Соотношение температуры масла и охлаждающей жидкости

Нет, я не верю, что ваш двигатель в его нынешнем виде сможет долго работать без охлаждающей жидкости в водяных рубашках. Даже если вместо воды туда залить обычное моторное масло, это не сильно улучшит ситуацию, как уже объяснили другие.

Я не согласен ни с одним из перечисленных ответов. Однако я бы сказал, что, как только кто-то приступит к разработке такого двигателя с масляным охлаждением, он вскоре обнаружит, что для защиты двигателя от загрязнений, попадающих в масло из-за охлаждения, необходима отдельная система, поскольку масло сильно страдает при высоких температурах. Затем они обнаружат, что масло, используемое для охлаждения, должно обладать лучшей теплоотдачей, чтобы работать эффективно и не пригорать, поэтому с помощью отдельных систем они смогут сделать его более «похожим на воду» по своим характеристикам. Продолжайте в том же духе (почти полностью основываясь на других ответах), и в итоге вы получите «масло», которое по своим свойствам будет похоже на антифриз 50/50 — именно его мы используем сейчас. В этой смеси используются другие химические вещества, которые повышают её устойчивость к низким температурам и снижают воздействие коррозии, сохраняя при этом большинство свойств воды. Именно это и должно сделать масло, чтобы решить проблемы, с которыми оно сталкивается.

Так почему же существуют двигатели с воздушным охлаждением? Вероятно, потому, что вес материала, необходимого для изготовления рубашки охлаждения, превышал стоимость материалов для «рёбер», и они не давали существенного преимущества в охлаждении, пока в двигателе циркулировало достаточное количество масла. Нет никаких сомнений в том, что при воздушном охлаждении сложнее поддерживать равномерную температуру по сравнению с жидкостным охлаждением, но преимущество в весе при использовании рёбер вместо рубашки охлаждения неоспоримо. Если в двигателе с жидкостным охлаждением используются те же материалы, что и в двигателе с воздушным охлаждением, то он будет меньше, но при этом более крупный двигатель будет намного дороже. Кто-то уже давно сделал этот выбор, и он оправдал себя за многие годы.

Кто знает, продолжайте думать об этом — возможно, кто-то придумает более эффективный способ охлаждения для таких двигателей. Только посмотрите, что они сделали с электродвигателями за эти годы. Огромные двигатели теперь стали довольно компактными, с лучшим откликом на крутящий момент и т. д. То же самое произошло с двигателями внутреннего сгорания, хотя пока не так кардинально.

Вода (с добавлением охлаждающей жидкости для снижения температуры замерзания и повышения температуры кипения или без него) обладает гораздо большей теплоёмкостью, чем масло, что, в свою очередь, ограничивает объём резервной охлаждающей жидкости, необходимой для отвода тепла от блока цилиндров двигателя. Конечно, можно отводить тепло только с помощью масла, но его потребуется гораздо больше (из-за меньшей теплоёмкости на единицу объёма), чем эквивалентное количество охлаждающей жидкости на водной основе. Соответственно, потребуется резервуар для охлаждающей жидкости на масляной основе. Вместе с увеличением объёма масла и ёмкости для его хранения увеличивается и вес полезной нагрузки, что, в свою очередь, требует большего выделения тепла для достижения тех же параметров крутящего момента и частоты вращения, что и у двигателя с водяным охлаждением. Также следует помнить, что система охлаждения двигателя не только отводит тепло от блока цилиндров, но и охлаждает моторное масло.

Что касается городских велосипедов: долгое время предпочтение отдавалось воздушному охлаждению, так как оно позволяло снизить вес и было проще жидкостного. Однако с середины 80-х годов велосипеды с жидкостным охлаждением стали более распространёнными, так как их превосходная система терморегулирования позволяет проектировать и изготавливать двигатели с более точными допусками, необходимыми для соответствия всё более строгим требованиям к выбросам. (Многие велосипеды теперь также оснащены каталитическими нейтрализаторами.) Кроме того, уменьшение зазоров приводит к снижению уровня шума двигателя, поскольку водяные рубашки гасят звук сгорания топлива и механические шумы. В наши дни, когда требования к уровню шума становятся всё более строгими, это позволяет разработчикам снизить уровень шума двигателя и немного увеличить уровень шума выхлопной системы, что часто нравится покупателям, и при этом не выходить за рамки допустимого.

На внедорожные мотоциклы (то есть те, которые не зарегистрированы для использования на дорогах общего пользования) распространяются другие правила, с которыми я не знаком.

Paulster2 прав, и я согласен с его анализом. Я бы добавил, что двигатели (или, в более широком смысле, транспортные средства) могут охлаждаться только маслом, но они должны быть специально спроектированы для такого охлаждения. Такой двигатель не только требует большего объёма масла и большей способности к теплообмену между маслом и воздухом (большой масляный радиатор с вентилятором масляного радиатора, не так ли?), но и должен быть спроектирован таким образом, чтобы выдерживать экстремальную разницу температур между камерой сгорания и блоком цилиндров как при запуске, так и в жаркую погоду при нагрузке. С точки зрения термодинамики это нетривиальная задача.

Я езжу на двухцилиндровом мотоцикле BMW, который был разработан и работает без жидкостного охлаждения. Но в 35-градусную жару я бы предпочёл сидеть в машине.

Полагаю, вы могли бы это сделать, но у такого подхода есть несколько недостатков (возможно, их больше, я просто перечислил самые очевидные):

• Даже охлаждение: вода нагревается быстрее, чем масло, поэтому она гораздо быстрее распределяет тепло и позволяет двигателю работать в более благоприятных условиях, чем при использовании только масла.


• Стоимость: вы меняете масло в своём автомобиле гораздо чаще, чем охлаждающую жидкость. Даже если вы используете масло с годовой гарантией (например, Mobil 1), гарантия действует только в течение года или 20 000 миль. Охлаждающая жидкость обычно служит 5 лет или 150 000 миль (или около того, в зависимости от того, что вы используете). Если вы хотите увеличить охлаждающую способность масла, вам также нужно будет увеличить его количество, что, в свою очередь, потребует дополнительных затрат. Замена охлаждающей жидкости раз в 5 лет гораздо выгоднее, чем замена масла раз в 3–6 месяцев или по достижении предельного срока службы моторного масла.

Должно быть, есть и другие причины, но на самом деле, хотя масло и обеспечивает охлаждение в качестве одной из своих функций (наряду с очисткой, снижением трения и другими задачами), смазка для предотвращения износа металла о металл (иными словами, для продления срока службы двигателя) — это, пожалуй, его самая важная задача. Если сделать охлаждение основной задачей, срок службы масла сократится, и владельцу придётся чаще его менять, что приведёт к дополнительным расходам и потерям. Обычное охлаждающее средство отлично справляется с тем, для чего оно предназначено. Мы должны позволить ему сделать свою работу.