冷卻強化大哉問(上) 夏日愛車不發燒

車訊網 Option 2020-08-07 09:54:03

夏天愈來愈熱的情況下,愛車在路上開也是一種考驗,如何讓車輛在炎炎夏日行駛時,也能正常運作,是許多用路人都需要關心的問題,為此OPTION編輯部企劃一個強化冷卻系統的百問專題,讓大家一次就能掌握關於冷卻系統強化的各種技巧,是愛車的您不可錯過的知識。​

/OPTION編輯部

問題一:愛車跑山路時發現油溫常破120度,聽說加裝機油冷卻器有用?

可讓機油直接散熱



機油冷卻器的功能,顧名思義就是降低機油的工作溫度,而且是直接讓機油進行冷卻,雖然有些車原廠在機油芯安裝座上設有水冷式熱交換器,但散熱效果有限,而機油冷卻器則可直接撞風,讓通過冷卻器的機油快速降溫,效果超越原廠冷卻器甚多。另外為何要控制機油的溫度呢?重點就在於延長機油壽命,並確保油膜於引擎重負荷時,不會因高溫而降低其保護性,因此對於喜愛高轉速域奔馳的車主,或機油同時要負責冷卻高熱渦輪軸心的渦輪車來說,機油冷卻器是無法省略的改裝套件。


而挑選機油冷卻器的要項,除注意本體內部管路設計是否精良、有無阻塞的問題外,周邊管路的強度、抗繞性與耐溫性也是重點,最好是使用「內層」包有鐵網或鐵弗龍網的多層式管路較為妥當。另外,安裝的位置最好能在不阻擋到水箱到的情況下,找到撞風處來安裝,例如前保桿下方左右處,也就是前輪前方,不過這位置並不是所有車款都能安裝。至於排數,如果不是重度改裝車的話,可選擇英式14排或日式11排的產品,即可應付散熱所需,正常情況下加裝機油冷卻器後,大約可降低油溫達10度以上,減緩機油衰退速度。



高性能引擎上都會配置機油冷卻器,目的在維持機油溫度的恆定,並且避免油溫過高導致油膜破裂,造成引擎機件異常磨損,至於改裝品的選擇則以排數來決定大小,一般改裝車大約選擇13排到19排即可。



機油冷卻器的安裝位置與方式可是一大學問,能不能完全發揮冷卻器該有的散熱效能就要看安裝者的巧思,有些品牌還特別設計集風罩,以提昇散熱效率,另外如果對油溫恆定要求高的車主,不妨選擇有油龜的產品來安裝。


問題二:市面上有一種「風扇控制器」的產品,對降低水溫真有幫助嗎?

提早風扇運轉時機



引擎水溫的散熱,無論如何都是要透過水箱散熱鰭片接觸空氣來進行,因此如果想要快速降低水溫,除加厚水箱外,有效利用水箱後方的風扇強制散熱,例如提早風扇啟動時機,也是加強冷卻的不錯辦法,原廠水箱風扇啟動的時機大約在87~92度左右,有些歐系車甚至到105度風扇才會運轉。


而控制風扇啟動的元件,在老車上是單靠水溫風扇開關來進行,新車則是車輛ECU電腦來負責,想要提早風扇啟動,就需在控制迴路上加裝介入系統來調整啟動時機,具有此功能的產品,除了過去常見的低溫風扇開關外,也可以使用電子控制系統來調整風扇啟動的時機。


前者比較適合10年以上的老車來使用,安裝上難度不高,不過需先確認風扇起動的線路是正或負極,才能決定線路如何連接。此外,若無法在引擎本體上找到適合安裝水溫Sensor的位置,就需購買水三通並剪斷下水管來安裝才能使用,如果再加上油溫Sensor的加裝,就能隨時提供引擎水溫、油溫與電壓的訊息,並且在70~100度間,隨意控制風扇啟動時機。


後者則是對應新型車款的產品,水溫資訊可以從OBD-2診斷插頭中獲得,並且透過專用線組與原廠風扇系統做連結,安裝時不用剪線,快速方便許多。安裝上述產品後,通常可將水溫控制在90度以下,減輕熱負載、改善馬力熱衰竭,使引擎與冷氣維持在最佳狀態。

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透過電子式風扇控制器的加裝,可提早水箱風扇啟動時機,讓水溫維持在較合理的範圍,改善馬力熱衰竭,而且又可同時監控水溫、電壓等多種行車資訊,非常值得安裝。

問題三:聽說老車很容易爆水管,建議多久把水管換掉比較好?換什麼材質會比較好?

可選擇矽膠強化水管



組成車輛冷卻系統的元件,除了主要的水箱與冷卻水外,輸送冷卻水管路的維護與升級之重要性,並不亞於其他改裝。原廠水管多由橡膠製成,日復一日的高低溫循環,大約10年的車齡之後,大家就能用手感覺出彈性不再,這就是橡膠已經到達彈性疲乏的時機,若不加以理會,將會因為持續高溫導致表面龜裂,一旦遇到高氣溫且長時間爬坡的路段,冷卻水管便可能會因為高水溫產生的高壓力而爆裂,使得冷卻水開始洩漏,如果爆大水管或許還會知道要停車,如果是爆小水管而未察繼續開車的話,一旦冷卻水漏光引擎就有極高的機會因過熱而縮缸,屆時就得「開大條」拆引擎修理。


改善的方法就是多花一些錢更換耐壓程度更高、變形量小且更加美觀的「矽膠水管」,不僅僅壽命更長,也能依照車種來量身訂作,尤其改裝幅度大的車輛,鮮藍色的矽膠水管幾乎成為了標準配備,就是在於所能承受的壓力更高,若經濟能力不許可,則最務實之道就是勤檢查水管的狀態與水箱水的液面變化,才能確實掌握水管有無滲漏之情事發生。



許多改裝車都會將水管換成矽膠材質的部品,目地在強化水管耐壓的能力,以減少高溫行駛下,水管發生爆裂的情況,且隨著市場普及,目前矽膠水管的顏色也愈來愈多樣,價格也降到一般車主能接受的範圍。

問題四:有沒有甚麼簡單的方法,就能提高引擎散熱效率?

加壓水箱蓋+高濃度水箱精



若以筆者多年來的經驗來看,換裝加壓水箱蓋,加上使用高品質的水箱精是一個不錯又快速的冷卻強化方法。


水能夠做為冷卻的介質,主因便是它為容易大量取得的液體中,屬於比熱最高的一種(純水1.03),比熱高的優點是吸熱快、放熱也快,很快將熱能吸收並很快的降溫,可是相對於引擎發出的高熱,其先天的100℃沸點則很容易到達,進而因汽化沸騰失去原有能力,故水箱頂部必有一加壓蓋存在,利用密閉空間內溫度與壓力成正比的關係提高沸點,且水箱精中亦會加入提昇沸點的物質。所以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,原廠製的水箱蓋壓力多為0.9~1.1kg/cm2,街道強化用的在1.3-1.5kg/cm2之間,建議讀者最好是選擇1.3kg/cm2左右的型式,以免因壓力過大發生水箱龜裂、爆水管的情形(特別是上水櫃/上水管處)。如果使用的水箱蓋壓力高達1.5kg/cm2以上,應該要將上、下水管換成包覆金屬網眼或三層含矽橡皮的式樣,來避免突然發生爆裂的問題,同時這類製品不會膨脹的性質,對水溫恆定性亦有一定的幫助。

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換裝加壓水箱蓋並添加水箱精,是所有強化冷卻效率招術中,最容易實現的方式,建議選擇壓力達1.3kg/cm2左右的高壓水箱蓋比較不會增加水管負擔,至於水箱精則確保濃度正確即可。

問題五:渦輪車如果發現夏天進氣溫度過高,引擎容易出現爆震情況時,該怎麼強化才能解決此問題?

可先確認中冷器效率



建議可能要先檢查一下您愛車上的中冷器尺寸與管路設計,是否足以應付目前的增壓值與出風量設定,進氣溫度過高通常是因為中冷器散熱不足所導致,建議可以選擇管徑較粗但管壁極薄的式樣,以粗管徑來增加空氣流通的順暢度,並利用管壁薄的特點提高散熱性。其次則是選擇管路內額外設置「內網」的部品,增加熱空氣散熱面積,以提高熱傳達量,換裝時可多看看內部Tube管路內,有無額外加裝散熱鰭片,如果有相信散熱效果應該會好上許多才是。


接下來是散熱鰭片部分,一般型中冷器的散熱鰭片,其形狀通常為直條狀無任何開口,且中冷器的厚度多厚,鰭片就有多長,不過既然鰭片扮演散熱的主要角色,只要增加其接觸冷空氣的面積,就能提高熱交換功率,因此許多中冷器的鰭片,後來都改用「波浪狀」或是俗稱「百葉窗」設計的鰭片最為流行。至於尺寸部分,建議可換裝迎風面積更大,或厚度更厚的中冷器,以提高散熱能力,或是流用同廠牌性能更強車款的中冷器,例如WRX換STI、GTI換S3等。



中冷器之所以會有這麼多尺寸,主要目的在依據不同引擎排氣量與渦輪出風量,來使用適合的大小,以求在冷卻效率與渦輪遲滯間取得一個平衡點。



這組中冷器管路內還設有散熱網,可增加其散熱效率,對於穩定引擎動力輸出有絕佳幫助,非常適合調高增壓值的車款使用。



一般中冷器的散熱鰭片都是呈現直條狀,可減少高速行駛的風阻,不過如果比較散熱效率的話,會是呈現波浪狀的鰭片效果較佳。

問題六:自然進氣引擎有沒有甚麼方法可以提高進氣冷卻?

管路隔熱+吸冷空氣



降低進氣溫度確實有助於提高引擎效能,但該如何做才能達到此效果呢?首先是注意進氣管路本身的材質是否具有「隔熱效果」,最好的材質是碳纖維或塑膠製品,應該避免採用金屬製管路(渦輪引擎高壓進氣條件不得已可使用),因為金屬管路很容易吸收引擎室內的高溫,尤其是夏季動輒35、36度以上的溫度,如果又剛好開在市區環境的話,進氣溫度可是會高得離譜的,一旦超過70度,空氣內過度膨脹的氧分子,將會減少可用來燃燒的條件,引擎出力自然就會下降。


此外,注意吸氣口的位置需朝向能吸到車頭冷空氣的方向,以避免吸到引擎室內的高熱氣體,這也是改裝進氣套件時須注意的地方,最好是選擇有集氣箱設計的進氣套件,而非整顆香菇頭裸露在外的設計,多數有集氣箱設計的套件都會盡量讓吸氣口朝車頭前方,或吸得到冷空氣的引擎室角落。



知名品牌的進氣套件都會想辦法讓吸氣口遠離引擎室高溫,如此才能降低進氣溫度,讓空氣含氧量提高,引擎效能才能發揮。



有些做工細膩的店家,還會替香菇頭手工打造放置的碳纖維集氣箱,目地也是在隔絕引擎熱氣,並且將車頭較冷的新鮮空氣導引至集氣箱內,如此改法會比香菇頭直接裸露在引擎室內吸熱氣來得有效許多。

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