汽车发动机冷却系统探究

汽车发动机冷却系统探究

张冬冬,高鹏

长城汽车股份有限公司 河北省保定市 071000   长城汽车股份有限公司 河北省保定市 071000

摘要：汽车发动机冷却系统是整车的重要系统。其功能是及时将发动机内产生的热量分配给外界，使发动机不会过热，并能正常工作。本文从冷却系统的组成、冷却系统的特点、冷却系统的构造、冷却系统的工作原理、冷却系统的检修五大方面简单介绍了汽车发动机冷却系统的基本情况。

关键词：发动机；冷却系统；散热

前言：当发动机运行时，燃料产生的热量约为15%至30%，这需要被发动机冷却系统带走。冷却系统的功能是适当冷却发动机和传动设备，以使受热部件传递的热量及时分散，从而使发动机和变速器能够在适当的热条件下可靠和有效地工作。同时，良好的冷却系统能保证发动机在各种工况下的最佳温度，使系统部件匹配性好、功耗低、加工成本低。因此，必须有效地冷却发动机机体。

1、概述

随着汽车工业的发展，发动机采用了更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热密度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求，因为此时发动机产生的热量最大。然而，在部分负荷时，冷却系统会发生功率损失，即水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短，因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。一个正常、高效的冷却系统直接影响着发动机的燃油经济性、加速性、可靠性以及使用寿命。

2、冷却系统的组成

水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成：

（1）散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。散热器兼作储水及散热作用，再此之上还装有膨胀水箱。

（2）水泵和节温器。发念头是由冷却液的循环来实现的，强力压制冷却液循环的器件是水泵，它由曲轴皮带带动，鞭策冷却液在整个系统内循环。实现冷却液做不同循环的节制器件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的质料（石蜡或乙醚之类的质料）做开关阀门，当水温高时质料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时质料收缩关闭阀门，冷却液小循环。

（3）风扇。为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强力压制通风。

（4）冷却媒质。虽然我们称其为水冷，但冷却媒质并不是单纯的水，而是由水、防冻液和各种专门用途的双氧水组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%～50%，提高了液体的凝固点，防止在低温下结冰而损坏发念头。

3、冷却系统的构造

常用的水冷式发念头的主要器件：

（1）冷却液，冷却液指清洁的软水，不是什么水都可以当作冷却液的，越娇贵的车对水质的要求越高。比如，清澈的泉水，虽然清澈，看起来也洁净，但泉水中含有大量的矿物质，如果加入发念头的冷却系统中，就会产生大量的水垢，影响冷却系统正常作用的发挥，可见，冷却液水质的好坏是相当重要的，国际上遍及使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。

（2）汽缸水套，它相当于发念头燃烧室周围的水道，当发念头产生大量的热时，汽缸水套将发挥降温的作用在发念头中，水和油的管道泾渭分明、互不干预，如果发现冷却液中有油，就说明水道和油路发生了穿孔征象，一旦出现这种情况，水温表的水温会急剧上升，这时一定要及时采纳措施。

（3）散热水箱和冷却风扇，散热水箱从外观看状似蜂窝，做成这种形状是为了增加水箱的散热面积，以加强散热效果；冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装的，汽车在高速行驶过程中，冷却风扇将外面的空气吸引进来，利用自然风，起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电念头风扇，用装在散热器上的温度节制开关来节制，当散热器中冷却液温度降落至93～98℃时风扇停转。

（4）冷却水泵和节温器，冷却液在冷却系统中的流动，首要依靠冷却水泵的动力；节温器能感知发念头的工作温度，低温时，它封住水套中的水，令其在水套内流动，当达到一定温度时再打开，让水流入散热水箱，发挥散热作用。这里值得说明的是，切勿将节温器摘掉，不然会导致发念头过冷而难于启动。

4、冷却系统工作原理

冷却系的功用就是使发念头在不论什么工况下都得到适度的冷却，从而保持在相宜的温度（冷却液温度）下工作。汽车冷却系统分为两种类型：液冷和风冷。

（1）水冷系。水冷系是以冷却液为冷却介质，通过冷却液将高温零件的热量带走，再以一定的方式散发到大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置。

（2）风冷系。这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风，使其向空气中散热，从而达到冷却发动机的目的。

5、冷却系统的特点

传统冷却系统的作用是可靠地保护发念头，而还应具备改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑底下的因素：发念头内部的摩擦损掉；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。先进的冷却系统接纳系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发念头正常工作，又提高发念头效率和削减排放。
6、冷却系统的检修

常见引起发念头过热的原因有：冷却空气流量削减（如散热器阻塞等）；散热风扇不工作；低速上坡，环境温度过高；V型皮带过松，转动效率差；以及缸体有水垢，节温器掉效，水泵损坏，热敏开关掉灵等。为防止冷却液温度过高，在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当，以防发念头在负荷工作时间过长。必须注意以下要点：

（1）保持冷却系（尤其散热器）外部和内部清洁，是提高散热效能的重要条件。

（2）按划定使用防冻冷却液，保持冷却液数量充足。

（3）应保持风扇皮带张紧力适当，风扇正常工作。

（4）热敏开干系接良好，若有松动会影响风扇换档变速及正常运转；如果发现冷却系溢水，应及时检查节温器技能状况。

（5）防止发念头大负荷、长时间工作，以免水温过高；上坡及时换档，减轻负荷。

结语：汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的，发念头就如同人类的心脏，如果欠好好保护就会受到威胁，现在随着科技发展，冷却系统不像以往那样只是单纯的水冷循环，现在冷却系统智能节制很受欢迎，于是在以后的汽车发展中，单纯的冷却系统不会站主导位置了，虽然智能节制要求很高，但是在高级轿车中很实用，它代表着未来冷却系统的发现方向，智能冷却系统节制将会作为标准装配在汽车上，未来一段时间在冷却系统中将占主导位置；而智能节制将会采取提高发念头的使用寿命，保障汽车的安全行驶，提高人身安全等措施，将来智能节制冷却系统的发展将占主导位置。

参考文献：

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[2]赵越.汽车发动机冷却系统检测与维修研究[J].科学与财富,2019,000(014):80.

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