其實(shí)摩托車從誕生開始，發(fā)動機(jī)就有散熱片的。所以當(dāng)水冷這種方式出現(xiàn)后，這讓散熱片變得不再是必須。這對于一些人來說是個沖擊，而他們的第一反應(yīng)就是在發(fā)動機(jī)水箱外邊加裝了許多散熱鰭，而這種方式如今在一些充滿懷舊味道的復(fù)古車款上也會出現(xiàn)。
本田GL1000
而作為摩托車界執(zhí)牛耳的大廠，本田摩托在1974年底推出GL1000這款車的時候，它采用水冷的原因很大程度是因?yàn)槠嚥块T開發(fā)了低排放的CIVIC（思域）汽車，它的CVCC燃燒系統(tǒng)，幾乎絕大部分本田工程師都有參與研發(fā)。而幾乎與此同時是，當(dāng)時本田打算推出的H1300空冷散熱的汽車遇到了許多問題，而工程師又不夠用，這讓一直以來的合作伙伴藤澤武夫站到了水冷散熱方式的工程師一列，而且當(dāng)時美國市場已經(jīng)開始控制機(jī)動車尾氣排放，這對于風(fēng)冷散熱來說要達(dá)到排放控制要求難度會更高。
風(fēng)冷散熱的發(fā)動機(jī)為什么對于排放控制會更難呢？主要有五個原因造成。
第一個原因：因?yàn)轱L(fēng)冷發(fā)動機(jī)的溫度是隨天氣變化而變化，夏季更熱，冬季更冷。當(dāng)燃油和空氣混合后在進(jìn)氣行程中進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的時候，該混合物被加熱到并釋放到氣缸壁，氣缸蓋和活塞頂；如果這時候發(fā)動機(jī)溫度不變，那當(dāng)然很好；只需要噴射化油器用來提供所需的混合物，因?yàn)檫@時候我們知道發(fā)動機(jī)中的空氣密度是恒定的。
但風(fēng)冷發(fā)動機(jī)的溫度隨著天氣變化和發(fā)動機(jī)功率輸出不斷的上升或者下降。這讓風(fēng)冷發(fā)動機(jī)在高功率輸出下變的非常熱，但在怠速和休閑騎行的時候卻比較冷。發(fā)動機(jī)越熱，進(jìn)入里邊的燃油和空氣混合物越膨脹，則密度越低。這樣就不會造成混合物的密度損失成比例的損失，同時也會失去發(fā)動機(jī)的功率，因?yàn)殡S著空氣密度的降低，混合物變得更濃。
如果一個騎友比較軸，常年騎車，那情況就會很復(fù)雜。冬季溫度低會增加空氣密度，因此空氣與燃油的比例更高，這是一種稀薄的混合物狀態(tài)。如果你將化油器調(diào)整到適合冬天的狀態(tài)，那么到了夏季的8月份，則又會出現(xiàn)問題。而這種情況對于賽車來說問題不大， 因?yàn)橘愜囀至?xí)慣每天都去調(diào)整化油器的噴射參數(shù)好幾次，用來最大限度的提高動力和車輛反應(yīng)。但市面上的量產(chǎn)車只能在調(diào)教時候取一個兼容值，所以車輛就會在冬天變得動力乏力，而夏天動力則很充裕。
其次，第二個原因就是風(fēng)冷在環(huán)保要求下減少發(fā)動機(jī)廢氣排放難度高。考慮到化油器燃油系統(tǒng)的局限性，讓燃油和空氣混合物全面保持更加恒定的狀態(tài)，最快捷的方式就是采用恒溫調(diào)節(jié)器的水冷方式，讓發(fā)動機(jī)的溫度保持一個恒溫狀態(tài)，而這也是摩托車行業(yè)在80年代的主要任務(wù)。
可能你會反對，畢竟如今化油器車款已經(jīng)不是主流了，取而代之的是通過數(shù)字電路來控制的燃油噴射系統(tǒng)，并和排氣管中的氧傳感器進(jìn)行閉環(huán)混合控制。而且DFI可以提供恒定溫度的燃油空氣混合物。
第三，使用風(fēng)冷發(fā)動機(jī)，意味著機(jī)油要么兼容更寬的溫度變化范圍，要么在夏季和冬季使用不同年度的機(jī)油。當(dāng)氣缸壁在夏季非常熱的時候，會輕微蒸發(fā)其輕質(zhì)基礎(chǔ)油（例如：10w-40中的10W），在排氣中加入未燃燒的碳?xì)浠衔铮║HC）流動，或?qū)⑺麄兺瞥銮S箱通氣孔。而這種在夏季和冬季使用不同粘度的機(jī)油的保養(yǎng)方式，和現(xiàn)代的最低保養(yǎng)趨勢是背道而馳的。
第四個問題是溫度驅(qū)動的發(fā)動機(jī)間歇變化。曲軸是鋼制造的，但承載它的鋁制曲軸箱是由鋁制成，其熱膨脹比鋼的熱量要高三倍。所以在夏天，當(dāng)油最薄時，軸承間隙最大。F1發(fā)動機(jī)使用的合成油是非常的稀，以至于他們所需要的微小軸承間隙將不允許起動機(jī)帶動發(fā)動機(jī)，直到它通過循環(huán)熱冷卻液對它進(jìn)行預(yù)熱，恒溫水冷意味著間隙保持不變。
活塞在風(fēng)冷發(fā)動機(jī)中運(yùn)行會更熱，他們必須冷卻才能與相當(dāng)熱的氣缸壁接觸。因此與冷夜設(shè)計(jì)中的輕型“煙灰缸”活塞相比，此類發(fā)動機(jī)往往采用更長的裙板和更重的活塞。而額外的活塞采用用作“熱管”以將熱量從活塞頂部傳導(dǎo)至與氣缸壁廣泛的接觸區(qū)域。較重的活塞相當(dāng)于增加震動和軸承負(fù)荷，這種方式在40年前是常見形態(tài)。
而接下來，如果我們想保持活塞間歇小，并在整個空冷發(fā)動機(jī)更寬的溫度工作范圍內(nèi)保持恒定，這是非常不容易的。當(dāng)活塞傾斜并在有較大間歇的情況下從推面傾斜到非推力面時，會產(chǎn)生各種奇怪的效果。活塞環(huán)運(yùn)動可以像一個微型機(jī)油泵一樣，從氣缸壁上刮下油，但最終混入燃燒空氣中，機(jī)油從排氣閥流出。
第五個問題是壓縮比的問題，通常水冷摩托車的壓縮比是12-13:1的高壓縮，而20世紀(jì)70年代的經(jīng)典風(fēng)冷發(fā)動機(jī)的壓縮比卻很少達(dá)到9.5：1以上。即便是現(xiàn)在市面上的風(fēng)冷車款，壓縮比也在10.5：1。而在過去，風(fēng)冷發(fā)動機(jī)使用較低壓縮比的原因是，當(dāng)在其溫度范圍的高功率運(yùn)行時，任何更高的壓縮比會造成發(fā)動機(jī)爆震，這是一種異常且很有破壞性的燃燒形式。通常來說發(fā)動機(jī)壓縮比越高，傳遞的扭矩則越大，而油耗則越低。
但不管有多少種原因，無可否認(rèn)的是研發(fā)一個性能更好的水冷發(fā)動機(jī)比風(fēng)冷發(fā)動機(jī)要更容易，而這也是如今水冷發(fā)動機(jī)大行其道的原因。
對于摩托車為什么使用水冷發(fā)動機(jī)的原因，你清楚了嗎？ 歡迎留言討論及分享！
