汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識（上）

■文／劉兵

雖然汽油發(fā)動機(jī)已進(jìn)行了大量改進(jìn)，但是在將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的過程中，汽油發(fā)動機(jī)的效率仍然不高。汽油中的大部分能量（約70%）被轉(zhuǎn)換成熱量，而散發(fā)這些熱量則是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的任務(wù)。事實(shí)上，一輛在高速公路上行駛的汽車，其冷卻系統(tǒng)所散失的熱量足以供兩個普通房屋取暖！冷卻系統(tǒng)的主要工作是將熱量散發(fā)到空氣中以防止發(fā)動機(jī)過熱，但冷卻系統(tǒng)還有其他重要作用。

汽車中的發(fā)動機(jī)在適當(dāng)?shù)母邷貭顟B(tài)下運(yùn)行狀況最好。如果發(fā)動機(jī)變冷，就會加快組件的磨損，從而使發(fā)動機(jī)效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷卻系統(tǒng)的另一重要作用是使發(fā)動機(jī)盡快升溫，并使其保持恒溫 。

首先，讓我們先了解一下基礎(chǔ)知識。燃料在汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)持燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的熱量大部分從排氣系統(tǒng)中排出，但仍有部分熱量滯留在發(fā)動機(jī)中，從而使其升溫。當(dāng)冷卻液的溫度約為93℃時，發(fā)動機(jī)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，在這個溫度下：燃燒室的溫度足以使燃料完全蒸發(fā)，因此可以更好地使燃料燃燒并減少氣體排放。如果用于潤滑發(fā)動機(jī)的潤滑油較稀薄，黏稠度較低，則發(fā)動機(jī)零件可以更靈活地運(yùn)轉(zhuǎn)，而發(fā)動機(jī)在圍繞自身部件旋轉(zhuǎn)的過程中消耗的能量也將減少，金屬零件更不易磨損。

汽車?yán)鋮s系統(tǒng)分為兩種類型：液冷和風(fēng)冷。

液冷。液冷汽車的冷卻系統(tǒng)通過發(fā)動機(jī)中的管道和通路進(jìn)行液體的循環(huán)。當(dāng)液體流經(jīng)高溫發(fā)動機(jī)時會吸收熱量，從而降低發(fā)動機(jī)的溫度。液體流過發(fā)動機(jī)后，轉(zhuǎn)而流向熱交換器（或散熱器），液體中的熱量通過熱交換器散發(fā)到空氣中。

風(fēng)冷。某些早期的汽車采用風(fēng)冷技術(shù)，但現(xiàn)代的汽車幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發(fā)動機(jī)中進(jìn)行液體循環(huán)，而是通過發(fā)動機(jī)缸體表面附著的鋁片對氣缸進(jìn)行散熱。一個功率強(qiáng)大的風(fēng)扇向這些鋁片吹風(fēng)，使其向空氣中散熱，從而達(dá)到冷卻發(fā)動機(jī)的目的。

汽車的液冷系統(tǒng)中有大量管道，我們從泵開始逐一考察整個系統(tǒng)，并將對系統(tǒng)的各個部件進(jìn)行詳細(xì)說明。

泵將液體輸送至發(fā)動機(jī)缸體后，液體便開始在氣缸周圍的發(fā)動機(jī)通道里流動，接著，液體又通過發(fā)動機(jī)的氣缸蓋返回。恒溫器位于液體流出發(fā)動機(jī)的位置，如果恒溫器關(guān)閉，則液體將經(jīng)過恒溫器周圍的管道直接流回到泵；如果恒溫器打開，液體將首先流入散熱器，然后再流回泵。

加熱系統(tǒng)也有一個單獨(dú)的循環(huán)過程。該循環(huán)從氣缸蓋開始輸送液體，使其流經(jīng)加熱器風(fēng)箱，然后又流回泵。

對于配備有自動變速箱的汽車，通常會有一個獨(dú)立的循環(huán)過程來冷卻內(nèi)置于散熱器的變速箱油液。變速箱油液由變速箱通過散熱器內(nèi)另一個熱交換器抽吸得到。

汽車可以在遠(yuǎn)低于0℃到遠(yuǎn)高于38℃的寬泛溫度范圍內(nèi)工作。因此，不管使用何種液體對發(fā)動機(jī)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，不適用于汽車發(fā)動機(jī)。大多數(shù)汽車使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液（C2H6O2），也稱作防凍液。通過將乙二烯乙二醇添加到水中，可以顯著提高沸點(diǎn)、降低凝固點(diǎn)。

冷卻液的溫度有時可達(dá)到121—135℃。即使添加了乙二烯乙二醇，這么高的溫度仍然會使冷卻液沸騰，所以需要使用其他的方法提高冷卻液的沸點(diǎn)。

冷卻系統(tǒng)通過施加壓力可以進(jìn)一步提高冷卻液的沸點(diǎn)。正如高壓鍋中的水可以達(dá)到較高沸點(diǎn)一樣，通過對系統(tǒng)加壓可以提高冷卻液的沸點(diǎn)。大多數(shù)汽車都具有每平方厘米0.98—1.05千克的壓力限制，這可將沸點(diǎn)提高25℃，以便使冷卻液可以承受高溫。防凍液也含有抗腐蝕的添加劑。水泵是由連接發(fā)動機(jī)曲軸的皮帶驅(qū)動的簡易離心泵。每當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，水泵就會使液體進(jìn)行循環(huán)。水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時通過離心力將液體輸送到外面，并從中部持續(xù)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)動機(jī)。從泵流出的液體首先流經(jīng)發(fā)動機(jī)缸體和氣缸蓋，然后流入散熱器，最后返回到泵。（未完待續(xù)）?