淺談汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統工作原理

前言

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統的功用就是使發(fā)動(dòng)機在任何工況下都得到適度的冷卻,從而保持在適宜的溫度下工作。目前，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統不僅能夠保護發(fā)動(dòng)機，而且還具有改善燃料經(jīng)濟性和降低排放的作用。為了大家更好的了解汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統，本文將詳細介紹汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統工作原理。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統的主要工作是將熱量散發(fā)到空氣中以防止發(fā)動(dòng)機過(guò)熱，但冷卻系統還有其他重要作用。汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機在適當的高溫狀態(tài)下運行狀況最好。如果發(fā)動(dòng)機變冷，就會(huì )加快組件的磨損，從而使發(fā)動(dòng)機效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷卻系統的另一重要作用是使發(fā)動(dòng)機盡快升溫，并使其保持恒溫。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統工作原理

汽車(chē)冷卻系統分為兩種類(lèi)型：液冷和風(fēng)冷。液冷液冷汽車(chē)的冷卻系統通過(guò)發(fā)動(dòng)機中的管道和通路進(jìn)行液體的循環(huán)。當液體流經(jīng)高溫發(fā)動(dòng)機時(shí)會(huì )吸收熱量，從而降低發(fā)動(dòng)機的溫度。液體流過(guò)發(fā)動(dòng)機后，轉而流向熱交換器(或散熱器)，液體中的熱量通過(guò)熱交換器散發(fā)到空氣中。風(fēng)冷某些早期的汽車(chē)采用風(fēng)冷技術(shù)，但現代的汽車(chē)幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發(fā)動(dòng)機中進(jìn)行液體循環(huán)，而是通過(guò)發(fā)動(dòng)機缸體表面附著(zhù)的鋁片對氣缸進(jìn)行散熱。一個(gè)功率強大的風(fēng)扇向這些鋁片吹風(fēng)，使其向空氣中散熱，從而達到冷卻發(fā)動(dòng)機的目的。因為大多數汽車(chē)采用的是液冷，管道系統汽車(chē)中的冷卻系統中有大量管道。

泵將液體輸送至發(fā)動(dòng)機缸體后，液體便開(kāi)始在氣缸周?chē)陌l(fā)動(dòng)機通道里流動(dòng)。接著(zhù)，液體又通過(guò)發(fā)動(dòng)機的氣缸蓋返回恒溫器位于液體流出發(fā)動(dòng)機的位置。如果恒溫器關(guān)閉，則液體將經(jīng)過(guò)恒溫器周?chē)墓艿乐苯恿骰氐奖?。如果恒溫器打開(kāi)，液體將首先流入散熱器，然后再流回泵。

加熱系統也有一個(gè)單獨的循環(huán)過(guò)程。該循環(huán)從氣缸蓋開(kāi)始輸送液體，使其流經(jīng)加熱器風(fēng)箱，然后又流回泵。對于配備有自動(dòng)變速器的汽車(chē)，通常會(huì )有一個(gè)獨立的循環(huán)過(guò)程來(lái)冷卻內置于散熱器的變速器油液。變速器油液由變速器通過(guò)散熱器內另一個(gè)熱交換器抽吸得到。液體汽車(chē)可以在遠低于零攝氏度到遠高于38℃的寬泛溫度范圍內工作。

因此，不管使用何種液體對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行降溫，其必須具有非常低的凝固點(diǎn)、很高的沸點(diǎn)以及能吸收大量熱量。水是吸收熱量的最有效的液體之一，但水的凝固點(diǎn)太高，不適用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機。大多數汽車(chē)使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液(c2h6o2)，也稱(chēng)為防凍液。通過(guò)將乙二烯乙二醇添加到水中，可以顯著(zhù)提高沸點(diǎn)、降低凝固點(diǎn)。

每當發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，水泵就會(huì )使液體進(jìn)行循環(huán)。類(lèi)似于汽車(chē)中使用的離心泵水泵運轉時(shí)通過(guò)離心力將液體輸送到外面，并從中部持續抽吸液體。泵的入口位于離中心較近的位置，因此從散熱器返回的液體可以接觸到泵葉片。泵葉片將液體送至泵的外部，液體由這里進(jìn)入發(fā)動(dòng)機。從泵流出的液體首先流經(jīng)發(fā)動(dòng)機缸體和氣缸蓋，然后流入散熱器，最后返回到泵。發(fā)動(dòng)機發(fā)動(dòng)機缸體和氣缸蓋具有許多通過(guò)鑄造或機械加工而成的通道，以便于液體流動(dòng)。

如果這些管道當中液體的流動(dòng)很平穩，則只會(huì )直接冷卻與管道接觸的液體。從管道中流動(dòng)的液體傳導至管道熱量的多少取決于管道和接觸管道的液體之間的溫度差異。因此，如果與管道接觸的液體得到快速冷卻，那么傳輸的熱量會(huì )比較少。通過(guò)在管道內制造湍流，混合所有液體，將與管道接觸的液體保持高溫以吸收更多熱量，從而使管道內的全部液體得到有效地利用。

變速器冷卻器跟散熱器內的散熱器很相似，不同的只是油液不是與空氣交換熱量，而是與散熱器當中的冷卻液交換熱量。壓力水箱蓋壓力水箱蓋可以將冷卻液的沸點(diǎn)提高25℃。

恒溫器的主要作用是使發(fā)動(dòng)機快速升溫，并保持恒溫。它是通過(guò)調節流經(jīng)散熱器的水量而實(shí)現的。在低溫情況下，散熱器的出口將完全被阻塞，即所有的冷卻液經(jīng)由發(fā)動(dòng)機進(jìn)行再次循環(huán)。冷卻液的溫度一旦升高到82-91℃之間，恒溫器便會(huì )打開(kāi)，從而使液體流經(jīng)散熱器。當冷卻液的溫度達到93-103℃時(shí)，恒溫器將一直保持打開(kāi)狀態(tài)。

冷卻風(fēng)扇與恒溫器類(lèi)似，必須對冷卻風(fēng)扇加以控制以使發(fā)動(dòng)機保持恒溫。前輪驅動(dòng)汽車(chē)裝有電扇，因為發(fā)動(dòng)機通常橫向安裝，即發(fā)動(dòng)機的輸出朝向汽車(chē)的一側。

風(fēng)扇可以通過(guò)恒溫開(kāi)關(guān)或發(fā)動(dòng)機計算機進(jìn)行控制，這些風(fēng)扇將在溫度升高到超過(guò)設定點(diǎn)時(shí)打開(kāi)。當溫度降到低于設定點(diǎn)時(shí)，這些風(fēng)扇將會(huì )關(guān)閉。冷卻風(fēng)扇配備縱向發(fā)動(dòng)機的后輪驅動(dòng)汽車(chē)通常裝有發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)冷卻風(fēng)扇。這些風(fēng)扇具有恒溫控制粘性離合器。該離合器位于風(fēng)扇的中心，被散熱器流出的氣流所包圍。這類(lèi)特殊的粘性離合器有時(shí)更像是全輪驅動(dòng)汽車(chē)的粘性耦合器。當汽車(chē)過(guò)熱時(shí)，打開(kāi)所有車(chē)窗，并且在全速運轉風(fēng)扇時(shí)運行加熱器。這是因為加熱系統實(shí)際上是一個(gè)二級冷卻系統，可以反映汽車(chē)上主冷卻系統的情況。

加熱器管道系統位于汽車(chē)儀表板的暖氣風(fēng)箱實(shí)際上是一種小型散熱器。該加熱器風(fēng)扇使空氣流過(guò)暖氣風(fēng)箱，然后再進(jìn)入汽車(chē)的乘客艙。加熱器風(fēng)箱類(lèi)似于一種小型散熱器。加熱器風(fēng)箱從氣缸蓋吸取出熱的冷卻液，然后又使其重新流回泵中，因此，加熱器在恒溫器打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)均可以運行。

結語(yǔ)

現代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統設計(汽車(chē)發(fā)動(dòng)機保養)要綜合考慮下面的因素：發(fā)動(dòng)機內部的摩擦損失;冷卻系統水泵的功率;燃燒邊界條件，如燃燒室溫度、充量密度、充量溫度等。了解汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統工作原理，統籌考慮每項影響因素，有助于設計性能更加優(yōu)良的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機冷卻系統。