浅谈为什么日系发动机的工作时水温要比德系发动机低？

老白

之所以要写一篇关于德，日系车水温高的文章，主要是因为前几天回答的一个问题；那个问题主要是问为什么德系车总是比日系车更容易出现漏机油的问题，主要原因就是德系发动机的密封橡胶件容易更早的老化，如果排除掉橡胶原料本身的质量问题，能解释德系发动机密封橡胶件提前老化的原因就只有两个高温，高压；至于德系发动机高压的原因很容易理解，毕竟在很早的时候就普及了涡轮，所以运行时缸压偏高也可以理解（这就是为什么大多数德系的增压发动机都推荐使用95号汽油，因为点火前的缸压，温度都高，低标号汽油在这种状况下容易剧烈燃烧，导致爆震），而下面要说明的就是为什么德系发动机无论是过去的自然吸气时代，还是如今的涡轮增压时代，工作温度普遍都比日系发动机要高上一些，其实最主要的还是设计理念上的不同。



发动机水箱里的水（冷却液）到底是干什么用的？

抛出这个问题相信很多朋友都会说发动机水箱内的水（冷却液）是用来降温用的，这个说法本身是没有错的，但请别忘了水（冷却液）会带走发动机燃烧汽油时所产生的热量，带走的热量多了会导致发动机热损耗变大，使得油耗上升；带走的热量少了，则可能导致大量的热不断堆积，导致发动机损毁，所以要以一个理性的角度去看待不同车系发动机的不同水温；从最原始的角度来说，冷却液仅仅是起到了降温的作用，因为在很多年前，发动机的各项技术还没有如今这般发达，什么热平衡，热管理之类的概念并没有引起太多的重视，而随着降低油耗的相关法规的日益严苛，发动机的热损耗程度就变得尤为重要了；前面也提到了，水温过低会使得热损耗加剧，水温过高会影响发动机散热，所以能在保证发动机正常运行的状态下保证水温的最大化就变得尤为重要！而德系车正是采用了这种策略，选择较高的水温最终的目的在于降低油耗，因为节能永远是内燃机的核心问题。



压缩比

为什么德系发动机的水温要比日系车偏高？

众所周知德系车很早就开始普及了涡轮增压技术，但涡轮增压与压缩比则完全是个对立面，发动机可以高压缩比（自然吸气），也可以选择涡轮技术高增压；但高压缩比绝对不能遇到高增压（别拿日产那个可变压缩比来说事，因为日产那台可变压缩比在发动机高负荷的时候，压缩比会大幅度降低，借此实现平衡，而不至于导致压力过大），因为涡轮的强制进气（给气缸加压）会导致发动机点火前的缸压远大于压缩比所体现出来的缸压；简单点说就是同样压缩比为10的一台涡轮增压发动机，一台自然吸气发动机，虽然它们的压缩比一样都为10，但实际上这台涡轮增压发动机点火前的缸压远比这台自然吸气发动机要大，因为涡轮机头不仅有活塞上行到最顶点产生的压力，还有涡轮强制进气提供的另一部分压力，这就等于间接的提高了压缩比，所以为了抑制爆震，涡轮增压发动机往往压缩比普遍要低于自然吸气发动机；而且增压值越大，压缩比就越低，就是为了防止点火前的压力过大；可以参考奔驰AMG的A45，那台能爆发400匹马力的2.0T涡轮增压发动机的实际压缩比只有8.6，可能在很多朋友眼中看来，这个压缩比都应该是上个世纪的产物了吧？但实际上就是因为防止点火前的缸压太高，爆震问题太剧烈，所以不得不将压缩比降低来缓解（所以这辆车油耗奇高无比），而降低了压缩比就等于间接的提高了油耗（压缩比越高，注入发动机内的空气密度越高，燃烧效果就越发充分，越节油）；A45只是一个相对极端的例子，但生活中的德系车大多数的压缩比只是偏低，但偏低的压缩比同样造成了油耗的上升，所以为了起到补偿作用，往往德系车的发动机水温都会设置的偏高一些，以用来降低热损耗，并起到节能的作用；说到底德系发动机的高水温实际对应的是它偏低一些的压缩比（补偿作用）！再一点就是更高的水温可以使机油粘度变得更低（也就是变稀）；机油稀则代表发动机的运行阻力降低，有效的降低了发动机的能量损耗，所以在一定程度上较高的水温可以保证发动机在阻力更低的环境下运行，所以德系车往往都是使用-40的机油，就是为了防止高温下变得太稀而失去保护能力（需要稀，也不能太稀，这同样是个平衡）。



发动机四个冲程

日系发动机的水温为什么偏低？

重要的原因还是日系车企始终排斥给民用车装涡轮，即便目前的丰田也推出了1.2T，2.0T两款增压发动机，但更多的只是一种观望态度，丰田的骨子里还是想走高压缩比+高热效率+混动的最终发展模式，所以自然吸气始终是日系车企没法丢弃的技术；所以在这样的大框架下，日系车的压缩比始终比德系要高上不少，所以在这种状况下为了缓解爆震就只能将工作时的水温稍微降低一些；产生爆震的原因主要就是发动机在压缩冲程后，点火冲程前出现高温，高压的状况（由于辛烷值不足，已经没办法抑制爆震了），如果前文提到高压缩比+高增压会导致爆震，那么高压缩比+高水温同样会产生爆震，所以日系车选择了走高压缩比的路线，就必然得限制水温，防止点火前的温度过高（依然是个补偿的问题），而随着日系车逐渐的走上涡轮增压道路，工作时的水温也会逐渐的上升一些。



发动机运行状态

说到底德系发动机，日系发动机之间的差异还是源于设计理念的差异；德系（欧系）车企很早就押宝涡轮增压技术，选择了涡轮增压就基本告别了高压缩比以及高热效率的发展思路，而为了平衡油耗，德系发动机只能去采取提高工作时的平均水温来降低热损耗（参考热力学第二定律），间接的去降低油耗；而日系车则不同，始终将混动视为内燃机最后的进化形态，所以日系车企将压缩比看得极重，所以最近这么多年来丰田，马自达不断在提高压缩比，而在这种情况下如果再将水温升高，那么爆震问题就很难控制了；要知道大多数的日系车都是可以烧92号汽油的，在这种可兼容辛烷值含量偏低型汽油的情况下，也就更没办法去提高水温了；而大多数的德系车如奔驰，宝马，奥迪，大众的大部分车型都是推荐95号汽油的，所以德系发动机敢把水温设置得偏高。



（这篇文章，写的很专业，是为数不多的，能把日系德系讲清楚的文章）

lilac2891

为什么德系车总是比日系车更容易出现漏机油的问题

老白

lilac2891 发表于 2023-10-24 10:21
为什么德系车总是比日系车更容易出现漏机油的问题

两个民族居住环境的不同，造就了不同的民族性格，就体现在方方面面的不同，很经典的就是日本三菱的plc和德国西门子的plc，设计理念区别比较大