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弄懂這些 改引擎就不會熱炸

炎熱的夏季,您的手機每周都接收著某某地方某車型自燃的新聞推送,會想自個車子機艙里也裝好幾個,啥庫某馬力之類的節能神器,不禁心中沒底,默默的在某寶上挑選起了滅火器……咱先甭管那個標題,這個年頭誰還沒有被標題黨的覺悟?果然今天要聊的是,如此炎炎夏日,如何幫您煞費心思精組的引擎給降降溫,預防過熱。(總感覺自燃跟引擎散熱關係不太直接)

當然,幫引擎降溫也可以分為很多大類,降不同的介質或者使用不同的方式,各自也起到不同的功用,無敵大神們煞費心思的,才將它們分為了以下三個大類——冷卻類、隔熱類、導流類。而這個排序也是咱們按照理解難度由淺到深去排位的,它們同時也涵括了「增強」、「優化」、「改善」三層不同含義。

冷卻增強型:

顧名思義,增加原廠冷卻器的性能或容量,一般汽車使用兩種冷卻方式較多,也就是水冷和風冷。現代的引擎幾乎都是水冷,所以加大水箱就能增加散熱效率。而風冷的散熱器也同理,通常以空氣作為冷卻介質的進氣冷卻器(中冷),想提升散熱效率的方式也一樣,就是加大面積以及加厚。乾脆解釋以上這些都是些啥東東好了。

冷卻基礎觀念:水的比熱容在全物質中最大,熱量交換效率也最高,所以以水作為介質散熱為機智、理性的做法。譬如用水散熱引擎,用水去散熱機油,用水去散熱空氣等等。

加大水箱:將水箱加大?不是,一般只是改裝替換一個加厚了的水箱而已,連面積都加大了就很難實現原裝位了。加厚水箱可以讓空氣帶走熱量時,經過水箱的時間更久,帶走熱量也就更多。

改裝難度:★★★☆☆☆☆☆☆☆

圖:這是市面上在售的原裝位加大水箱,甭問造水箱哪家強,俺一定不會講國產的精緻又經濟。

圖:對比這兩款斯巴魯森林人的改裝加大水箱和原廠水箱,就會發現形狀基本一樣,但是厚度卻相去甚遠。

油冷:機油冷卻器,也叫外掛油冷,因為很多車原本只是靠水冷去冷卻引擎整體包括機油,並沒有獨立的機油冷卻器,所以正常油溫總比水溫要高一點。改裝外掛油冷就是把機油從油底殼或者機油濾清器轉接出來,經過一個跟水箱差不多同原理的機油冷卻器,讓機油主動降溫,而不依靠水冷。由於油冷基本上都是加裝的,所以並無原裝位可言,需要自己製作支架固定。

油冷弊端:機油冷卻器增加了機油迴路的阻力,所以油壓也會適當降低一些。如油壓降低太多,則需要依靠外掛油泵去解決這個問題。

圖:機油冷卻器本體,冷卻原理跟水箱一樣,通過鰭片導出熱量,再讓空氣流動帶走熱量。

圖:86的整套機油冷套件,在機油濾清器上安裝油路轉接座(油餅),通過防油金屬皮的油管和鋁合金接頭接通冷卻器。

圖:針對GTR的變速箱油冷卻套件,除了配有防油的高壓金屬表皮的油管,還配有集風罩提高油冷的冷卻效率。

圖:亞熱帶流行的外掛油冷方式——直接挂車頭,據說這麼改又便宜又高效。

改裝難度:★★★★★★★☆☆☆

加大中冷:高性能進氣冷卻器,因為經常被放車頭下端的正中間所以簡稱「中冷」,改裝的中冷就真的可以在加大厚度的同時又加大迎風面積了。因為中冷是利用迎風空氣帶走進氣空氣的熱量,空氣對空氣的熱交換效率比水要低得多,所以僅僅加厚中冷器未必夠用。

加大中冷弊端:進氣要通過中冷再進入引擎,那麼必定要考慮中冷的阻力問題,「中冷越大阻力越大,需要更大號的渦輪去克服進氣阻力」,這是傳統的改裝觀念。如今加工業發達,中冷的設計也千奇百怪,「低氣阻」和「高散熱效率」分分鐘可以共存,譬如說早已被賓士玩轉的水冷中冷器。

改裝難度:★★★★★★☆☆☆☆

水冷中冷:目前只有賓士和寶馬普及了這項看似非常科學的技術,利用獨立的低溫循環冷卻水去散熱中冷里的進氣空氣,不但效率頗高,而且解決了傳統中冷一定要放置車頭撞風的弊端,有效縮短進氣管路。當然尚未廣泛普及的原因,也是由於水的巨大比熱容特性,水升溫難降溫也難,萬一冷卻中冷的水溫上來了,那對車來說可算是災難。

圖:賓士用的水冷中冷器,形狀古怪卻方便就空間,上面倆小洞是低溫冷卻水的進出孔。

圖:摩托艇用的改裝外掛水冷中冷器,也適用於改裝車。

改裝難度:★★★★★★★☆☆☆

隔熱優化型

緊貼包裹型隔熱材料:

這個好理解,其實就是把需要隔熱的東西表面,貼上或噴塗一層隔熱材料,例如隔熱紙,這在建築行業非常常見,當然在賽車範疇也非常普遍,但是怎麼就沒幾個人好好考慮下將之民用化呢?

貼隔熱紙改裝難度:★★☆☆☆☆☆☆☆☆

緊貼型隔熱材料也有高低溫之分,上面銀色或者金色的隔熱貼紙只適合於表面溫度並不高的物體,譬如進氣儲氣箱、進氣管路、電池、凸輪軸蓋等等。如果溫度太高,如排氣管、渦輪等就需要使用另外一種耐高溫的隔熱材料了,譬如石棉布、玻璃纖維織物等等。

圖:玻璃纖維編織的布帶,取代了傳統的石棉布,成為了現今最流行的改裝排氣管隔熱包裹材料。

高溫隔熱布改裝難度:★★★★★☆☆☆☆☆

隔空型隔熱材料:

想不被燙著還不簡單嗎?參考真空保溫瓶技術,讓熱源和外表之間隔了層空氣,使相互之間無法導熱。這種隔熱手法原廠就有使用,譬如鋁合金制的排氣歧管隔熱罩。

圖:當然,除了包裹熱源隔開熱浪,也可以用於保護需要冷卻的原件。譬如啟動馬達、發電機、機增器、防火牆等等。

圖:據說碳纖維才是最好的隔熱材料,又輕又耐高溫。

圖:渦輪隔熱罩也有鋁合金合不鏽鋼制之分,鋁合金的熔點比不鏽鋼更低,所以最好不要直接觸碰渦輪廢氣端。

隔熱罩改裝難度:★★★☆☆☆☆☆☆☆

源頭遏止式隔熱法:

對,就剛剛說的,直接包裹或隔絕發熱元件,使引擎機艙整體發熱減少,正如保溫瓶從不會燙手,同樣道理。此做法主要面對的就是排氣管、渦輪等「熱源」,方式有兩種,一是利用耐高溫隔熱材料包裹,二是做個小房間完全隔絕起來,當然兩種方法同時使用效果更佳。

圖:利用玻璃纖維隔熱布完全包裹排氣歧管和排氣管,讓熱量通過排氣管散走,而並不停留在機艙裡面。

圖:另外這種就是傳說中的「渦輪袋」,直接把渦輪包裹起來隔熱。

圖:渦輪隔熱罩,讓渦輪自己獨立的待在這個小房間裡頭,自己熱自己就好,別影響別人。

圖:當然普通的排氣歧管也可以做「房間」隔熱,不過這些原廠基本都有自帶。

改裝難度:★★★★★☆☆☆☆☆

低溫保溫型隔熱:

即使隔絕了熱源,當然也無法完全遏制熱量入侵,所以保護好自己也不失為一種幫引擎降溫的好辦法。最簡單的辦法就是把機艙裡面喜低溫的元件,全部包裹或噴塗一層隔熱材料。譬如無敵某大神就喪心病狂的把整個進氣歧管都包了一層隔熱紙,美其名曰「降低進氣溫度,增加空氣密度」。

改裝難度:★★☆☆☆☆☆☆☆☆

機艙熱源分析與避讓:

當然,機艙內的發熱源肯定越少越好,排氣管和渦輪都有了有效的隔熱方式,那還有其他難以隔絕的熱源嗎?確實還有,譬如一般水箱都會直接對著引擎抽出熱風,而水箱的熱風正是引擎所散出的熱量。水箱後的熱風雖然溫度不算高,但是散走也是需要時間的,所以喜涼的元件,譬如進氣口、ECU,最好可以遠離或避開水箱後的這個散熱區域,留出充裕的散熱空間。

圖:冬菇頭離水箱風扇這麼近真的好么?抽出來的散熱空氣可有60-70度喔。

圖:同樣水箱在右邊,乳鴿的機智做法是,把水箱之後全部清空用於散熱,再利用「本田肥腸」把進氣口轉移到引擎另一側,充分利用靠近後端的「冷區域」進氣。至於灰色的洗衣機管?噢,另一頭對正了車頭外,直接導冷空氣到進氣口前。

圖:就連奧拓這麼弱爆的車,咱們也可以做機艙的冷暖區域分隔管理(左冷右暖),進氣口置於車頭撞冷風,遠遠避開水箱後、排氣管等熱源。

冷卻前氣流導向型改裝

很簡單,一般原廠都會有的設計,就是在風箱外面有套導流管,讓引擎吸入車頭的常溫空氣,進氣溫度低可以有效抑制爆震。當然改裝部品能夠吸入的常溫空氣更多,隔熱有些也做得更好。除了進氣的導流,其實還有其他東西也需要做導流通風散熱,譬如剎車、冷卻器等等。

圖:原廠的進氣風箱導流管,其實有這樣設計的車還算有良心了。

圖:碳纖維硬度高隔熱好,是製作進氣系統的理想材料,當然,設計比材料更重要。

圖:有些大神在外殼上直接開進氣通風孔。

圖:還有些進氣套件直接廢除風箱,利用「冬菇頭」高效進氣,而且自帶導流風罩。

替換風罩改裝難度:★★★☆☆☆☆☆☆☆

圖:還記得這根洗衣機管嗎?嗯,換成大粗管或者直接環繞封閉,效率更高噢!

圖:譬如說這種,但不能用軟管,必須用硬的,否則負壓分分鐘把軟管吸扁。

圖:製作中的兜風罩,用塑料硬板製作,讓常溫氣流呈旋渦狀的被冬菇吸入。

進氣導冷風改裝難度:★★★★★★☆☆☆☆

圖:外掛空氣導流管,賽車上很常見。

圖:這種橙色軟管更常見的要數剎車的通風導流,配以風杯(口徑稍微漸變的風口)安裝在車底,輔助剎車散熱。

圖:除了剎車,同理也可運用在油冷器上。

通風管的改裝難度:★★★★★☆☆☆☆☆

圖:其實很多車原廠就有類似的兜風撞風設計,但是只針對原廠水箱。加大中冷後,兜風設計可能就有必要重新設計來提升撞風效率了。

圖:當然如果直接把外掛的冷卻器放在車頭,再用金屬板兜住空氣撞入冷卻器,效果更佳。

修改風罩改裝難度:★★★★★★★☆☆☆

冷卻後散熱型改裝

老行尊說,「改散熱,最重要的就是想好了怎麼進,還得想好讓它怎麼走!」所有的冷卻器都是前面進氣涼風,後面出熱風,如何把這些熱風高效快速的導向外面,不要繼續在機艙內,才是散熱改裝中最高藝術成份的東西。譬如說利用外觀開孔設計讓車外氣流帶走熱量,利用電風扇主動抽出車外,利用車底的高速氣流帶走熱空氣等等等辦法。

圖:強化水箱後面的兩把風扇,並把風扇周圍一圈的密封做好,可以提高抽風效率之餘,還可以利用風扇的能量,直接在機艙通風的位置推走熱風。

散熱風扇改裝難度:★★★★☆☆☆☆☆☆

圖:機蓋開孔散熱其實也是簡單粗暴的走熱流方式。

圖:不過開孔機蓋的下面,可以把冷卻器後的熱氣流走向做好導流,走熱效率固然更高。

圖:目前的大型GT級別的賽車都流行使用V-Mount冷卻布局,也就是水箱在上向前傾斜,中冷在下向後仰,兩者之間呈V夾角。

圖:上面的水箱背面做好隔板,將熱氣流導向機蓋出外界。同樣中冷也做好隔板,將熱流導向車底,利用低矮車身底部的高速氣流帶走中冷熱量,實現了完美的上下分流,並避開了引擎。

圖:留意到沒有,V-Mount布局並不需要風扇,所以車頭部分也不需要用到電。機蓋則可以配幾個巨大的散熱孔,既然沒有電器,則毫無進水的煩惱,所以街車就甭瞎模仿了。

V-Mount散熱布局的改裝難度:★★★★★★★★★☆

圖:不過街車也是可以利用車底的快速氣流進行散熱,譬如說將鋁合金油底殼製成圖中的密集鰭片狀,成為一款風冷機油冷卻器,如此撞風跟散熱問題都完美解決。

風冷油底殼改裝難度:★★☆☆☆☆☆☆☆☆

編輯點評:懶得看大文的人直接看這兒行了,通篇無非幾個大觀點必須牢記;1、水永遠是最好的冷卻介質;2、隔熱的兩種玩法,直接用耐高溫隔熱布和金屬隔板隔絕熱源,同時貼隔熱紙保護喜涼元件;3、夏季再怎麼做好隔熱,也不及降低進氣溫度的好,尤其渦輪車;4、機艙散熱的高階玩法不是增加,而是合理布局散熱器,記六字訣,「導冷進,熱易出」。

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