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有冷才會快 冷卻系統強化概論


刊登時間: 2013/12/20

引擎是依賴燃燒油料來產生動力,因此過程中產生高溫是必然的情形,為了確保高溫不會持續上升,導致引擎故障,冷卻系統便因運而生,然而對追求極致馬力的改裝車輛來說,適度強化冷卻效率也是不可或缺的步驟。

水冷系統的作動,大致是從正時皮帶或外加皮帶驅動水泵浦,使冷卻水能在汽缸的水道內流動帶走高溫(小循環);接著當水溫高到一定程度時節溫器即會打開,從下水管引入經水箱散熱後的冷卻水行大循環動作;此刻假使溫度仍然高居不下,水箱風扇同時將隨之運轉以強制散熱。

高溫就像兩面刃
適度控制有必要
而加強散熱性的第一步,便是更換附硬式彈簧的高壓水箱蓋、使用性能佳的水箱精,藉此讓冷卻水有更恆定的表現。關於水箱蓋的部分,原廠製的壓力多為0.9~1.1kg/c㎡,街道強化用的在1.3-1.5kg/c㎡之間,競技專用品則會到達1.7kg/c㎡ Over,建議讀者最好是選擇1.3kg/c㎡左右的型式,以免因壓力過大發生水箱龜裂、爆水管的情形。在整個散熱系統中,負責冷卻水大小循環控制的節溫器,自然是改善水溫的另一大關鍵點,能夠有效將其作動溫度提前,必定對引擎散熱有不小的助益,所以透過低溫水龜的改裝,也能提高冷卻效率,但不建議將節溫器拆除,如此勢必將形成冷車時間拖長、噴油過濃甚至增壓上不去的弊病,並不適合運用在街道車上,只有長時間高轉運行產生極大熱量的賽車,才需拔除水龜增加水流速,藉此儘快帶走熱能。

看似沒什麼的水箱精,卻有許多重要的功能,例如:提高沸點、防鏽、潤滑水泵浦、抑制氣泡與抑制水垢產生等,都是確保冷卻系統長治久安的要點,因此一定要加水箱精,買比例已經調配好的來使用最方便。

除了節溫器外,有些舊車上還設有負責控制水箱風扇啟動時機的風扇開關,假使能使用低溫開關,或是改裝所謂的風扇控制器,來更加靈活設定風扇動作溫度,配合低溫水龜一起運作,必然更能發揮整體散熱效果。
大容量水箱增加恆溫性
加大迎風面優先於增厚
引擎對冷卻系統的要求除散熱以外,更要能夠保持恆溫的特性,像前面提過的高壓水箱蓋、低溫水龜、低溫風扇開關等改裝,也都是為了能有更好的恆溫性,但真正維持水溫恆定的零件,主要還是在於儲水的水箱。冷卻水恆溫性的提高,大方向即是建立在增加水箱容量,水箱容量一旦加大,相形熱容積便得以提昇,也就不易讓溫度瞬間升高或降低,因此大馬力改裝車幾乎都會裝置大容量水箱。加大水箱的實施不外乎是從增加面積與厚度著手,不過礙於空間不允許的關係(會犧牲掉冷排),道路用車多半僅加厚水箱,但事實上加大迎風面應優先於增厚,以提高散熱排的總面積,畢竟水冷熱交換的對象還是來自於空氣。

因為一旦水開始沸騰,就不具有帶走高熱的功能,因此透過高壓水箱蓋,提昇密閉空間內壓力,來提高冷卻水的沸點,將能使冷卻水工作溫度極限更高,不過購買時要確認大小頭問題。

機油冷卻器尺寸
排數為考量目的
直接和引擎機件相接觸的機油,工作溫度必然會較水溫高一些,為90~115度之間(超過130度就會失去原有性能),雖然水溫變低相對機油溫度亦可隨之下降,但實際上油溫的表現比水溫更加重要,因為它還牽涉到潤滑性、油壓、氣密性等的確保,所以提昇水冷效率的同時,經常拉轉速的人或是馬力改較大的車輛,都有必要在這方面再加以強化。最簡單的方法就是加裝機油冷卻器,其尺寸大小,通常是以排數多寡做為區分,這個排數便是計算其正面橫散熱排的數目,規格自最小的7排到最大的50排不等。一般7排、10排的型式是給K-Car派的迷你車或自排油Cooler所用,2.0升以下的車種大約是適合13排到19排,再大的車款或高性能大馬力車至多也只要用到30排左右,超過則是專門對應機油泵浦強化過的賽車。

原廠節溫器開啟的溫度大約在84度左右,而改裝品大約在72度就會打開,對於工作溫度高的渦輪車或重度改裝車非常適合,不過如果是原廠車的話,不推薦使用,因為會讓引擎常時間處於冷車提速狀態,容易產生積碳、耗油的問題。

雖然目前加大水箱多為鋁合金材質,有著重量輕、美觀的優點,不過筆者卻比較偏好銅製水箱,不只價格實惠許多,且日後破損還能修補,至於散熱效果則以厚度來補強。

如果車頭前方沒有安裝機油冷卻器的位置,也可以考慮裝在輪弧內,最好在加上導風板,如此機油溫度將可大幅降低下來。

對於比賽速度不高,卻經常高轉速運轉的甩尾車,可透過加大油底殼增加機油量的方式,來維持機油溫度的恆定,並且避免高速橫移時,吸不到機油。