然循环方式已经完全被淘汰了。





      

            散热器
                  


                  　散热器是把冷却水的热量传递给大气的热交换器，是水冷发动机的一个重要辅助装置，并和发动机分别布置在摩托车上。
                  　　散热器的散热能力和以下因素有关，即冷却水的单位时间循环量、放热面积、通风量等。其中放热面积和通风量是器的重要参数。在设计散热器时，应尽可能地提高放热面积，增加和大气的接触面积，尽可能地使散热器通风良好，这些是提高散热器性能的关键所在。从摩托车布置角度来看，需要尽可能地减小摩托车的外形尺寸，这和散热器的性能相矛盾。但摩托车和轿车不同，布置散热器的空间十分有限。过大的散热器将增加摩托车的整车尺寸，增加摩托车的行驶风阻，使摩托车转向不方便，而且极大地影响方向把的转向灵活性。

                  　　下面介绍一下散热器的结构。散热器由二个储水箱和冷却管做骨架，扁平的冷却管布置在二个储水箱之间。散热器的进水进一侧的储水箱流进，通过冷却管流向另一侧的储水箱。在这期间热水和大气进行热交换。为了增加散热面积，在冷却管外部并排布置了许多冷却带，冷却带是平板状金属带，有的也采用波纹状冷却带。一般把冷却管和冷却带所形成的叫散热器芯子，简称为芯子。

                  　　按散热器的水流方向可把散热器分为二种，即下流式散热器和横流式散热器。二个储水箱布雷在上下位置的叫下流式散热器。下流式散热器的冷却水从上储水箱流向下储水箱，水流阻力小，功率消耗少。下流式散热器高度尺寸偏大。

                  
                  　　二个储水箱布置在散热器芯子二侧，这叫横流式散热器。根据总布置的需要，横流式散热器的水流可选择左向流动或右向流动。这种散热器高度尺寸小，布置在摩托车上不会和前轮发生干涉，大多数摩托车都采用横流式散热器。其缺点是水流阻力略大一些。

                  　　按着散热冷却管的布置方法，可将散热器分为单列管散热器和双列管散热器。在高宽尺寸相同的条件下，双列管散热器的散热面积增加一倍。当然，由于双列管散热器通风不好，其放热量并不能增加一倍。

                  　　散热器要求使用导热性好的材料，但铜和黄铜太重，大都使用铝材料。
                  　　摩托车大都使用夹板形散热器。在某些多缸机的摩托国下，由于发动机尺寸较宽，散热器通风不好，不能采用这种散热器，而采用了圆弧形散热器。这种散热器迎风面小，能减小空气阻力，提高方向把的灵活性，并能加大散热器的面积。在把圆弧形散热器布置到发动机前面时，为了提高散热器的通风性，应使行驶风分向左右二侧方向流动，以便消除发动机的阻风作用，提高散热器的冷却能力。这种顺制造工时多、成本高，优点是性能好。主要应用在高性能的四冲多缸发动机上。因为这种发动机通风不好，只有这种散热器才能满足性能的需要。

                  出于同样的目的，某些摩托车采用了两个散热器，分别布置在车架左右。这有助于车架的布雷和车体左右重量的平衡




      

            油冷和水冷
                 



                  油冷方式是四冲程发动冷却方式之一。在润滑系一章中已经介绍过了，机油具有良好的冷却性能。油冷方式就是充分地发挥机油的这一作用，使机油方式结构简单，小型轻量。但需要储存较多的机油，需要布置尺寸较大的机油冷却器，此外油冷的冷却性能也不如水冷好。

                  　　油冷发动机外观和风冷发动机相似，也布置了散热片。
                  　　五十铃GSX－R750摩托车曾采用过油冷方式。油冷方式必须采用单独的大排量机油泵，利用机油泵的压力油冷却燃烧室。所以，采用大排量的机油泵，就是要形成高速油流，剥离金属壁面上的机油边界层，从而提高冷却效果。这和风冷方式的道理相同。

                  　　在1993年，首次展销的宝马R1100系列摩托车采用了油冷方式。为了提高油冷效果，纵向布置了二个机油泵，其一为润滑用机油泵，另一个是专供冷却的机油泵。利用压力机油重点冷却排气门周围，并把机油压送到机油冷却器。

                  　　不论何种冷却方式，都需要利用风冷辅助冷却，在气缸和气缸盖上布置适量的散热片。

                  水冷
                  
                  　　水冷方式也是发同冷却方式的一种。水位方式使用冷却水做冷却介质，冷却水从发动机高温部位把热量带走，然后在散热器把热量传递给大气。

                  　　水冷方式不直接向大气散热，而是利用中间冷却介质——冷却水来传递热量。表面上看，热的传递多了一个中间一节，十分麻烦。实际远不是这么回事儿，正是由于冷却水的存在，使水冷方式的冷却效果非常好。

                  　　水冷方式容易调节各部位的冷却强度，容易调节发动机的温度。例如，水冷与冷风的吹向无关，能自由地把发动机各种的热量带走。又如水冷可以重点地加强局部地区的冷却，又可以对某些部位进行保温。

水冷方式能把发动机的热量充分地散发出去。在发动机上尽管有许多冷风吹不到的地方，但这与水冷方式的散热无关，只要把散热器布置在通风良好的位置上，就能充分地向大气散热。在摩托车低速行驶时，甚至停车时，只要冷却风扇旋转，冷却系就具有足够的散热能力。

                  　　水冷方式的冷却介质不仅指水。在日本，摩托车几乎全都使用冷却液。冷却液是水和LLC的混合液。LLC是日本冷却液的商品名称。冷却液也好、水也好，其基本成分都是水，所以都属于水冷方式。

                  　　实际上，水冷汽油机的历史长达百年以上。世界都公认戴姆勒是摩托车和汽车的创始者。在1883年，戴姆勒首次制造的发动机就是水冷发动机。水冷方式冷却效率最高。

                  　　从本质来看，摩托车更适宜采用风冷方式。水冷需要冷却水循环装置和通道。也需要散热器，这将增加摩托车的重量和价格。所以除了少数的赛车，摩托车长期以来大都采用风冷方式。

                  　　此后随着发动机的不断强化，发热量越来越大，需要散发出去的热量也越来越多。在排量和缸数相同的条件下，风冷方式的散热面积不能增加。

                  　　特别是二冲程发动机，其各部份的温度分布不均匀，所以风冷方式很难适应这种发动机的强化趋势。在1980年，雅马哈RZ250和雅马哈RZ350摩托车开始上市，这二种摩托车都是水冷摩托车。此后各种水冷和相继上市，例如二冲程的仿赛车，最新型的越野摩托车等。在二冲程发动机上，活塞环在通过换气口时产生了振动和噪声，现在随着噪声限制法规越来越严，一定排理以上的发动机必须采用水冷方式。水冷发动机的水套能隔绝噪声的外泄，风扇也不会产生共振，恰好能解决二冲程发动机的这个难点。
                  　　四冲程发动机也一样，随着发动机向高速大功率方向的不断强化，发热量不断增加。最近随着4气门结构的广泛应用，更加速了这种趋势。为了充分发挥发动机的动力性，风冷方式有许多困难之处，例如排气门和火花搴的冷却问题。只要在二个排气门之间布置一大小的水套就可以了。

                  　　在多缸发动机上，如直列3缸发动机或横置的V型发动机，根本就无法用风冷进行合理的冷却。从技术角度来讲，依然是采用水冷有利。

                  　　随着技术的进步，水冷发动重量已经很轻了。大体和风冷发动机相同，有时比风冷发动机还轻，原因是风冷发同的风扇过重。水冷发动机尺寸小。例如直列多缸发动机，由于水冷发动机缸心距较小，又没有冷却风扇，所以发动机的重量轻得多。

                  　　水冷发动机的缺点也比较多。例如需要装用散热器。当然，随着批量生产技术的进步，水冷发动机的制造成本还可以进一步下降，但无论如何也不如风冷发动机。所以如果不单纯地追求大功率，而希望综合地提高发动机的性能，那么四冲程单缸机还是采用风冷方式为好。

                  　　摩托车是一种休闲的游乐工具。从外观上看，风冷发动机有其独特的魅力。但是只认为风冷摩托车才具有独特的韵味，这是没有道理的。早期的摩托车以及仿早期摩托车，确实和最新型的摩托车不同，行驶时四平八稳。但这是否就是优点呢？实际上，那只是技术未成熟时期的产物，从而功率相对较小。**上总有一种怀旧的心理，当技术进步了要抛弃旧有的车型，反而认为旧有的车型挺好。如果不谈动力性，只谈摩托力的乘坐韵味，水冷摩托车当然也能达到风冷摩托车的水平，而且水冷摩托车技术成熟，完全可以超过风冷摩托车。乘坐摩托车最大的快感来自于摩托车的冲劲，充满青春跃动的鼓动感，而这必然要求高速大功率的发动机。所以乘坐的快感与冷却方式无关。






      

            机油滤清器和机油冷却器
                 

                  机油滤清器
                  　　发动机机油在循环过程中，清洗各摩擦表面，把金属粉粒和积碳带走，这就是机油的清净作用。这样机油就积存了各种民物，再加上机油老化产生的胶质，使机油自身变脏。变脏的机油不利于润滑，它将引起摩擦表面的拉伤或阻塞油道。

                  　　清除机油民物的装置叫机油滤清器，机油滤清器由壳体和滤芯组成，滤芯布置在机油滤清器壳体内部。
                  　　二冲程发动机不采用循环润滑方式，所以也不装用机油滤清器。在四冲程发　同上，机油滤清器是维持发动机性能的重要装置。特别是使用轴瓦的发动机，必须采取有效的措施清除机油中的异物，一旦油路被阻塞，或异物夹在轴瓦和轴颈之间，就会发生很大的故障。

                  　　早期的摩托车发动机大都使金属网做滤芯，由于轴瓦经常出现问题，目前都己改用过滤性能较高的纸滤芯了。现在摩托车发动机大都采用框架式滤芯。这种滤清器结构简单，在滤清器壳体上布置了旁通阀，纸滤芯布置在壳体内。这种滤清器的优点是更换滤芯十分方便。旁勇阀打开并使机油直接流向各润滑点，从而保证了最低限度的润滑功能。从冷却角度考虑，大都把机油滤清器布置在发动机前部。

                  　　机油滤清器具有滤清机油的能力，但并没有自我清除异物的能力。长期使用的滤芯将被脏物阻塞，最后使旁通阀打开，未经滤清的机油直接流向各个润滑点。机油滤芯是一种易耗品，在发生阻塞之前应该定期更换。在摩托车上，每更换二次机油就应更换一次滤芯。

                  　　除了纸滤清器之外，还有一种离心式滤清器。离心式滤清器利用高速旋转产生的离心力，使机油中的异物贴向壳体壁面。和纸滤清器相比，离心式滤清器效果较差。在使用轴瓦的发动机上，不能只使用离心式滤清器来滤清。离心式滤清器构造简单，能够滤除颗粒较大的异物，只要定期进行清理就能反复使用。


                  机油冷却器
                  　　在前面已经介绍过了，机油承担着发动机的冷却作用。为了充分地发挥机油的冷却作用，有些发动机在机油循环通路中布置发机油冷却器。通常，某些四冲程发动机和转子发动机装用了机油冷却器，二冲程发动机不装用机油冷却器。

                  　　除了从发动机冷却角度考虑之外，从机油本身角度考虑有时也应装用机油冷却器。例如有的发动机温度过高，机油变得过稀，油膜强度大幅度地下降。此外高温容易使机油产生胶质，加速机油的氧化，从而进一步地了油膜强度。这样，机油温度过高将促使机油早期老化，为此必须装油冷却器。摩托车发动机强化程度较高，机油工作温度也较高。例如汽车机油的工作温度大都在90℃左右。而摩托车机油温度远远高于这个数值，某些风冷发动机的机油工作温度高达160℃。为了稳定机油的性能，延长机油的使用寿命，必须采取措施机油的工作温度。

                  　　当然，机油冷却器和发动机性能没有直接的关系。例如在相同的排量的气缸数条件下，为了产生相同的功率，风冷发动机就必须装用机油冷却器。水冷则不同，原因是风冷发动机冷却性能不好。此外发动机用途不同，考虑方法不同。例如长期使用高转速大功率的发动机，如果需要就必须装用机油冷却器。又如某些摩托车只在公路上行驶，发动机很少使用高转速大功率，这种摩托车大都不装用机油冷却器。对于摩托车来说，添加一些无用的装置是很不合算的。

                  　　在是否装用机油冷却器的问题上，生产厂家都是十分谨慎的，如果不装用肯定有不装的道理。当然有时也从成本考虑决定不装用，尽管如此，也绝不会因没装用机油冷却器而使摩托车损坏。

                  　　机油冷却器可分为二种，即风冷机油冷却器和水冷机油冷却器。
                  　　风冷机油冷却器和散热器结构相近。风冷机油冷却器效果好。缺点是必须同时装用电动风扇。否则在停车或低速行驶时冷却效果不好。此外，由于摩托车的尺寸所限，很难布置较大尺寸的机油冷却器。有关这部分请参见散热器一节的有关内容。

                  　　水冷机油冷却器大都布置在发动机前部，利用发动机的冷却水冷却机油冷却器。水冷机油冷却器尺寸小，无需旋转在通风良好的位置，所以布置位置自由。现在水冷发动机多数采用这种机油冷却器。由于水冷发动机的散热器相近，在摩托车上，大都把机油滤清器和机油冷却器布置在一起，并把它们安装在曲轴箱前面，把冷却水引到机油冷却，对机油冷却器进行冷却。有关机油冷却的布置情况请参见附图。

                  　　在摩托车连续高速行驶时，水冷机油冷却器的冷却效果不如风冷机油冷却器。但是在正常行驶时，水冷机油冷却器的冷却效果稳定。在寒冷季节暧机时，风冷机油冷却器的摩托车暧机时间长。水冷机油冷却器容量小，所以暧机时间短，发动机本体和机油很快就能达到正常工作温度。
               不求别的、只希望各位车友、能受益

mosheng

知识贴，学习了饿！！

sinong010

学习了，多谢分享

AGV、WFT。绵羊

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越野1

多谢了，以整理收藏了

391

好贴，顶上去

你爹！不灭

本来以为简单的说水冷和油冷，一看才知道，这帖，深了~

nightk99

学习了。顶上去。

911hide

谢谢楼主，我一定好好学习

喝多了上树

这个真是不看不知道，这回有长见识了