汽車發動機冷卻系統的構成和保養維護

李曉輝

摘 要：汽車發動機、底盤、變速箱被稱為汽車的三大件，是人們對于汽車性能最關注幾個部分，但是對于汽車發動機的冷卻系統人們卻很少重視，然而，汽車發動機冷卻作為保障發動機工作的重要構件，對于發動機的正常運行和發動機的壽命有著重要的作用。文章就汽車發動機冷卻系統的構成和保養維護工作進行闡述。

關鍵詞：發動機；保養維護；冷卻系統

前言

發動機是汽車的“心臟”，作為汽車的動力之源，在工作時會發出大量的熱，這些熱量如果不及時排出將會對發動機造成很大的影響，因此，發動機應該具有良好的冷卻系統。文章將就汽車發動機冷卻系統的構成和保養維護工作進行闡述。

1 汽車發動機冷卻系統簡介

1.1 汽車發動機冷卻系統概念和分類

汽車發動機的冷卻系統所起的主要作用是將發動機工作過程中超出的部分熱量通過熱交換釋放出去，從而使發動機的零部件能夠在合理溫度下作業，保障發動機的正常運轉。發動機主要是通過汽油、柴油或天然氣等燃料進入發動機的氣缸，通過燃料的氣缸中的發熱膨脹推動活塞桿運動，從而將化學能轉化為機械能，在燃料在氣缸中發熱膨脹時，產生的高溫氣體溫度高達2073～2273K.這些氣體的高溫直接作用于氣缸、活塞等部件，如不對這些高溫加以控制，隨著溫度的上升，零部件溫度將會很快達到其所等承受的極限，進而引起失效而卡死或者是汽缸體會因高溫而導致缸體材料性能的降低，同時發動機零件也會因潤滑不良而加速磨損，所以，應當對處于工作狀態下的發動機進行冷卻，進而保證發動機的正常工作。發動機工作時需要處于一個合適的溫度范圍，既不能過高也不能過低，發動機溫度過高將會產生上述故障，而發動機冷卻溫度過低將會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，由于冷卻溫度過低，會造成氣缸中已經氣化的燃油受到冷卻系統的影響凝結后順著汽缸壁流入到曲軸箱，這種現象在降低發動機燃油利用率的同時稀釋了機油，從而導致機油無法對發動機形成足夠的保護，導致磨損加劇，所以，在設計冷卻系統時需要將發動機溫度控制在一定區間，既不能過高也不能過低。

1.2 汽車發動機冷卻系統主要功用

汽車發動機的冷卻系統所起的主要作用是將發動機工作過程中超出的部分熱量通過熱交換釋放出去，從而使發動機的零部件能夠在合理溫度下作業，保障發動機的正常運轉。發動機根據其采用的冷卻介質分為風冷和水冷，其中，風冷顧名思義是通過采用空氣高速通過散熱片帶走熱量來進行散熱的，而水冷則是通過冷卻液來與發動機進行熱交換帶走熱量來進行冷卻的。目前，發動機的冷卻系統多采用的是后一種方式來進行散熱的，首先先將發動機中的熱量傳遞到冷卻介質-水中，而后再通過散熱片來將水中的熱量傳遞到空氣中。

2 汽車發動機冷卻系統的構成

在整個冷卻系統中，冷卻介質是冷卻液，主要零部件有節溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、水溫感應器、蓄液罐、采暖裝置（類似散熱器）。下面將就這些部件進行介紹。（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熱量，主要由乙二醇和其他的添加劑構成，具有防凍性，防蝕性，熱傳導性和不變質的性能。（2）節溫器：指控制發動機冷卻液流動路徑的閥門，其是一種自動調溫裝置，通常含有感溫組件，借著膨脹或冷縮來開啟、關掉冷卻液的流動，即根據冷卻液體溫度的高低自動調節進入散熱器的水量，改變冷卻液的循環范圍，以調節冷卻系的散熱能力，節溫器根據冷卻水溫度自動調節進入散熱器的水量，以保證發動機在合適的溫度范圍內工作，可起到節約能耗等作用。（3）水泵：在汽車發動機的缸體里，有多條供冷卻水循環的水道，與置于汽車前部的散熱器（俗稱水箱）通過水管相連接，構成一個大的水循環系統，在發動機的上出水口，裝有一個水泵，通過風扇皮帶來帶動，把發動機缸體水道內的熱水泵出，把冷水泵入。水泵的作用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系中循環流動。（4）散熱器：散熱器冷卻已經到達高溫的冷卻液。當散熱器的管子和散熱片暴露在冷卻風扇產生的氣流及車輛運動產生的氣流中時，散熱器中的冷卻液變冷。汽車散熱器是汽車水冷發動機冷卻系統中不可缺少的重要部件，正朝著輕型、高效、經濟的方向發展。汽車散熱器結構也不斷適應新發展。（5）散熱風扇：主要是在慢速和原地運行時開啟加速風的流動來帶走散熱片中的熱量。（6）水溫感應器：水溫感應器對發動機的進水溫度進行檢測，當超過設定溫度時開啟風扇。（7）蓄液罐：蓄液罐的作用是補充冷卻液和緩沖“熱脹冷縮”的變化，所以不要加液過滿。（8）采暖裝置：采暖裝置在車內，一般不太出問題。

3 現代汽車發動機冷卻系統的特點

冷卻系統的作用是在所有工況下，保證發動機在最適宜的溫度下工作，冷卻系統匹配的是否合適將直接影響到發動機的使用壽命和燃油經濟性，所以在冷卻系統的設計及計算中，散熱器的選型以及風扇的匹配對冷卻系統起著至關重要的作用。與傳統的汽車冷卻系統相比，現代汽車冷卻系統不但在發動機冷卻方面需要做的更為出色，還應在改善燃料經濟性和降低排放等方面進行更多的考慮，因此，在進行發動機冷卻系統設計時，需要對發動機的內部摩擦率、冷卻系統循環水的流量、發動機缸內的溫度范圍、燃氣膨脹系數等進行全方面的考慮。在設計汽車發動機的冷卻系統時更應考慮采用模塊化的設計，方便以后的加工、產量和維修方便，對發動機冷卻系統設計時需要全面統籌考慮，在發動機正常工作、改善燃料經濟性和降低排放找到合理的平衡點。溫度設定點：汽車發動機工作溫度的極限值取決于排氣門周圍區域最高溫度。在進行冷卻穩定設定時，需要將發動機上金屬溫度作為監測溫度來對冷卻系統進行控制。溫度設定點可以根據設置在排氣門周圍溫度采集的結果進行動態調節，根據發動機的情況適時進行升高或者降低，從而使冷卻系統能夠更好的工作，在發動機正常工作和改善燃料經濟性和降低排放方面進行兼顧。

4 汽車發動機冷卻系統的清洗

汽車發動機長時間過熱存在爆缸的危險，要想避免這種惡劣的故障發生，散熱器就必須正常的工作，關鍵是保持冷卻系統的正常運行，如今的發動機比過去的運轉溫度更高，這是由于增加了排放控制系統，另外散熱器、發動機艙以及格柵面積也都變小了，建議每年都對發動機冷卻系統進行一次清洗，從而能夠使散熱器的壽命最大化。發動機冷卻系統的清理過程如下：首先，要確保發動機處于冷卻狀態并熄火，取下散熱器蓋確保發動機是涼的，打開散熱器底部的排放塞或水管，讓冷卻液流入水桶里，關上排放塞并給散熱器注水，打開發動機，打開加熱器控制系統，添加冷卻系統清洗劑，空轉發動機30分鐘，而后關掉發動機讓其冷卻5分鐘，將散熱器內液體排空管，而后關上排放塞，往散熱器注水并讓發動機空轉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 結束語

文章對汽車發動機的冷卻系統的工作原理及冷卻系統的組成進行了介紹，并對影響汽車發動機冷卻系統的工作因素進行了闡述，對現代汽車發動機中冷卻系統中需要在發動機正常工作和改善燃料經濟性和降低排放方面進行平衡，并對冷卻系統的清洗過程進行了介紹。

參考文獻

[1]韓愛民，周大森.發動機冷卻系統技術參數[M].機械工業出版社，2006.