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(gè)行業(yè)、各個(gè)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(guó)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(shì)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(guò)低，會(huì)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(huì)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(guò)低還會(huì)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(lái)認(rèn)識(shí)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(gè)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(wèn)題；

一，問(wèn)題就在這個(gè)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(dòng)冷卻循環(huán)水進(jìn)入60mm粗管的三通時(shí)，那么它的流動(dòng)就會(huì)被大于5倍的60mm粗管里面的不流動(dòng)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(dòng)那么20mm細(xì)管里面的冷卻循環(huán)水是不流動(dòng)的，20mm細(xì)管的冷卻循環(huán)水如果要流動(dòng)一定是需要有5倍以上的動(dòng)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(dòng)。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(dòng)的，那么20mm細(xì)管道的冷卻循環(huán)水流動(dòng)到這里就會(huì)隨著60mm粗管冷卻循環(huán)水流動(dòng)方向流動(dòng)，2、60mm粗管里面的冷卻循環(huán)水是不流動(dòng)的，那么20mm細(xì)管的冷卻循環(huán)水在這里就會(huì)停止流動(dòng)，上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)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(huì)隨著20mm細(xì)管道中的壓力的水流方向流動(dòng)。

三，再有冷卻循環(huán)系統(tǒng)的流程不合理，問(wèn)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(shuō)過(guò)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(gè)冷卻循環(huán)管道變成兩個(gè)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(shí)間內(nèi)溫度最快的提高并且保持這個(gè)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(gè)管道，由原來(lái)的一個(gè)管道增加到兩個(gè)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(gè)管道與原來(lái)的管道的角度一定是15度，角度過(guò)大或過(guò)小都不可能達(dá)到這樣效果。由原來(lái)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(lái)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(lái)的這個(gè)管道連接在一起，組成了一個(gè)新的異徑三通管件，這個(gè)異徑三通管件的一個(gè)管徑是20mm兩個(gè)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(lái)自內(nèi)燃機(jī)缸蓋上面的節(jié)溫器下面的20mm的那個(gè)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(gè)管道安裝連接到這個(gè)管道上面，這樣就成了一個(gè)獨(dú)立的管道，形成了一個(gè)獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)，流體動(dòng)力學(xué)原理是當(dāng)液體溫度升高液體就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理液體在受到溫度的作用下就會(huì)產(chǎn)生向上的動(dòng)力，溫度越高動(dòng)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(gè)增加的20mm管道的循環(huán)系統(tǒng)中就體現(xiàn)出來(lái)了非常明顯的優(yōu)勢(shì)。看看它的是怎樣發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)剛剛開(kāi)始工作時(shí)，1節(jié)溫器主閥的溫度沒(méi)有達(dá)到70度時(shí)，冷卻循環(huán)水從副閥經(jīng)過(guò)管道進(jìn)入缸體，隨著內(nèi)燃機(jī)溫度的不斷提高就會(huì)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(gè)獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，從這個(gè)20mm管道出來(lái)的帶有溫度的冷卻水它的流動(dòng)不會(huì)有任何的阻力就會(huì)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(shí)間內(nèi)使溫度最快的提高并且保持這個(gè)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(shí)60mm的管道里面的循環(huán)水就會(huì)經(jīng)過(guò)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(gè)管道進(jìn)行冷卻循環(huán)的兩個(gè)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(lái)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(shí)它的轉(zhuǎn)速是3500轉(zhuǎn)，溫度高于60度時(shí)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)中使用了同時(shí)出廠的兩輛一汽佳寶Q426內(nèi)燃機(jī)汽車，在我國(guó)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(cè)試得出的結(jié)論是可以節(jié)能減排5%-15%不等，安裝這個(gè)進(jìn)水管的內(nèi)燃機(jī)比沒(méi)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(shí)提前5分鐘，冬天環(huán)境溫度零下15度時(shí)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(dòng)的初始溫度到內(nèi)燃機(jī)溫度達(dá)到60度時(shí)這個(gè)之間時(shí)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(gè)作用就是利用內(nèi)燃機(jī)的熱源來(lái)改變駕駛室的環(huán)境溫度，比如在長(zhǎng)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(kāi)始一直到零下10幾度，如果在東北還會(huì)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(lái)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(méi)有安裝的汽車需要20分鐘。綜上所述通過(guò)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個(gè)技術(shù)方案目前為止是成熟的、可行的，已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家專利，同時(shí)也需要在今后的使用中繼續(xù)研究，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)新出現(xiàn)的問(wèn)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(wèn)題