汽车的冷却系统,这样子解释一目了然

一、汽车冷却系统简介
冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热。虽然汽油发动机已进行了大量改进,但是在将化学能转换成机械能的过程中,汽油发动机的效率仍然不高。汽油中的大部分能量(约70%)被转换成热量,而散发这些热量则是汽车冷却系统的任务。事实上,一辆在高速公路上行驶的汽车,其冷却系统所散失的热量足以供两个普通房屋取暖!
如果发动机变冷,就会加快组件的磨损,从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此,冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温,并使其保持恒温。燃料在汽车发动机内持续燃烧。燃烧过程中产生的热量大部分从排气系统中排出,但仍有部分热量滞留在发动机中,从而使其升温。当冷却液的温度约为93℃时,发动机达到最佳运行状态。在这个温度下:燃烧室的温度足以使燃料完全蒸发,因此可以更好地使燃料燃烧并减少气体排放。如果用于润滑发动机的润滑油较稀薄,粘稠度较低,则发动机零件可以更灵活地运转,而发动机在围绕自身部件旋转的过程中消耗的能量也将减少,金属零件更不易磨损。
二、汽车冷却系统的类型
(1)液冷
液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量,从而降低发动机的温度。液体流过发动机后,转而流向热交换器(或散热器),液体中的热量通过热交换器散发到空气中。
(2)风冷
某些早期的汽车采用风冷技术,但现代的汽车几乎不使用这种方法了。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。
因为大多数汽车采用的是液冷,所以本文将着重对液冷系统进行说明。汽车中的冷却系统中有大量管道。我们从泵开始逐一考察整个系统,在下一节,我们将对系统的各个部件进行详细说明。
泵将液体输送至发动机缸体后,液体便开始在气缸周围的发动机通道里流动。接着,液体又通过发动机的气缸盖返回。 恒温器位于液体流出发动机的位置。如果恒温器关闭,则液体将经过恒温器周围的管道直接流回到泵。如果恒温器打开,液体将首先流入散热器,然后再流回泵。加热系统也有一个单独的循环过程。该循环从气缸盖开始输送液体,使其流经加热器风箱,然后又流回泵。对于配备有自动变速器的汽车,通常会有一个独立的循环过程来冷却内置于散热器的变速器油液。变速器油液由变速器通过散热器内另一个热交换器抽吸得到。汽车可以在远低于零摄氏度到远高于38℃的宽泛温度范围内工作。
三、冷却系统构成
冷却系统由散热器、水泵、散热器电子扇总成、节温器、水泵总成、散热器补水壶、散热器风扇、散热器下护板、散热器盖、散热器上护板、节温器盖、水泵皮带轮、散热器风扇叶、三通、散热器水温传感器、散热器风圈、散热器风扇、水管、散热网、散热器风扇电机、上下水管、散热器风扇偶合器、散热器支架、温控开关等构成。
1)冷却液
冷却液又称防冻液,是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。它需要具有防冻性,防蚀性,热传导性和不变质的性能。现在经常使用乙二醇为主要成分,加有防腐蚀添加及水的防冻液。冷却液用水最好是软水,可防止发动机水套产生水垢,造成传热受阻,发动机过热。在水中加入防冻剂同时提高了冷却液的沸点,可起到防止冷却液过早沸腾的附加作用。另外,冷却液中还含有泡沫抑制剂,可以抑制空气在水泵叶轮搅动下产生泡沫,妨碍水套壁散热。
2)节温器
节温器是决定走“冷车循环”,还是“正常循环”的。节温器在80℃后开启,95℃时开度最大。节温器不能关闭,会使循环从开始就进入“正常循环”,这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活,会使冷却液无法经过散热器循环,造成温度过高,或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时,散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。
3)水泵
水泵的作用是对冷却液加压,保证其在冷却系中循环流动。水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液,轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时,最先应该注意的是水泵皮带,检查皮带是否断裂或松动。
4)散热器
发动机工作时,冷却液在散热器芯内流动,空气在散热器芯外通过,热的冷却液由于向空气散热而变冷。散热器上还有一个重要的小零件,就是散热器盖,这小零件很容易被忽略。随着温度变化,冷却液会“热胀冷缩”,散热器器因冷却液的膨胀而内压增大,内压到一定时,散热器盖开启,冷却液流到蓄液罐;当温度降低,冷却液回流入散热器。如果蓄液罐中的冷却液不见减少,散热器液面却有降低,那么,散热器盖就没有工作!
5)散热风扇
正常行驶中,高速气流已足以散热,风扇一般不会在这时候工作;但在慢速和原地运行时,风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。
6)水温感应器
水温感应器其实是一个温度开关,当发动机进水温度超出90℃以上,水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常,而温度升高时,风扇不转,水温感应器和风扇本身就需要检查。
7)蓄液罐
蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化,所以不要加液过满。如果蓄液罐完全用空,就不能仅仅在罐中加液,需要开启散热器盖检查液面并添加冷却液,不然蓄液罐就失去功用。
四、冷却系统的作用
发动机工作时,气缸内的气体温度可高达1727℃~2527℃,若不及时冷却,将造成发动机零部件温度过高,尤其是直接与高温气体接触的零件,会因受热膨胀影响正常的配合间隙,导致运动件受阻甚至卡死。此外,高温还会造成发动机零部件的机械强度下降,使润滑油失去作用等。冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷,如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水,然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀,效果好,而且发动机运转噪音小,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系统。

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