汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成和保養(yǎng)維護(hù)

李曉輝

摘 要：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、變速箱被稱為汽車的三大件，是人們對(duì)于汽車性能最關(guān)注幾個(gè)部分，但是對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)人們卻很少重視，然而，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻作為保障發(fā)動(dòng)機(jī)工作的重要構(gòu)件，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命有著重要的作用。文章就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成和保養(yǎng)維護(hù)工作進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；保養(yǎng)維護(hù)；冷卻系統(tǒng)

前言

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的“心臟”，作為汽車的動(dòng)力之源，在工作時(shí)會(huì)發(fā)出大量的熱，這些熱量如果不及時(shí)排出將會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大的影響，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該具有良好的冷卻系統(tǒng)。文章將就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成和保養(yǎng)維護(hù)工作進(jìn)行闡述。

1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)概念和分類

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)所起的主要作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中超出的部分熱量通過(guò)熱交換釋放出去，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件能夠在合理溫度下作業(yè)，保障發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)主要是通過(guò)汽油、柴油或天然氣等燃料進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸，通過(guò)燃料的氣缸中的發(fā)熱膨脹推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在燃料在氣缸中發(fā)熱膨脹時(shí)，產(chǎn)生的高溫氣體溫度高達(dá)2073～2273K.這些氣體的高溫直接作用于氣缸、活塞等部件，如不對(duì)這些高溫加以控制，隨著溫度的上升，零部件溫度將會(huì)很快達(dá)到其所等承受的極限，進(jìn)而引起失效而卡死或者是汽缸體會(huì)因高溫而導(dǎo)致缸體材料性能的降低，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)零件也會(huì)因潤(rùn)滑不良而加速磨損，所以，應(yīng)當(dāng)對(duì)處于工作狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，進(jìn)而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要處于一個(gè)合適的溫度范圍，既不能過(guò)高也不能過(guò)低，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高將會(huì)產(chǎn)生上述故障，而發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻溫度過(guò)低將會(huì)造成膨脹氣體做功能力下降，從而降低燃油的利用效率，另外，由于冷卻溫度過(guò)低，會(huì)造成氣缸中已經(jīng)氣化的燃油受到冷卻系統(tǒng)的影響凝結(jié)后順著汽缸壁流入到曲軸箱，這種現(xiàn)象在降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油利用率的同時(shí)稀釋了機(jī)油，從而導(dǎo)致機(jī)油無(wú)法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)形成足夠的保護(hù)，導(dǎo)致磨損加劇，所以，在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)需要將發(fā)動(dòng)機(jī)溫度控制在一定區(qū)間，既不能過(guò)高也不能過(guò)低。

1.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)主要功用

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)所起的主要作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中超出的部分熱量通過(guò)熱交換釋放出去，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件能夠在合理溫度下作業(yè)，保障發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)其采用的冷卻介質(zhì)分為風(fēng)冷和水冷，其中，風(fēng)冷顧名思義是通過(guò)采用空氣高速通過(guò)散熱片帶走熱量來(lái)進(jìn)行散熱的，而水冷則是通過(guò)冷卻液來(lái)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱交換帶走熱量來(lái)進(jìn)行冷卻的。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)多采用的是后一種方式來(lái)進(jìn)行散熱的，首先先將發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱量傳遞到冷卻介質(zhì)-水中，而后再通過(guò)散熱片來(lái)將水中的熱量傳遞到空氣中。

2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成

在整個(gè)冷卻系統(tǒng)中，冷卻介質(zhì)是冷卻液，主要零部件有節(jié)溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風(fēng)扇、水溫感應(yīng)器、蓄液罐、采暖裝置（類似散熱器）。下面將就這些部件進(jìn)行介紹。（1）冷卻液：冷卻液又稱防凍液，是由防凍添加劑及防止金屬產(chǎn)生銹蝕的添加劑和水組成的液體，其所起的作用主要是傳導(dǎo)熱量，主要由乙二醇和其他的添加劑構(gòu)成，具有防凍性，防蝕性，熱傳導(dǎo)性和不變質(zhì)的性能。（2）節(jié)溫器：指控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流動(dòng)路徑的閥門(mén)，其是一種自動(dòng)調(diào)溫裝置，通常含有感溫組件，借著膨脹或冷縮來(lái)開(kāi)啟、關(guān)掉冷卻液的流動(dòng)，即根據(jù)冷卻液體溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，改變冷卻液的循環(huán)范圍，以調(diào)節(jié)冷卻系的散熱能力，節(jié)溫器根據(jù)冷卻水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作，可起到節(jié)約能耗等作用。（3）水泵：在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體里，有多條供冷卻水循環(huán)的水道，與置于汽車前部的散熱器（俗稱水箱）通過(guò)水管相連接，構(gòu)成一個(gè)大的水循環(huán)系統(tǒng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的上出水口，裝有一個(gè)水泵，通過(guò)風(fēng)扇皮帶來(lái)帶動(dòng)，把發(fā)動(dòng)機(jī)缸體水道內(nèi)的熱水泵出，把冷水泵入。水泵的作用是對(duì)冷卻液加壓，保證其在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)。（4）散熱器：散熱器冷卻已經(jīng)到達(dá)高溫的冷卻液。當(dāng)散熱器的管子和散熱片暴露在冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流及車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流中時(shí)，散熱器中的冷卻液變冷。汽車散熱器是汽車水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中不可缺少的重要部件，正朝著輕型、高效、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。汽車散熱器結(jié)構(gòu)也不斷適應(yīng)新發(fā)展。（5）散熱風(fēng)扇：主要是在慢速和原地運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟加速風(fēng)的流動(dòng)來(lái)帶走散熱片中的熱量。（6）水溫感應(yīng)器：水溫感應(yīng)器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)開(kāi)啟風(fēng)扇。（7）蓄液罐：蓄液罐的作用是補(bǔ)充冷卻液和緩沖“熱脹冷縮”的變化，所以不要加液過(guò)滿。（8）采暖裝置：采暖裝置在車內(nèi)，一般不太出問(wèn)題。

3 現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的特點(diǎn)

冷卻系統(tǒng)的作用是在所有工況下，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度下工作，冷卻系統(tǒng)匹配的是否合適將直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和燃油經(jīng)濟(jì)性，所以在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算中，散熱器的選型以及風(fēng)扇的匹配對(duì)冷卻系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)的汽車?yán)鋮s系統(tǒng)相比，現(xiàn)代汽車?yán)鋮s系統(tǒng)不但在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方面需要做的更為出色，還應(yīng)在改善燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放等方面進(jìn)行更多的考慮，因此，在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部摩擦率、冷卻系統(tǒng)循環(huán)水的流量、發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的溫度范圍、燃?xì)馀蛎浵禂?shù)等進(jìn)行全方面的考慮。在設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)時(shí)更應(yīng)考慮采用模塊化的設(shè)計(jì)，方便以后的加工、產(chǎn)量和維修方便，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要全面統(tǒng)籌考慮，在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作、改善燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放找到合理的平衡點(diǎn)。溫度設(shè)定點(diǎn)：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的極限值取決于排氣門(mén)周圍區(qū)域最高溫度。在進(jìn)行冷卻穩(wěn)定設(shè)定時(shí)，需要將發(fā)動(dòng)機(jī)上金屬溫度作為監(jiān)測(cè)溫度來(lái)對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制。溫度設(shè)定點(diǎn)可以根據(jù)設(shè)置在排氣門(mén)周圍溫度采集的結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況適時(shí)進(jìn)行升高或者降低，從而使冷卻系統(tǒng)能夠更好的工作，在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作和改善燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放方面進(jìn)行兼顧。

4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的清洗

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱存在爆缸的危險(xiǎn)，要想避免這種惡劣的故障發(fā)生，散熱器就必須正常的工作，關(guān)鍵是保持冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如今的發(fā)動(dòng)機(jī)比過(guò)去的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度更高，這是由于增加了排放控制系統(tǒng)，另外散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)艙以及格柵面積也都變小了，建議每年都對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行一次清洗，從而能夠使散熱器的壽命最大化。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的清理過(guò)程如下：首先，要確保發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷卻狀態(tài)并熄火，取下散熱器蓋確保發(fā)動(dòng)機(jī)是涼的，打開(kāi)散熱器底部的排放塞或水管，讓冷卻液流入水桶里，關(guān)上排放塞并給散熱器注水，打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)，打開(kāi)加熱器控制系統(tǒng)，添加冷卻系統(tǒng)清洗劑，空轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)30分鐘，而后關(guān)掉發(fā)動(dòng)機(jī)讓其冷卻5分鐘，將散熱器內(nèi)液體排空管，而后關(guān)上排放塞，往散熱器注水并讓發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)5分鐘，然后重新注入5050水和乙二醇防凍劑冷卻液的化合物（要適用于汽車以前的那種冷卻液）。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的工作原理及冷卻系統(tǒng)的組成進(jìn)行了介紹，并對(duì)影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的工作因素進(jìn)行了闡述，對(duì)現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中冷卻系統(tǒng)中需要在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作和改善燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放方面進(jìn)行平衡，并對(duì)冷卻系統(tǒng)的清洗過(guò)程進(jìn)行了介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]韓愛(ài)民，周大森.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.