機油可否取代冷卻水？

eyesman

我知道大型重機迫於 大功率、小空間 的關係
因為效率問題......油冷怪的時代已經遠去了
但是在 速克達跟輕檔車 上這個問題似乎並不嚴重(功率小、空間大)

想到水冷系統的諸多缺點：鏽蝕、失水 ......等等
冷卻水 為了 抗沸/冷卻/潤滑/防銹/防凍 等功效
必須加入 水箱精 改變水的性質
性質改變了...其實也不能再單純的當它是 水 了

如此一來 姑且換個名稱
不稱它為"水"...... 改名 冷卻液 來思考
這就引起了我的發想......

為了遷就上述 抗沸/冷卻/潤滑/防銹/防凍 等要求
清水加了水箱精之後 吸/散熱 的速度是變得比純水差的
(以前某汽車雜誌做過的實驗)

然而我發現
對於冷卻液的要求
車用機油 幾乎不費力氣就能辦到
而且.....油比水輕 重量有優勢

唯...不確定的問題
1. 機油 吸熱/散熱 的速度跟 摻了水箱精的水 比起來相差多少？
2. 油的吸熱能力若差很多 引擎內部(缸頭)的熱量 會不會來不及帶走 導致燒毀？
3. 冷卻管路上的水封、墊片等各部零件對機油的耐受能力如何？會不會反而造成洩漏？

如果能得知 油和水 吸/散熱能力 的差異%數
用油代替水
再視需要與否 加大冷排 彌補不足的散熱......也許可行

好處：
低粘度單級機油 VS. 好的水箱精 花費應該不會差太多
卻可能省下了
1.平時檢視
2.零件壽命延長(侵蝕&換修) 的 時間/精力/花費
似乎是個值得考慮的想法

dragon

1.其實做個簡單的實驗 你用水跟油都火煮 油熱的非常慢.吸熱較慢散熱也較慢.自然帶不走溫度.就跟油冷排不太能帶走引擎溫度的道理一樣.
2.油的黏度再低流速跟水比起來仍然是天差地遠.而且水加兩添加劑也沒有太多的變質疑慮.油的分子組成和水的分子組成排列請參考物理學o_o~
3.高熱下水頂多蒸散.但在封閉空間裡並不會流失.因為熱能往外轉後他的水分子還是停在裡面.冷卻時一樣會變回水.但油在高熱下容易變質.尤其是冷熱快速變化下會更快.他如果要帶走熱的話他一定必需擁有冷熱快速變化下卻不易變質的特性.我覺得這個應該是很大的問題

因為如果油能做的出像水一樣的能力 應該老早就會有人這樣做了

eyesman

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覺得你說的怪怪的
跟以前物理學說的不一樣
只好上網做功課......

水是常見液體中 比熱較大 的一種物質
也就是說
給予同樣的熱量
水 升溫慢 降溫也慢
油 應該是熱的比水快才對

同時也查到
冷卻液
還有一個性能的要求正是 "比熱要大"
單位時間內
流過熱源(汽缸)的液體 cc數是固定的
比熱大的水 能吸收走更多的引擎熱量
比熱小的油 升溫太快 引擎容易溫度過熱

dragon

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比熱大 溫度才帶的走 是因為吸收了熱又能快速讓熱能散去

油的比熱小 帶的走熱卻無法讓熱排掉

短短的冷排讓熱又回到引擎


但問題不在油升溫的比水快

而是油吸收到的熱度循環後熱能並未在冷排中快速被帶走

又回到了引擎 累加後溫度自然會一直上升 但並不代表油吸熱比較快

而且溫度一直累積並沒有因冷卻系統而降溫

eyesman

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no no no
比熱 是個物理定值
吸/散熱的速度是相同的
沒有 吸熱快/散熱慢 這種不對等的事情

打個比方
假設油的比熱是0.5 (水=1.0)
流過熱源(汽缸) 帶走相同的熱量(焦耳)
然後經由 冷卻散熱 降溫 兩者溫度回到相同點
若 水升溫20度 則油升溫達40度
若 水升溫40度 則油升溫將達80度...
若 水升溫60度......
這其中
水冷卻液 的溫度變化 比較小 較穩定
油冷卻液 的溫度變化劇烈 比較不利機械(金屬)的穩定

我想這可能才是水冷勝出的原因吧

dragon

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不如這樣說吧.依你是以焦耳定量來說兩者溫度升高的不同

我講的基本點跟你不一樣 我是以同樣都是50度的水和油 他們升降溫時的焦耳量不同

當然焦耳量指的就是熱能

我指的是水和油在同樣溫度時 水需要的焦耳量是較多的 所以才說他能帶走較多的熱

因為消耗較多的焦耳

同樣的依照比熱的不同 他以升高一度來做單位的話 降溫的道理也一樣

以同樣的下降溫度來說 流失的焦耳量當然是水比較多 也就是指水能降溫較快的原理

熱能=焦耳 被帶走的量 水遠勝於油 所以才說 他升降溫速度較快

指的不是水或油的溫度誰升降比較快 而是誰帶走的熱能比較多


之所以用水就是因為效率好吧 油冷卻液 依我們機油的油冷來說

就像沒有走缸頭的排熱油道 在經過引擎內部時一樣會吸取/帶走熱能

但是效果很小 你說工作環境較穩定也是滿有道理的

xingtian0512

比熱大到很誇張的狀況下~

會造成溫度還沒到100度~但是黑豆早就沖掉了......

fbi66615

完全不用討論

直接請樓主拿自己的車作實驗

樓主敢不敢!!!

eyesman

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這本來也是我假設用 油冷卻液 取代 水冷卻液 的時候
所擔心的問題......熱來不及帶走

後來才發現不會啦
比熱 跟 熱傳導率 是沒有必然關係的
ex:
取兩杯100度的開水
放入同樣大小的 鐵塊 跟 鋁塊 (水浸到一半的高度)
鐵塊(比熱0.113) 最終整體 的溫度上升得比較多
鋁塊(比熱0.211) 露在水面上的頂部 卻能較早摸到溫度的改變(熱傳導佳)

======================================================
依這些理論
若先不考慮 油水封 墊片 水泵 等因素
把現有的車輛冷卻水直接改換成機油下去試驗
結果可能的油溫變化是
引擎入水口(冷)
→汽缸內吸熱(極高溫)
→出水口到水箱上端(極高溫)
→急速降溫到水箱下端(溫)
→回引擎入水口(冷)

可能會出問題的兩個點
1.汽缸
水道內 油吸熱的 溫度升幅 已超過機油的耐受範圍而快速劣化
外圍原本包著的是約100度c的水→變成包著可能超過120度c的油
汽缸周圍的 整體溫度環境 因此變高 更不利於金屬散熱(熱傳導)
2.冷排
機油通過水冷排上下的溫差過大
除水箱上端高溫容易造成的危險
較大的冷熱差 對金屬也是一個負擔

心得:
處理材料耐高溫的成本 與所換得的效率
跟以水作為冷卻液的設計相比 不划算

一水

油的流動性跟水比較起來太差，而且受環境溫度影響太大.....
裂化交換時非常不方便....
油夾雜的氣泡很難去除..
所以不可能在汽缸壁或缸頭內設置油道讓他循環....

油冷排太大會造成油泵負荷，太小散熱效果不夠，輸油管口徑也要考量，如果大小統統考慮進去，機油存量是否造成引擎運轉負荷，整個油冷系統體積和重量會是問題.....

能不能取代不是用硬凹的，如果油能夠代替冷卻水，那一定至少有一款車會嘗試...
但畢竟油無法取代水，所以沒人嘗試在冷卻水道內把油灌滿

換個話題，煞車油可不可以用水代替，理論上是可以的，他並不需要顧慮潤滑、溫度，而且都是在密閉空間內，用途也只是擠壓卡鉗活塞而已，就概念上水沒有彈性，用在煞車上應該會更好，比金屬高壓油管更棒.....
但......沒有人會用水代替煞車油......

eyesman

嗯
看樣子用油跑水冷模式是沒指望了

不只是水
任何液體不是都不可壓縮的嗎？
液壓系統最怕的就是結凍跟沸騰

一水

並不是全部的液體都不能壓縮，雖然可壓縮的液體也不容易改變他的體積.......
液體除了不容易壓縮以外，給予壓力也比較不容易改變型態......
所以冷卻水箱一般都會給予一定的壓力(1.05~1.3公斤)，讓水的溫度可以超過一百度而不沸騰也不汽化....

我廠內的鍋爐加壓至40公斤，蒸氣溫度高達四百度，這樣的蒸氣如果洩漏出來，是看不到白霧的......

油除了溫度可以更高以外，由於流動性較低，透過管路孔洞的設計可以讓他變得有"彈性"

t38c

車上不曉得，不過在航空機上的油冷，都是使用的燃油來冷卻滑油(機油)，再把冷卻後的滑油送回油箱，這玩意兒叫熱交換器比一般的油冷排還好用(沒記錯的話這項技術算是波音在1962年登記得專利，沒多大顆大概60CM長而已)，只是陸地上還尚未看到哪家台灣廠商要導入這項技術

一水

回復 t38c 的帖子

熱交換器本體一般不小，因為他必須容納兩種介質，在平地大多是高溫蒸氣及水.....
熱交換器又屬於高壓容器，重量也不低.....

以熱交換器作為冷卻系統目的是，透過這系統把溫度以更好得介質導引到適當地場所進行冷卻，家裡的冷氣就是這樣的東西......

飛機會熱交換器是因為本身為全包負，並且不能隨意開孔，所以透過熱交換器把溫度以其他介質導引到機翼，利用渦輪動力吹散溫度....
用油作為冷卻介質，主要原因是飛行高度會造成水結冰，所以必須用抗凍性較好的油.....
在地面並沒有這問題，所以都還是以水為介質......

然而.....熱交換器除了本身個鍋爐、管路以外，一樣需要一個類似冷排的東西.....
只是他的體積大小、採用水冷會氣冷就是設計考量了......

一水

回復 t38c 的帖子

熱交換器本體一般不小，因為他必須容納兩種介質，在平地大多是高溫蒸氣及水.....
熱交換器又屬於高壓容器，重量也不低.....

以熱交換器作為冷卻系統目的是，透過這系統把溫度以更好得介質導引到適當地場所進行冷卻，家裡的冷氣就是這樣的東西......

飛機會熱交換器是因為本身為全包負，並且不能隨意開孔，所以透過熱交換器把溫度以其他介質導引到機翼，利用渦輪動力吹散溫度....
用油作為冷卻介質，主要原因是飛行高度會造成水結冰，所以必須用抗凍性較好的油.....
在地面並沒有這問題，所以都還是以水為介質......

然而.....熱交換器除了本身個鍋爐、管路以外，一樣需要一個類似冷排的東西.....
只是他的體積大小、採用水冷會氣冷就是設計考量了......

eyesman

回復 t38c 的帖子

用 燃油冷卻機油 的我不知道
不過類似的交換器
在大卡車裡面有見過
有些大卡車的 機油冷卻器 是藏在水冷排裡面的

eyesman

TO: 神風特攻隊 大大

有天馬行空的 想法不能講...
有不懂的疑惑不能 發問...

箝制思想
箝制言論

明顯是 專制集權 的行為/思想模式
有人當自己是皇帝？
......還是自信心過了頭？ 自我感覺良好？

ms_0100200

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我是有看過汽車有加裝"水冷式機油冷卻器"

對於機油的工作溫度跟冷卻水在冷車時的冷卻水加熱速度上有一定程度上的幫助



機油因為它的性質的關係....冷排的冷卻通道沒辦法做得太細....也就是說再與空氣進行熱交換的時候效率沒有水來的好




不用在意神風啦.....

本來我想說要回他"如果我敢而且真的這麼做了...你的FZ敢不敢燒掉?"

後來想想算了.......我這個小小還是不要幫神風大大洗臉好了XD



不過我也不懂他回那種跟洨老婆裡面那種洨屁孩一樣等級的回文是有啥意義?

ms_0100200

回復 t38c 的帖子

熱交換器?

汽車裡面有阿

汽車的暖氣就是空氣經過熱交換器才變成熱風的阿

t38c

回復 一水 的帖子

事實上噴射燃油和航空汽油要讓他結凍還滿困難的(-100多度，3萬FT不過-40度)，而熱交換器依照個引擎型號而大小會有所不同，因為我在訓練時是有拆修過這些東西啦，所以它多大我很清楚，而且若要導入空氣的話事實上還有另一種型的熱交換裝置，就是依樣大約60~80CM左右很像油濾的東西中間有鑲入好幾根管子裡面會抽PT4~PT6之間的高壓冷空氣來冷卻滑油或液壓油的回油，要說像鍋爐?我拆的時候不覺得說，但是很重是真的的確不適合整個裝直接在車上