汽車冷卻系統的基礎知識（上）

■文／劉兵

雖然汽油發動機已進行了大量改進，但是在將化學能轉換成機械能的過程中，汽油發動機的效率仍然不高。汽油中的大部分能量（約70%）被轉換成熱量，而散發這些熱量則是汽車冷卻系統的任務。事實上，一輛在高速公路上行駛的汽車，其冷卻系統所散失的熱量足以供兩個普通房屋取暖！冷卻系統的主要工作是將熱量散發到空氣中以防止發動機過熱，但冷卻系統還有其他重要作用。

汽車中的發動機在適當的高溫狀態下運行狀況最好。如果發動機變冷，就會加快組件的磨損，從而使發動機效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷卻系統的另一重要作用是使發動機盡快升溫，并使其保持恒溫 。

首先，讓我們先了解一下基礎知識。燃料在汽車發動機內持燃燒，燃燒過程中產生的熱量大部分從排氣系統中排出，但仍有部分熱量滯留在發動機中，從而使其升溫。當冷卻液的溫度約為93℃時，發動機達到最佳運行狀態，在這個溫度下：燃燒室的溫度足以使燃料完全蒸發，因此可以更好地使燃料燃燒并減少氣體排放。如果用于潤滑發動機的潤滑油較稀薄，黏稠度較低，則發動機零件可以更靈活地運轉，而發動機在圍繞自身部件旋轉的過程中消耗的能量也將減少，金屬零件更不易磨損。

汽車冷卻系統分為兩種類型：液冷和風冷。

液冷。液冷汽車的冷卻系統通過發動機中的管道和通路進行液體的循環。當液體流經高溫發動機時會吸收熱量，從而降低發動機的溫度。液體流過發動機后，轉而流向熱交換器（或散熱器），液體中的熱量通過熱交換器散發到空氣中。

風冷。某些早期的汽車采用風冷技術，但現代的汽車幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發動機中進行液體循環，而是通過發動機缸體表面附著的鋁片對氣缸進行散熱。一個功率強大的風扇向這些鋁片吹風，使其向空氣中散熱，從而達到冷卻發動機的目的。

汽車的液冷系統中有大量管道，我們從泵開始逐一考察整個系統，并將對系統的各個部件進行詳細說明。

泵將液體輸送至發動機缸體后，液體便開始在氣缸周圍的發動機通道里流動，接著，液體又通過發動機的氣缸蓋返回。恒溫器位于液體流出發動機的位置，如果恒溫器關閉，則液體將經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。

加熱系統也有一個單獨的循環過程。該循環從氣缸蓋開始輸送液體，使其流經加熱器風箱，然后又流回泵。

對于配備有自動變速箱的汽車，通常會有一個獨立的循環過程來冷卻內置于散熱器的變速箱油液。變速箱油液由變速箱通過散熱器內另一個熱交換器抽吸得到。

汽車可以在遠低于0℃到遠高于38℃的寬泛溫度范圍內工作。因此，不管使用何種液體對發動機進行降溫，其必須具有非常低的凝固點、很高的沸點以及能吸收大量熱量。

水是吸收熱量的最有效的液體之一，但水的凝固點太高，不適用于汽車發動機。大多數汽車使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液（C2H6O2），也稱作防凍液。通過將乙二烯乙二醇添加到水中，可以顯著提高沸點、降低凝固點。

冷卻液的溫度有時可達到121—135℃。即使添加了乙二烯乙二醇，這么高的溫度仍然會使冷卻液沸騰，所以需要使用其他的方法提高冷卻液的沸點。

冷卻系統通過施加壓力可以進一步提高冷卻液的沸點。正如高壓鍋中的水可以達到較高沸點一樣，通過對系統加壓可以提高冷卻液的沸點。大多數汽車都具有每平方厘米0.98—1.05千克的壓力限制，這可將沸點提高25℃，以便使冷卻液可以承受高溫。防凍液也含有抗腐蝕的添加劑。水泵是由連接發動機曲軸的皮帶驅動的簡易離心泵。每當發動機運轉時，水泵就會使液體進行循環。水泵運轉時通過離心力將液體輸送到外面，并從中部持續抽吸液體。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，液體由這里進入發動機。從泵流出的液體首先流經發動機缸體和氣缸蓋，然后流入散熱器，最后返回到泵。（未完待續）?