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          淺談汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理

          作者: 時(shí)間:2012-10-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          前言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/196348.htm

          的功用就是使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都得到適度的冷卻,從而保持在適宜的溫度下工作。目前,不僅能夠保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),而且還具有改善燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放的作用。為了大家更好的了解,本文將詳細(xì)介紹汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

          汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的主要工作是將熱量散發(fā)到空氣中以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱,但冷卻系統(tǒng)還有其他重要作用。汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)母邷貭顟B(tài)下運(yùn)行狀況最好。如果發(fā)動(dòng)機(jī)變冷,就會(huì)加快組件的磨損,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低并且排放出更多污染物。因此,冷卻系統(tǒng)的另一重要作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快升溫,并使其保持恒溫。

          汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

          汽車?yán)鋮s系統(tǒng)分為兩種類型:液冷和風(fēng)冷。液冷液冷汽車的冷卻系統(tǒng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)中的管道和通路進(jìn)行液體的循環(huán)。當(dāng)液體流經(jīng)高溫發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)吸收熱量,從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度。液體流過發(fā)動(dòng)機(jī)后,轉(zhuǎn)而流向熱交換器(或散熱器),液體中的熱量通過熱交換器散發(fā)到空氣中。風(fēng)冷某些早期的汽車采用風(fēng)冷技術(shù),但現(xiàn)代的汽車幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)行液體循環(huán),而是通過發(fā)動(dòng)機(jī)缸體表面附著的鋁片對(duì)氣缸進(jìn)行散熱。一個(gè)功率強(qiáng)大的風(fēng)扇向這些鋁片吹風(fēng),使其向空氣中散熱,從而達(dá)到冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。因?yàn)榇蠖鄶?shù)汽車采用的是液冷,管道系統(tǒng)汽車中的冷卻系統(tǒng)中有大量管道。

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          泵將液體輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)缸體后,液體便開始在氣缸周圍的發(fā)動(dòng)機(jī)通道里流動(dòng)。接著,液體又通過發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋返回恒溫器位于液體流出發(fā)動(dòng)機(jī)的位置。如果恒溫器關(guān)閉,則液體將經(jīng)過恒溫器周圍的管道直接流回到泵。如果恒溫器打開,液體將首先流入散熱器,然后再流回泵。

          加熱系統(tǒng)也有一個(gè)單獨(dú)的循環(huán)過程。該循環(huán)從氣缸蓋開始輸送液體,使其流經(jīng)加熱器風(fēng)箱,然后又流回泵。對(duì)于配備有自動(dòng)變速器的汽車,通常會(huì)有一個(gè)獨(dú)立的循環(huán)過程來冷卻內(nèi)置于散熱器的變速器油液。變速器油液由變速器通過散熱器內(nèi)另一個(gè)熱交換器抽吸得到。液體汽車可以在遠(yuǎn)低于零攝氏度到遠(yuǎn)高于38℃的寬泛溫度范圍內(nèi)工作。

          因此,不管使用何種液體對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行降溫,其必須具有非常低的凝固點(diǎn)、很高的沸點(diǎn)以及能吸收大量熱量。水是吸收熱量的最有效的液體之一,但水的凝固點(diǎn)太高,不適用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。大多數(shù)汽車使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液(c2h6o2),也稱為防凍液。通過將乙二烯乙二醇添加到水中,可以顯著提高沸點(diǎn)、降低凝固點(diǎn)。

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          每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),水泵就會(huì)使液體進(jìn)行循環(huán)。類似于汽車中使用的離心泵水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過離心力將液體輸送到外面,并從中部持續(xù)抽吸液體。泵的入口位于離中心較近的位置,因此從散熱器返回的液體可以接觸到泵葉片。泵葉片將液體送至泵的外部,液體由這里進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。從泵流出的液體首先流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋,然后流入散熱器,最后返回到泵。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋具有許多通過鑄造或機(jī)械加工而成的通道,以便于液體流動(dòng)。

          如果這些管道當(dāng)中液體的流動(dòng)很平穩(wěn),則只會(huì)直接冷卻與管道接觸的液體。從管道中流動(dòng)的液體傳導(dǎo)至管道熱量的多少取決于管道和接觸管道的液體之間的溫度差異。因此,如果與管道接觸的液體得到快速冷卻,那么傳輸?shù)臒崃繒?huì)比較少。通過在管道內(nèi)制造湍流,混合所有液體,將與管道接觸的液體保持高溫以吸收更多熱量,從而使管道內(nèi)的全部液體得到有效地利用。

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          變速器冷卻器跟散熱器內(nèi)的散熱器很相似,不同的只是油液不是與空氣交換熱量,而是與散熱器當(dāng)中的冷卻液交換熱量。壓力水箱蓋壓力水箱蓋可以將冷卻液的沸點(diǎn)提高25℃。

          恒溫器的主要作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)快速升溫,并保持恒溫。它是通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的水量而實(shí)現(xiàn)的。在低溫情況下,散熱器的出口將完全被阻塞,即所有的冷卻液經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行再次循環(huán)。冷卻液的溫度一旦升高到82-91℃之間,恒溫器便會(huì)打開,從而使液體流經(jīng)散熱器。當(dāng)冷卻液的溫度達(dá)到93-103℃時(shí),恒溫器將一直保持打開狀態(tài)。

          冷卻風(fēng)扇與恒溫器類似,必須對(duì)冷卻風(fēng)扇加以控制以使發(fā)動(dòng)機(jī)保持恒溫。前輪驅(qū)動(dòng)汽車裝有電扇,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)通常橫向安裝,即發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出朝向汽車的一側(cè)。

          風(fēng)扇可以通過恒溫開關(guān)或發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,這些風(fēng)扇將在溫度升高到超過設(shè)定點(diǎn)時(shí)打開。當(dāng)溫度降到低于設(shè)定點(diǎn)時(shí),這些風(fēng)扇將會(huì)關(guān)閉。冷卻風(fēng)扇配備縱向發(fā)動(dòng)機(jī)的后輪驅(qū)動(dòng)汽車通常裝有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇。這些風(fēng)扇具有恒溫控制粘性離合器。該離合器位于風(fēng)扇的中心,被散熱器流出的氣流所包圍。這類特殊的粘性離合器有時(shí)更像是全輪驅(qū)動(dòng)汽車的粘性耦合器。當(dāng)汽車過熱時(shí),打開所有車窗,并且在全速運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇時(shí)運(yùn)行加熱器。這是因?yàn)榧訜嵯到y(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)二級(jí)冷卻系統(tǒng),可以反映汽車上主冷卻系統(tǒng)的情況。

          加熱器管道系統(tǒng)位于汽車儀表板的暖氣風(fēng)箱實(shí)際上是一種小型散熱器。該加熱器風(fēng)扇使空氣流過暖氣風(fēng)箱,然后再進(jìn)入汽車的乘客艙。加熱器風(fēng)箱類似于一種小型散熱器。加熱器風(fēng)箱從氣缸蓋吸取出熱的冷卻液,然后又使其重新流回泵中,因此,加熱器在恒溫器打開或關(guān)閉時(shí)均可以運(yùn)行。

          結(jié)語

          現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)(汽車發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng))要綜合考慮下面的因素:發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的摩擦損失;冷卻系統(tǒng)水泵的功率;燃燒邊界條件,如燃燒室溫度、充量密度、充量溫度等。了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),統(tǒng)籌考慮每項(xiàng)影響因素,有助于設(shè)計(jì)性能更加優(yōu)良的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。



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