دانشنامهفناوری

هوا خنک یا مایع خنک؟

نگاهی به فناوری سیستم های خنک کننده انجین موتورسیکلت

به نظر می رسد که دوران انجین های با فناوری هوا خنک یا هوا / روغن خنک برای موتورسیکلت های امروزی رو به افول است. بیشتر موتورسیکلت های امروزی از فناوری مایع خنک (آب- خنک) استفاده می کنند و آن چیزی که هنوز از سیستم هوا خنک یا هوا / روغن خنک  دیده می شود یا موتورسیکلت هایی با حجم پایین انجین و طراحی قدیمی هستند و یا هنوز برای ارضای حس کلاسیک بودن موتورسیکلت، با این مشخصه تولید می شوند (مانند موتورسیکلت های هارلی دیویدسون).

سیستم مایع خنک و هوا خنک چیست

1- مایع خنک، سیستم خنک کننده ای است که در آن، یک مایع توسط یک پمپ در بلوک انجین به گردش در می آید. مایع، حرارت تولید شده حاصل احتراق را به خود جذب می کند و برای دفع حرارت جذب شده، به رادیاتوری میرود که در مسیر جریان هوا قرار دارد. از این نوع خنک کنندگی در انواع موتورهای درونسوز بنزینی و دیزلی متحرک (خودرو، کامیون) و ثابت (ژنراتور ها ی تولید برق) و حتی پردازنده کامپیوتر ها استفاده می شود. مایع خنک کننده موتورهای درونسوز، عموما ترکیب آب با مواد ضد خوردگی، ضد جوش و ضد یخ است.

هوا خنک یا مایع خنک؟
انجین مایع – خنک (آب – خنک)

برخی مواقع از این سیستم برای خنک کنندگی بخشی از انجین استفاده می شود (داغ ترین قسمت ها) نه همه قسمت های آن. دلیل این امر هم کاهش اندازه رادیاتورها است. این نوع سیستم را می توان در موتورسیکلت ب ام و R 1200 GS مدل 2013 تا 2018 یافت.

2- برخی موارد مایع خنک کننده روغن است که توسط یک پمپ روغن به گردش در می آید. این روش عملا در ترکیب با روش هوا خنک استفاده می شود.

3- هوا خنک، سیستمی است که فقط جریان هوا، کار خنک کنندگی انجین را انجام می دهد.

هوا خنک یا مایع خنک؟
انجین هوا / روغن خنک

هوا خنک در مقابل مایع خنک

مانند هر فناوری دیگر، هر کدام از این سیستمها مزایا و معایبی دارند و افرادی به هوا خنک تعلق خاطر دارند و گروهی به فناوری مایع خنک. معمولا بحث ها هم حول محورهای توان، راندمان، آلایندگی، تعمیر و نگهداری، وزن و صدا می چرخد. اما براستی چه تفاوتهایی بین این دو سیستم است و کدامیک بهتر است؟

برای روشن شدن موضوع نگاهی می اندازیم به تحول برخی از موتورسیکلت هایی که قبلا هواخنک بوده اند و سپس به صورت مایع خنک تولید شده اند:

  • انجین هوا خنک 865 سی سی دو سیلندر EFI تریومف که روی Bonneville و Scrambler بود. جایگزین آن یک انجین آب خنک 900 سی سی بود که روی Street Twin و Street Scrambler نصب شد.
  • آخرین انجین هوا خنک دوکاتی مانستر 1100 با یک انجین آب خنک که روی دوکاتی مانستر 1200 نصب شد جایگزین شد.
  • آخرین انجین هوا خنک بی ام و R 1200 GS که تا سال 2012 تولید شد، در سال 2013 با آب خنک جایگزین شد. البته بی ام و R nineT هنوز از انجین آب خنک Camhead استفاده می کند.
هوا خنک یا مایع خنک؟
موتورسیکلت BMW RnineT
مقایسه دوره بازدید (سرویس) سوپاپ ها در چند موتورسیکلت
موتورسیکلت مدل هوا خنک  مدل مایع خنک 
دوکاتی مانستر مانستر 1100 – هر 12 هزار کیلومتر مانستر 1200 – هر 30 هزار کیلومتر
تریمف اسکرمبلر اسکرمبلر865 EFI – هر20 هزارکیلومتر استریت اسکرمبلر- 32 هزار کیلومتر
ب ام و R 1200 GS Camhead- هر 10 هزار کیلومتر Wasserboxer – هر 20 هزار کیلومتر
هوا خنک یا مایع خنک؟
موتورسیکلت ب ام و R1200 GS – سال 2013
مقایسه فاکتور های اصلی تفاوت هوا خنک و مایع خنک
معیار نتیجه مقایسه 
راندمان (مصرف سوخت) انجین های مایع خنک مصرف سوخت کمتری به ازای واحد مسافت یا توان تولیدی دارند.
توان بین دو انجین هم سایز هوا خنک و مایع خنک، انجین مایع خنک میتواند ضریب تراکم و دور بالاتری داشته باشد و بنابراین توان بیشتری تولید کند.
آلایندگی در انجین مایع خنک، می توان نسبت ترکیب هوا به سوخت بالاتری داشت که به منزله کم شدن مصرف و آلایندگی کمتر است.
قابلیت اطمینان و نگهداری انجین های آب خنک نیاز کمتری به بازرسی و تنظیم سوپاپ ها و دوره های سرویس طولانی تری دارند. در مقابل، انجین های هوا خنک قطعات کمتری دارند و بنابراین احتمال خرابی پایینتر.
ظاهر به دلیل پیچیدگی و قطعات کمتر، انجین های هوا خنک ظاهر ساده تری دارند و کمتر جا میگیرند
وزن انجین های هوا خنک به دلیل قطعات کمتر و نداشتن مایع خنک کننده وزن کمتری دارند اما پره های سیلندر بیشتر و بزرگتری هم دارند.
صدا انجین های مایع خنک آرامتر هستند.

توان در انجین های هوا خنک و مایع خنک

به دلیل عملکرد بهتر سیستم مایع- خنک در خنک کاری، این نوع انجین ها در دمای پایین تری کار می کنند و مشکل داغ شدن زیاد از حد و انبساط غیرمجاز قطعات متحرک انجین کمتر است. این موضوع باعث می شود که تلرانس قطعات بالاتر باشد، بتوان دور های بالاتری را داشت و ضریب تراکم بالاتری از انجین هوا خنک داشت. همه این ها به معنی قابلیت رسیدن به توان بالاتر در انجین است.

به عنوان مثال:

  • آخرین انجین هوا خنک دوکاتی مانستر1100، نسبت تراکمی معادل 11.3 به یک داشت و توان خروجی آن 95 اسب بخار بود. اما انجین مایع خنکی که جایگزین آن در مانستر 1200 شد ضریب تراکمی معادل 13 به یک داشت و توان خروجی آن 150 اسب بود.
هوا خنک یا مایع خنک؟
انجین دوکاتی مانستر 1100
  • آخرین انجین هوا/روغن خنک ب ام و R 1200 R (با 1170 سی سی حجم)، ضریب تراکمی معادل 11 به یک داشت و توان تولیدی آن 110 اسب بخار بود. اما انجین مایع خنکی که جایگزین آن شد (با همان 1170 سی سی حجم) نسبت تراکمی معادل 12.5 به یک داشت و 125 اسب بخار نیرو تولید میکرد.

از طرف دیگر شما می توانید به گشتاور های بالاتر در انجین های هوا خنک دست یابید. بعضی از پرگشتاور ترین انجین های موجود هوا خنک هستند. موتورسیکلت های هارلی دیویدسون و یا ب ام و R18 سال 2020، نمونه هایی از این نوع هستند.

شاید بتوان گفت که اگر به دنبال دور موتور بالاتر هستید انتخاب سیستم مایع خنک ارجح است . در غیر اینصورت سیستم هوا خنک را هم مد نظر داشته باشید.

هوا خنک یا مایع خنک؟
انجین 103 دوسیلندر جناقی، هوا – خنک، هارلی دیویدسون

آرایش انجین دوسیلندر جناقی (V) و سیستم خنک کن

در انجین های دوسیلندر جناقی (V) – که در راستای محور طولی موتورسیکلت نصب شده اند –  یک سیلندر در پشت سیلندر دیگر است و هوای کمتری به آن میخورد و در نتیجه این سیلندر داغ تر می شود. بنابراین سیستم مایع خنک میتواند در کنترل دمای این نوع انجین بهتر عمل کند. اما در انجین های دو سیلندر جناقی عرضی و یا تخت (باکسر) که هر دو سیلندر در معرض جریان هوا هستند سیستم هوا خنک مورد استفاده بوده و هست. نمونه این نوع انجین در موتورسیکلت های موتوگوتزی و ب ام و فراوان است.

هوا خنک یا مایع خنک؟
موتوگوتزی V9

حجم انجین و سیستم خنک کن

هر چه حجم انجین بیشتر باشد ماده احتراقی بیشتری مشتعل میشود و حرارت بیشتری تولید میشود. یعنی رابطه حجم اشتعال مواد در سیلندر با ابعاد سیلندر رابطه مستیم مکعبی دارد (سانتی متر مکعب). اما سطحی  که باید حرارت را دفع کند به همان نسبت بزرگ نمی شود (سانتی متر مربع). بنابر این هر چه حجم سیلندر ها بیشتر شود مشکل دفع حرارت جدی تر میشود و چالش بزرگتری را برای سیستم هوا خنک ایجاد میکند.

در انجین های هوا خنک با حجم بالا، باید از مقدار زیاد تری پره های خنک کننده و مواد فلزی برای انتقال حرارت استفاده شود که در اینصورت به وزن موتورسیکلت اصافه میشود.

منبع
موتوفومو، و منابع دیگر

مهدی شیرزادی

نویسنده و مترجم، دوستدار دنیای موتور و موتورسواری

نوشته های مشابه

2 دیدگاه

  1. بازم ممنون. فکر کنم در حال حاضر (مهر ۱۴۰۰) تنها سایتی هستید که محتوای فنی دست اول اختصاصی در مورد موتوسیکلت تولید می کنید و کپی نمی کنید (اصولا چیزی تولید نمیشه که بشه کپی کرد) سایت های اشتراکی ماشین و موتور هستند که اغلب روی ماشین متمرکزند (مثل کار دات آی آر یا پدال دات آی آر و بقیه) فروم هایی بودن قبلا (مثل پرشین موتور) که کاربرها تجربیات خودشون در مورد موتور رو به اشتراک می ذاشتن ولی اون ها هم اکثرا متروک شدن. ……………… هم بود که گهگاه چیزکی می ذاشت ولی انقدر غلط غلوط داشت که آدمو دلزده می کرد.
    دست مریزاد و امیدوارم پایدار باشید.

    1. سلام. با درود و سپاس از شما. خوشحالیم که توانسته ایم قدم مثبتی در این راه برداریم و در جمع دوستداران موتورسیکلت و موتورسواری ایران جضور داشته باشیم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا