改装速读 · 冷却液 | 引擎和涡轮散热的根本,藏在冷却液中的秘密

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Author / 蟹爪朝天

前期回顾

《改装速读》系列旨在帮助新手玩家初步接触改装。

在这个系列中,我们会简单的介绍一些常见的部件及改装方案。考虑到文章定位及篇幅限制,如果你对这些部件或改装知识有兴趣,欢迎阅读《酷乐改装百科》系列。

其中有更多更深入更系统的讲解。

《改装速读》Vol.8冷却液

冷却液算是个常规保养项目,也是个没有副作用的高性价比的改装项目。为了提高引擎、涡轮整体的散热性能,保证高负载驾驶时的稳定性,即使是原厂动力没有改装的车,我们也应该对其进行散热系统的强化。做了动力改装的车,就更应该做散热系统的强化了。

将引擎、涡轮的热带至车头散热格,再由撞风散去。除了机油对引擎和涡轮的一级散热外,冷却液更是引擎和涡轮散热的根本。在冷却液这个散热系统中,最重要的是:引擎、涡轮和冷却液的热交换效率、冷却液循环速度、冷却液和撞风的热交换效率。温差越大,热交换的速度越快。基于这个原理,有些车型原厂设计的水温就比较高,大概会在100°C-115°C左右。这样可以提高车头散热格处,撞风对冷却液的散热效率。但较高的水温会导致引擎、涡轮向冷却液的散热效率偏低。而有些车型,为了提高引擎、涡轮和冷却液的热交换效率,原厂设计的水温较低,大概会在80°C-100°C左右。这样又损失了车头散热格处撞风对冷却液的散热效率。这两种设计思路并没有绝对的优劣之分。冷却液和管壁之间的微小气泡会阻碍热交换。冷却液温度较高时,其管壁和液体内的微小气泡也较多,管路内气压也较高。而稍微高一些的管内气压,可以减少一些气泡。因此这两方面大体可以平衡的较好,不用太多关系。为防止高压爆管,在副水箱(储液壶)盖上一般会有泄压口,当管路内气压高于泄压口设计压力时,就进行泄压。所以在泄压口外看到一些干了的水渍、副水箱内液面下降都是正常现象,只需在副水箱内冷却液完全用尽前补充冷却液即可。加厚、加大水箱(散热格)目前非极致性能取向的原厂车,其车头的散热格上很可能只有一层水道,整体厚度较小。我们可以更换为原厂长、宽,的加厚水箱。这种水箱通常有两层水道,可以容纳更多的冷却液,也可以让撞风气流流经散热格的时间更长。管路中更多的冷却液容量带来了更强的温度稳定性:整体水温变化的更慢。更长的流经(热交换)时间带来了更好的散热效果。有些安装空间足够的车型还会有在长、宽上加大的水箱可选。从散热角度说,尽量选用大一些的水箱总是好的。但更大的水箱也就意味着更重的车头。特别是在这个相对于整车重心来说最远的位置上,重量对避震、操控等方面的影响还是存在的。这也是改装水箱的唯一缺点。

散热格水管之间的薄铝片越多、越平整、越干净,其散热效率越好。应该经常清洗散热格外表的泥土、虫尸、石子等影响金属和空气直接接触的污渍。对于一些被石子撞变形的散热片,可以用薄铁条等工具尽量将其掰正,让其不再阻碍撞风气流。为减少经常维护的麻烦,可以在散热格前方设置钢丝网,防止过大、过多的石子撞击损坏散热片。

冷却液不同型号冷却液的比热容或者说散热能力是不同的,沸点也不同。查询数据说明,尽量选用比热容高的型号可以提高整体散热性能。尽量选用沸点高的型号可以减少管壁和液体内部的微小气泡,保证散热效率。冷却液不足后,能不能直接加水这个问题经久不衰。其实整体散热性能最好的就是水了。考虑到冰点、沸点、识别性、水泵等因素,才再水中加入了乙二醇等成分制成了冷却液。干净的蒸馏水是可以加入到冷却液中使用的。不过要注意其比例,加水过多可能会导致其冰点升高,冬季慎用。对于一些原厂设计温度较低的车型来说,不必须选择那些昂贵的改装型号,一些原厂设计温度较高的车型的原厂冷却液就是很好的选择。有些品牌型号的冷却液宣称无水。注意到其具体成分和数据后你就会发现其散热能力并不适合使用。

管路及高压盖在动力改装后,可能冷却液系统整体的温度和压力都比原厂更高了。此时可以考虑将原厂胶管换为品质更好的改装水管。如果泄压口是在副水箱盖上的,可以考虑将副水箱盖换为泄压值更高一些的,这样可以防止原厂泄压口频繁过早泄压,造成冷却液损失严重。更换前应该先评估一下自己动力升级后的管路压力大致是多少。防止泄压值过大,失去泄压的作用。散热格风扇及其框架车头大风扇的作用是在水温较高时主动转动吸风给散热格散热的。在ECU数据中,根据水温的高低,风扇的转速是分级控制的。主要了原地停车和低速行驶时转动。这个风扇叶片形状,原厂多设计为适合低转速的宽大叶片。这就导致了在行驶过程中,叶片反而成为了撞风气流的阻碍,影响了撞风散热的效果。考虑到没有低速行驶的情况,赛车一般也就没有这个风扇了。所以在进入Pit停车后,才需要使用鼓风机向车头吹风散热。对于一般的街道改装车或轻度赛道日车来说,可以使用窄叶片高转速的风扇替换原厂宽叶片低转速的风扇。在自己设计叶片和风扇电机是,应该认真计算其风压和风量是否满足使用,也应该考虑其振动和噪音问题。在原厂风扇框架上,可能有些部分是封闭的或有几个可由撞风吹开的调风挡板。这主要是原厂考虑到了冬季暖机和水温过低的适用性问题。如果追求撞风效果,可以自己开孔或拆除调风挡板。这样的话可能就需要在冬季低温的时候,在车头中网上做些遮挡以控制水温。

恢复原有设计有些车型,在国产化的过程中省略了一些散热设计。比如某些取消了水中冷独立水循环的车型。有些低配或普通车型,也是可以使用其性能版车型中独有的一些散热部件的。对于这两种情况,强烈建议大家恢复原有的设计。买来原厂组件,应该就能无损安装了。

# 酷乐问大咖预告 #

为了让广大车友能够及时知道自己的问题是否得到解答,我们会在每周日,将于本周提问的问题进行筛选并进行预告。这些问题的回复将会在下周五向大家展示。

请本周提问的车友留意关注。

这周,我们将会对以下问题进行回复。

小黑@高尔夫4:我的车是天窗款的车,想涉足竞技领域。想问一下如果为了减轻重量能不能把车顶切割掉,换装没有天窗的车顶?然后加以防滚架用来辅助加强车身刚性。

怠速师@2020款手动brz:关于钢圈大小或轮胎宽度的问题:如果钢圈前小后大,或轮胎前窄后宽的配比会导致什么样操控特性?这样配比的影响或优缺点在哪里?当原厂后驱4条胎一样大,想更改这样的前后配比需要注意什么?感谢大咖,求翻牌!

张茂@骐达gts:我的车是骐达。在网上买了根nismo样式的前保险杠,买的那根左右雾灯的位置是通的,不像原车那样是封死的。这样会不会增加阻力噪音?我该怎样改?

东四环蠕行王者@飞度:前两天开车,3档红线进错2档,发动机发出了类似重复打火的声音,想问大咖这种情况对发动机或者变速箱影响大不大。

ZHANGJIAMING@ BRZ:朋友的车抱瓦了,导致油冷里可能有金属碎屑,他准备更换新的。请问这种情况有必要更换吗?油冷之后会经过机滤,金属碎屑不会过滤掉吗?敬请期待。

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