汽车为什么不用风冷发动机?

汽车发动机是通过燃烧燃油做功的,会发热,所以需要散热。而发动机散热系统从以前到现在经历了由风冷向水冷的转变。那为什么以前的汽车用风冷散热,而如今的汽车不再用了呢?这就说来话长了。

风冷和水冷

顾名思义,风冷就是靠气流吹过发动机带走热量给发动机降温。而水冷就是靠冷却液循环带走热量给发动机降温。

比如上图就是我们最常见的摩托车发动机,这就是一个风冷发动机。发动机的气缸头和缸体上有很多散热片,这样可以增加与空气的热交换面积,提高散热效率。

这一张图是水冷散热的示意图,发动机内部有很多水道,里面充满冷却液。前端有散热器,与空气进行热交换,冷却液在水泵的驱动下循环散热。

风冷和水冷的区别

两者最大的区别就在于对温度的控制精度以及调节上了。

风冷发动机的散热片始终暴露在空气中,所以不管发动机是否达到正常工作温度,只要发动机温度高于气温那就一直在散热,很难把发动机温度控制在比较小的范围内。而水冷发动机有节温器可以调节冷却液的循环,再配合水温传感器,可以把发动机温度控制在最佳范围内,调节精度更高。

其次风冷发动机散热效率不如水冷,汽车的风冷发动机虽然也有散热风扇,但是空气的比热容比冷却液小得多,而且风冷发动机能与空气进行热交换的散热片面积有限。而水冷发动机使用的冷却液比热容更大,相同流量的情况下能带走更多热量。而且水冷系统冷却液与发动机发热部位的接触面积更大,所以水冷系统散热效率比风冷系统更高。

所以说风冷系统除了结构简单外其他方面都不如水冷系统。但是现在的车不用风冷系统的主要原因还是风冷系统无法满足当前发动机散热需求了。

以前的发动机升功率很低,压缩比也很低,所以就算温度控制不那么精确也不会对发动机的运行造成太大影响。

而如今发动机性能越来越好,压缩比也越来越大,再加上政府对尾气的要求越来越严格,所以传统的风冷系统已经无法满足当前发动机的需求了。

比如压缩比越来越大,压缩冲程末端混合气越容易自燃,温度控制不好的话容易出现爆震,影响功率输出。另外发动机尾气后处理需要三元催化器,而三元催化器的工作效果与温度关系很大温度太低了不行,太高了更不行。风冷系统就比较难满足这些需求了,而水冷系统则更加适合。所以现在汽车上早已不再使用风冷技术了。