风冷式发动机热衰分析+本田190R加装强制风冷+温度数据

董小明

最近一直在思考风冷发动机的热衰问题，因为曾经有过一次长途骑行中，长距离缓坡出现动力衰减的经历，车型，本田190R。

发动机主要分三个部分，曲轴箱，中缸，缸头。

1 曲轴箱里全是重型铁器，高温后机油变稀，声音变得难听属于情理之中，除非提高机油浓度，但提高机油浓度会增加机件摩擦力，降低发动机的做功效率。所以可以排除曲轴箱的热衰问题，剩下就是中缸和缸头。

2 中缸是活塞运动部位，导致热衰有两个部件，活塞环，缸壁。

先说活塞环，高温后，油膜变稀，活塞环封闭不严，导致燃油漏气。

如果是这种问题，那么就会引发另一个问题，燃油窜入曲轴箱，这样以来，会不会出现本田机油门？

这样分析的结果是，燃油不会窜入曲轴箱，高温导致活塞环油膜变稀不成立，同理，缸壁因高温的原因导致间隙变大，产生漏气的现象也不成立。
另外，活塞、活塞环、气缸在高温下，金属材料膨胀系数不一致，会导致活塞运动阻力变大。

但从中缸散热片体积偏小的设计看得出来，中缸并不是热衰的重灾区。

3  最后就是缸头。

缸头是发动机的火力前沿，集中了燃油入口和排气口，炸点在这里，高温也在这里，高温可能会导致燃油的燃烧效率降低，毕竟设计师已经把排量设计范围内的能效压榨到了极处，在功率最大化的边缘，极有可能出现效率大幅衰减的现象，降低缸头温度，应该是降低热衰，提高燃烧效率的重点。

这几天在马家店买了一个暴力风扇，三洋牌，规格8厘米·8厘米·3.8厘米，12V1.8A，试试看有没有效果，最重要的是，要有颜值担当。

众摩友如果对热衰有其他见解，可以一起讨论讨论。

pxz

     以前开老A，9万公里不到出现热衰，分析原因是缸压不足，换环解决。里程不多热衰 换全合成试一下。

董小明

摩托车发动机的四种冷却方式

摩托车发动机是利用汽油和空气的混合气在燃烧时爆发产生的热能来产生动力的。因此，在发动机汽缸内部、火花塞周围的瞬间温度可达到1000～20000C的高温，即使在正常的工作过程中，燃烧室内部及汽缸内的温度也一直保持着几百度的温度。为保证发动机正常而连续地工作，就必须采取措施，对发动机进行冷却，以将燃烧室内不断产生的热量传播出去。使发动机的汽缸盖、汽缸、活塞等零部件的工作温度控制在一定的范围之内，因此，在摩托车的发动机上设计冷却系统是必不可少的。目前，在摩托车发动机上所采用的冷却方式主要有两大类（风冷和液冷）四种方式，即自然风冷式、强制风冷式、水冷式、油冷式。为使大家对发动机的冷却方式有一个全面的了解，现分别将这四种冷却方式的构造特点、零部件构成及优缺点介绍如下：

一、自然风冷式

当车辆行驶时，自然风冷式发动机利用迎面而来的自然风对其进行冷却。为达到较好的散热效果，在发动机的汽缸盖、汽缸表面设计有许许多多散热片，散热片的表面积往往是汽缸表面积的10多倍，且散热片的大小、形状和方向都需要经过严格的设计，并要通过实际试验最后确定。

这种冷却方式的优点有：1、构造简单、零件少、重量轻、成本低；2、冷却时不浪费发动机本身能源；3、冷车启动时暖机时间短，起步迅速。

缺点：在车辆低速行驶及上坡时冷却性较差，发动机的功率难以充分发挥，长时间高速行车时，发动机易产生过热现象，散热片易产生噪声，且发动机内的噪声比较容易传播出来，汽缸温度较高，机油劣化很快。

二、强制风冷式

发动机隐藏在车体之中自然风很难吹到的位置时，利用发动机曲轴旋转带动专门设计的冷却风扇产生冷却风，经特别设计的冷却风道将冷却风引导到发动机的汽缸头、汽缸等部位，达到冷却目的的冷却方式叫强制风冷式。这种冷却方式主要用在坐式摩托车上。构成零件主要有冷却风扇、空气导管。冷却风扇的结构有离心式风扇和轴流式风扇两种类型。

强制风冷式的优点：1、结构比较简单，即便是低速或上坡时，冷却效果不受影响；2、冷机启动时热机时间短，可以马上起步行驶。

缺点：1、由于冷却风扇靠曲轴带动，因此要损失一部分功率；2、冷却风扇在产生冷却风的同时又成为一个噪声源，产生了新的噪声。

国内绝大多数的中小排量坐式摩托车都是采用这种强制风冷的方式。

三、水冷式

水冷装置由在汽缸和汽缸头的外壁设计的水套、散热器和水泵等组成。水冷式是利用水套将水流向汽缸头和汽缸以带走热量，进行冷却的方式。发动机工作时，汽缸和汽缸头内部水套里的水吸收了热量之后被送回到散热器（水箱）里进行冷却，经空气冷却之后的水再由水泵送到汽缸头和汽缸的水套里，反复循环来达到冷却目的。这种水冷方式叫做强制循环冷却式。在强制循环冷却式中除了有水泵之外，还设有节温器，这是冷却水的自然温度调节装置，该装置具有防止水温过高和过低的双重作用，当水温很低时，该装置关闭通路，以阻止水箱里的水循环，使发动机内部的水温很快上升，缩短暖机时间。而当温度升到某个温度以上时，节温器打开，将温度高的水给予循环冷却。除了这种利用水泵的强制循环冷却方式外，在水冷方式里还有另外一种不用水泵而直接利用热气的上升特性的所谓自然循环方式（又称对流式）。水冷式中的冷却水中除了水之外，还含有防锈剂和防冻剂。

优点：1、车辆无论是高速行驶还是低速长时间上坡，发动机冷却均安全可靠。2、由于在汽缸套外侧设有水套，可大大降低发动机内部噪音的传播。

缺点：需要水泵、散热器、水管、节温器等专用零部件，构造复杂、成本高；冷却水容易产生腐蚀；冷车启动时暖机时间较长。

这种冷却方式主要用于大排量或高转速、高功率的车型中，以高档车为主。

四、油冷式

结构和水冷式相同，只是用机油来代替上面水冷系统中的冷却水而进行的冷却方式。

优点：1、与水冷式相比，油冷式的冷却油可以与发动机的润滑油共用，不像水冷式需额外再加水，而且使得发动机润滑油的温度比水冷式发动机的润滑机油温度要低（10℃～15℃）；2、用机油作冷却液不会像水那样出现生锈和腐蚀。

缺点：其冷却效果不如水冷式效果好，冷却油专用的油泵结构复杂，作为冷却和润滑的机油价格高，用量多，因此，使用费用较高。

据业内人士介绍，与风冷、油冷摩托车相比，水冷摩托车有非常明显的优势，其发动机寿命是同类型风冷发动机的两倍以上，功率也提高20%以上。完善的冷却方式使得燃烧更安全，燃烧效率更高，尾气排放指标能达到较高的排放标准。水冷发动机经冷却液隔音处理后，在整机运行中，声音更加柔和、噪声大大减弱。

城东仁厚

咽，有点意思。

董小明

毕竟咱不是专家，只是从小对爱迪生充满崇敬之心，不过通过对这张水冷式发动机图的分析和理解，中缸冷却似乎很重要。

摩托迷7236870

风冷机避免低档高转，短坡用冲坡的方式，长坡逐渐放慢速度。长途水冷好，并不是空穴来风。


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摩托迷7236870

董小明 发表于 2019-08-19 09:23
毕竟咱不是专家，只是从小对爱迪生充满崇敬之心，不过通过对这张水冷式发动机图的分析和理解，中缸冷却似乎...

这个是示意图，缸头比例偏小，实际缸头比缸体大一倍


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董小明

摩托迷7236870 发表于 2019-8-19 09:34
风冷机避免低档高转，短坡用冲坡的方式，长坡逐渐放慢速度。长途水冷好，并不是空穴来风。

那次长途缓坡的经历是，5挡最高时速80码，降到4挡，最高时速升至89码。

估计存在两种可能，1 最大功率时扭力下降，2 热衰。

董小明

摩托迷7236870 发表于 2019-8-19 09:41
这个是示意图，缸头比例偏小，实际缸头比缸体大一倍

同意，但有一个疑虑，缸头的冷却水量和中缸冷却水量，究竟哪个更多？

董小明

要考虑风扇的最佳位置，既不影响美观，还不能在低速或停车状态下发出巨大风噪，最重要的是，管用。

摩托迷7236870

董小明 发表于 2019-08-19 09:51
同意，但有一个疑虑，缸头的冷却水量和中缸冷却水量，究竟哪个更多？

中缸的水多流速慢，缸头水少流速快。


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摩托迷7236870

董小明 发表于 2019-08-19 10:05
要考虑风扇的最佳位置，既不影响美观，还不能在低速或停车状态下发出巨大风噪，最重要的是，管用。

论坛有很多加装风扇的帖子。搜索一下也许能帮到你。


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董小明

摩托迷7236870 发表于 2019-8-19 10:15
中缸的水多流速慢，缸头水少流速快。还有个重点：冷水是从缸头往中缸流动，所以缸头被带走的热量更多。
...

受教了

董小明

摩托迷7236870 发表于 2019-8-19 10:17
论坛有很多加装风扇的帖子。搜索一下也许能帮到你。

看了很多有关强制风冷的文章，改装水冷难度太大，不如搬砖赚钱换车，大多数加装风扇案例的颜值太低，而且还要根据温度数值，包括是否会引发出租车司机的好奇心而采取手控的方式粗暴干涉风扇内政，加个风扇本来就累成狗，还得看人脸色，不如不加。

Veras

董小明 发表于 2019-8-19 10:41
受教了

热衰是由于不同材质的零件间配合间隙变化一起的，最常见的就是活塞与缸壁之间的间隙变化，温度越高间隙会变得越小，摩擦力增大，功率减小，严重的话会彻底胀死，俗称爆缸。

董小明

Veras 发表于 2019-8-19 11:01
热衰是由于不同材质的零件间配合间隙变化一起的，最常见的就是活塞与缸壁之间的间隙变化，温度越高间隙会 ...

这套理论我喜欢，因为它会大大降低我的工作量。

摩托迷7236870

爬坡长途水冷是正道。风冷不是不能长途，上坡路段有顾虑，不能随心所欲降档拉转。


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董小明

早上发帖，中午就到货了。

双滚珠铝制风扇，很沉，所有配件打包价，一共才25元。

品牌：三洋 SANYO

型号：9G0812P1K05

尺寸：80mm*80mm*38mm

电压：12V

电流：1.8A

功率：21.6W

转速：7800rpm

风量：107.3cfm

风压：320pa

噪音：58db

董小明

调试阶段，降压模块还未到货，试着用汽车转向灯调整转速，效果还不错，转速至少降下来一半，风噪也降下来一半。
本田190R的离合器线刚好能把风扇卡在中缸散热片上，这是因为之前做了功课，中缸散热片和离合器线之间的间距刚好是38MM，绝配。

用自喷漆把金属护网喷成黑色，去摩友俱乐部找了一节类似闹钟发条的钢片，窝成S状，把温控头卡在中缸散热片之间，大功告成。

目前室外温度27°C，行驶约两公里后，温控器自动吸合，风扇开始工作。风扇标称噪音为58分贝，基本在可接受的范围内。高压喷枪全车洗，风扇正常工作。

董小明

效果图