水冷式冷卻循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能環(huán)保

黃義+岳自清

內(nèi)燃機(jī)的誕生到現(xiàn)在已經(jīng)130多年歷史，它在各個行業(yè)、各個領(lǐng)域甚至是我們?nèi)粘Ｉ钪卸加蟹浅V泛的應(yīng)用。它小的30ccF-130型3馬力汽油航模內(nèi)燃機(jī)，大到德國制造的MAN船用120000馬力柴油內(nèi)燃機(jī)，

以燃料分為汽油、柴油、天然氣三種。以冷卻循環(huán)系統(tǒng)形式劃分為兩種，一種是風(fēng)冷式冷卻循環(huán)系統(tǒng)，一種是水冷式冷卻循式環(huán)系統(tǒng)。

水冷式內(nèi)燃機(jī)以它特有的冷卻循環(huán)方式和最佳的熱利用率以及成熟的技術(shù)方面的巨大優(yōu)勢而被認(rèn)可，在內(nèi)燃機(jī)的使用中占有98%的比例。

內(nèi)燃機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的溫度控制一定要適度，如果冷卻溫度過低，會使內(nèi)燃機(jī)傳熱損失增加，內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性變差，此外還會引起下述不良后果：燃油蒸發(fā)霧化不良，燃燒惡化，低溫下機(jī)油粘度增大，使摩擦損失增大；溫度過低還會使氣缸的腐蝕磨損加劇，增加使用的經(jīng)濟(jì)成本，嚴(yán)重的污染大氣自然空氣環(huán)境。

我們先來認(rèn)識一下水冷式冷卻循環(huán)內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)系統(tǒng)，它是由1節(jié)溫器、2水泵、3缸體、缸蓋、4散熱器、5風(fēng)扇和6各種直徑不同的管道，管件組成的一個完整的循環(huán)系統(tǒng)。

水冷式冷卻循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)存在的問題；

一，問題就在這個異徑三通的結(jié)構(gòu)、安裝位置不合理，異徑三通的直徑一端是20mm，兩端直徑是60mm。20mm細(xì)管一端連接的是節(jié)溫器，一端連接的是異徑三通的20mm一端，當(dāng)20mm細(xì)管管道的流動冷卻循環(huán)水進(jìn)入60mm粗管的三通時，那么它的流動就會被大于5倍的60mm粗管里面的不流動的冷卻循環(huán)水所限制，60mm粗管里面的冷卻循環(huán)水如果不流動那么20mm細(xì)管里面的冷卻循環(huán)水是不流動的，20mm細(xì)管的冷卻循環(huán)水如果要流動一定是需要有5倍以上的動力才可以克服60mm粗管里面的阻力然后同60mm粗管里面的冷卻循環(huán)水一起流動。這是結(jié)構(gòu)不合理。

二，管道連接方式不合理造成冷卻循環(huán)流程的不合理，1、異徑三通里面的60mm粗管的冷卻循環(huán)水是流動的，那么20mm細(xì)管道的冷卻循環(huán)水流動到這里就會隨著60mm粗管冷卻循環(huán)水流動方向流動，2、60mm粗管里面的冷卻循環(huán)水是不流動的，那么20mm細(xì)管的冷卻循環(huán)水在這里就會停止流動，上面已經(jīng)說過的原因，3、20mm細(xì)管道中的冷卻循環(huán)水的壓力大于60mm粗管道的壓力，60mm粗管道中的冷卻循環(huán)水會隨著20mm細(xì)管道中的壓力的水流方向流動。

三，再有冷卻循環(huán)系統(tǒng)的流程不合理，問題還在異徑三通的結(jié)構(gòu)和安裝位置上面，還是一，上面說過的，這是冷卻循環(huán)系統(tǒng)的不合理的地方。

現(xiàn)在我們讓水冷式冷卻內(nèi)燃機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)的異徑三通結(jié)構(gòu)改變，流程改變，讓它由一個冷卻循環(huán)管道變成兩個冷卻循環(huán)管道，讓它發(fā)揮更好的節(jié)能減排作用，使內(nèi)燃機(jī)在最短的時間內(nèi)溫度最快的提高并且保持這個溫度，讓內(nèi)燃機(jī)發(fā)揮最佳工作狀態(tài)，達(dá)到最佳熱效率利用。

就是從內(nèi)燃機(jī)缸體進(jìn)水管道上面再增加了一個管道，由原來的一個管道增加到兩個管道，增加管道的直徑與節(jié)溫器管道直徑相同是20mm，形狀是Y型。增加的這個管道與原來的管道的角度一定是15度，角度過大或過小都不可能達(dá)到這樣效果。由原來的一條管道改變成兩條管道，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的改變也就改變了流程，由原來的一條進(jìn)水管道改變成兩條進(jìn)水管道，把節(jié)溫器的管道和原來的這個管道連接在一起，組成了一個新的異徑三通管件，這個異徑三通管件的一個管徑是20mm兩個管徑是60mm，功能也是進(jìn)行循環(huán)作用的，只是它的管道里面的水是來自內(nèi)燃機(jī)缸蓋上面的節(jié)溫器下面的20mm的那個管道，（也有的內(nèi)燃機(jī)的管道的位置是在內(nèi)燃機(jī)的缸蓋上面的直徑一般也是20mm）我們把這個管道安裝連接到這個管道上面，這樣就成了一個獨(dú)立的管道，形成了一個獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)，流體動力學(xué)原理是當(dāng)液體溫度升高液體就會向上運(yùn)動，根據(jù)流體動力學(xué)原理液體在受到溫度的作用下就會產(chǎn)生向上的動力，溫度越高動力性越強(qiáng)，流速越快，這樣內(nèi)燃機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)在這個增加的20mm管道的循環(huán)系統(tǒng)中就體現(xiàn)出來了非常明顯的優(yōu)勢?？纯此氖窃鯓影l(fā)揮其優(yōu)勢的，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)剛剛開始工作時，1節(jié)溫器主閥的溫度沒有達(dá)到70度時，冷卻循環(huán)水從副閥經(jīng)過管道進(jìn)入缸體，隨著內(nèi)燃機(jī)溫度的不斷提高就會進(jìn)行不斷的良性循環(huán)，避免克服了所有的阻力順利進(jìn)入這個獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，從這個20mm管道出來的帶有溫度的冷卻水它的流動不會有任何的阻力就會直接進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)缸體，它能夠快速的提高內(nèi)燃機(jī)的溫度，并且能保持內(nèi)燃機(jī)溫度始終在高溫狀態(tài)下工作，使內(nèi)燃機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)使溫度最快的提高并且保持這個溫度，讓內(nèi)燃機(jī)的效率發(fā)揮到最佳工作狀態(tài)，達(dá)到最佳熱效率利用。2當(dāng)溫度達(dá)到70度時60mm的管道里面的循環(huán)水就會經(jīng)過散熱器散熱后進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)完成循環(huán)流程。這樣就形成了有兩個管道進(jìn)行冷卻循環(huán)的兩個冷卻循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)溫度的變化發(fā)揮不同的循環(huán)作用來共同完成內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)工作。

當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度低于60度時它的轉(zhuǎn)速是3500轉(zhuǎn)，溫度高于60度時內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)中使用了同時出廠的兩輛一汽佳寶Q426內(nèi)燃機(jī)汽車，在我國南方的廣東省，福建省，北方的河北省，吉林省，黑龍江省，加注相同數(shù)量的燃油測試得出的結(jié)論是可以節(jié)能減排5%-15%不等，安裝這個進(jìn)水管的內(nèi)燃機(jī)比沒有安裝進(jìn)水管的內(nèi)燃機(jī)提前（夏天環(huán)境溫度零上10度時提前5分鐘，冬天環(huán)境溫度零下15度時提前15分鐘）5-15分鐘使內(nèi)燃機(jī)的溫度達(dá)到60度，（只是在汽車剛剛發(fā)動的初始溫度到內(nèi)燃機(jī)溫度達(dá)到60度時這個之間時間內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果）這樣就節(jié)約5—15分鐘的內(nèi)燃機(jī)高轉(zhuǎn)速燃油的噴人量，變成了內(nèi)燃機(jī)提前進(jìn)入低轉(zhuǎn)速工作，減少5—15分鐘高轉(zhuǎn)速的尾氣排放，也有內(nèi)燃機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不是這樣的，它的20mm的細(xì)管道不是安裝在節(jié)溫器下面這一類的內(nèi)燃機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)也可以改變成我們現(xiàn)在的這種冷卻循環(huán)系統(tǒng)的，內(nèi)燃機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)還有另一個作用就是利用內(nèi)燃機(jī)的熱源來改變駕駛室的環(huán)境溫度，比如在長江以北地區(qū)，以及東北，西北地區(qū)到了每年10月份氣溫從零度左右開始一直到零下10幾度，如果在東北還會低到零下30°以下，駕駛員坐進(jìn)駕駛室因?yàn)轳{駛員本身的熱量，還有從駕駛員呼出去的帶有溫度的空氣到擋風(fēng)玻璃上面聚集成霜，影響視線，到了嚴(yán)冬汽車前面還要有皮革制作的棉被用來做保溫，溫度很難在零下的環(huán)境溫度中提高和保持，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是安裝了我們的進(jìn)水管的汽車駕駛室溫度從初始溫度到60度需要5分鐘，沒有安裝的汽車需要20分鐘。綜上所述通過我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個技術(shù)方案目前為止是成熟的、可行的，已經(jīng)申請了國家專利，同時也需要在今后的使用中繼續(xù)研究，能夠及時的發(fā)現(xiàn)新出現(xiàn)的問題用更加完善和先進(jìn)的技術(shù)加以解決這些新出現(xiàn)的問題