クルマのエンジンが水冷なのはなぜですか？ 本田宗一郎も言ってたように、結局はエンジンの熱を吸収して熱くなったクーラントを空気で冷やしますよね？

Question

空気より水の方が比熱が高いので、エンジンから熱を吸収しやすいのは解りますが、結局水は空気より冷えづらいのでは？

Answer 1

空気は水程には均質な冷却ができないため(比熱や熱伝導率の違いのため)、同一箇所でも運転状態による温度変化が大きい上に場所が違うと温度差も大きい。前者については空冷は軽便なエンジンということで冷却風量の調整をしないのが一般的(ポルシェはベローズサーモスタットで冷却風量の調整をしている)、後者はフィンの形状や配置で温度差を減らすべく工夫しているが限界がある。
https://www.lelandlittle.com/story/the-great-engine-debate/104657/
http://www.pilotfriend.com/aero_engines/aero_aircooled.htm
こののためA/Fは濃い目にせざるを得ずCOやHCが増える。
また、ピストンのクリアランスも広めにせざるを得ずHCが増える。
そしてピストンのクリアランスを広めにすれば燃焼室で燃えるエンジンオイルの量も増える。エンジンオイルには摩擦軽減や清浄分散作用を目的として硫黄化合物やリン化合物を添加してあるが、これは排気ガスを浄化する触媒にとっては有害な成分であるため、エンジンオイルの流入は減らした方がいい。
それと騒音(ちなみにホンダの二重空冷DDACは騒音が減った替わりにエンジン重量が増加し、フロントヘビー故の悪い挙動が目立った)。
これが空冷をやめて水冷に移行した理由。

Answer 2

空冷の場合、渋滞にハマると冷却性能が追いつかないからです。
また温度管理も空冷は水冷ほどコントロールができません。
冷却効率と温度コントロールを比較した場合、水冷が有利だから水冷になってます。
水は空気より冷えづらいとしても、それはラジエータの容量アップや構造変更などで容易に調整できます。
空冷の場合、水冷ほど簡単に冷却性能を変える事はできません。

Answer 3

自動車のエンジンは基本的にエンジンルームに搭載される。
外にむき出しにできるバイクに比べ、自動車の場合はエンジン周辺のエアーフローが良くない。
走行風が当たる走行中ならまだしも、停車時のアイドリング状態では水冷に比べオーバーヒートしやすい。
993型(1993～1998)まで空冷であったポルシェ911でさえ、冷却ファンを常時駆動して冷却を行う強制空冷式だった。
996から水冷化されたのは、冷却ファンの駆動音が大きすぎることで、「通過騒音」の規制に対応できなかったことが理由のひとつ。

冷却水で全体を包み込みエンジン全体がほぼ同等の温度となる水冷に対し、空冷は冷却にムラがあるため場所によって熱による膨張率が異なり、シリンダーの真円度などに影響が出る。
また冷却に使えるのがエンジンの表面積のみであることから、全体が大型化する大排気量エンジンへの採用も難しい。


エンジン全体が同等の温度になるというのは、年々厳しくなる排ガス対策にとっては重要。
メキシコで2003年まで生産されたフォルクスワーゲン・タイプ1(通称ビートル)が生産を終えたのも排ガス規制に適合できなかったから。

冷却水の熱をそのまま暖房へ利用することができるのも、副次的な利点となる。

Answer 4

ラジエーター面積が関係しているのでは？

Answer 5

あ水冷式にする事の方が温度コントロールがし易く、また排ガス対策にも効果がありますし、暖房の熱を伝えるにも役立ちます。

Answer 6

クルマのエンジンが水冷である理由は、エンジンの熱を効率的に吸収し、冷却するためです。水は空気よりも比熱が高く、熱を吸収しやすいため、エンジンの温度管理に優れています。水冷システムでは、熱を持ったクーラントがラジエーターで空気によって冷却されます。空冷エンジンも存在しますが、特に高出力や高温環境下では水冷の方が効果的であり、エンジンの性能を維持するために選ばれています。

参考にした回答
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1044792495
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1067114580
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10202387310
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10248413330
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q11267239306

※この回答は生成AIで作成したものであり、最新の情報や完全な正確性等を保証するものではありません。

Answer 7

クルマのエンジンが水冷式を採用している理由は、以下の点が挙げられます。

・水は空気に比べて比熱が高いため、エンジンから発生する熱を効率的に吸収できます。エンジンの熱を適切に冷却できるため、エンジンの過熱を防ぐことができます。

・水は密度が高く、ポンプで循環させやすいです。一方、空気は密度が低いため、同じ熱量を冷却するには大量の空気が必要となります。

・水は液体なので、エンジンの複雑な形状に沿って流れることができます。一方、空気は気体なので、エンジンの隙間に行き渡りにくい面があります。

・水は沸点が100度程度と高く、エンジンの高温にも対応できます。一方、空気は温度上昇に伴い密度が下がるため、冷却効率が低下します。

つまり、水は空気に比べて熱の吸収と移動が効率的に行えるため、エンジンの冷却に適しているのです。ラジエーターで水を空気で冷やすことで、エンジンの過熱を防ぐ水冷式が一般的に採用されています。

※この回答は生成AIで作成したものであり、最新の情報や完全な正確性等を保証するものではありません。