發動機冷卻系統原理及維護

王佳+崔軍勝

【摘 要】本文介紹了發動機冷卻系統的功能、構成及原理，提出了冷卻系統的維護要點及檢修方式。

【關鍵詞】發動機；冷卻系統；功能；維護

0 引言

發動機冷卻系統是用來為發動機散熱的。發動機在工作時會產生大量熱量，如果熱量不及時排除，會導致發動機溫度越來越高。發動機冷卻系統設計合理、維修維護及時會使發動機一直處于合適的工作溫度下，保證發動機燃油經濟性和可靠性，否則就會影響發動機的壽命，增加油耗，甚至導致發動機拉缸等嚴重故障。

1 發動機冷卻系統的構成及各部件功能

發動機冷卻系統主要由節溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、熱敏開關、蓄液罐、采暖裝置組成，除上述部件外，作為冷卻介質的冷卻液在水泵、散熱器、儲液罐及采暖裝置中循環。以上所有部件協同工作，使發動機產生的熱量快速散發到大氣中。

1.1 水泵

發動機水泵主要由泵殼體、葉輪、皮帶、從動輪、水泵軸及軸承、水封等部件構成。水泵相當于冷卻系統中的“心臟”，水泵一般采用離心水泵，水泵在發動機及水泵皮帶的作用下，水泵葉輪高速旋轉，驅動冷卻液在冷卻系統中循環。汽車在運行過程中及水泵在運轉過程中會產生振動，長期振動會導致水封的損壞或者密封不嚴，從而引發漏液現象；另外振動還會導致水泵軸承損壞，從而引起異常工作或異常噪聲；另外皮帶在長時間工作后由于韌性及塑性變差而導致松動或者斷裂。

1.2 冷卻液

冷卻液全稱是防凍冷卻液，顧名思義，它是有防凍功能的冷卻液，又稱為防凍液。如果把水泵比喻為冷卻系統的“心臟”，那么冷卻液就是冷卻系統中的“血液”，它在水泵的作用下在冷卻系統中循環，帶走發動機散發的熱量，使其轉移到散熱器及采暖裝置中，再散發到大氣中。

冷卻液主要由水、乙二醇和防腐抑制劑組成。由于防凍液直接和水泵殼體、散熱器管路內壁等金屬接觸，所以冷卻液應該有良好的防腐性能，防止水泵殼體及管路內壁產生銹蝕從而影響冷卻系統的壽命。為了快速將發動機產生的熱量帶走，冷卻液還應該具有大比熱、低粘度、高傳導率等特點。冷卻液還應防止水泵內殼體及冷卻管路內壁產生水垢，使冷卻系統傳熱能力降低，從而造成發動機過熱。冷卻液還應該有較高的沸點，防止冷卻液過早沸騰而影響冷卻系統的散熱效果。另外，在冷卻液中還應該加入泡沫抑制劑，防止冷卻液在水泵葉輪的高速旋轉下進入空氣而產生大量的泡沫，從而抑制散熱器的散熱效果。

1.3 散熱器

散熱器也稱換熱器、熱交換器或水箱。冷卻液在水泵的作用下將發動機散出的熱量帶到散熱器，散熱器應該具有良好的導熱性能，為了增加散熱面積，散熱器管路外會設置金屬翅片，翅片的間距設置不易過密，否則不但易于積灰，阻力也較大。散熱器按照材質可分為銅散熱器和鋁散熱器。銅散熱器的優點是導熱性能好、壽命長，但價格比較貴，重量較重。鋁散熱器的優點是重量輕（減少整車重量及耗油量）、價格便宜，但耐腐蝕型較差、價格貴，散熱性能較差。發動機工作時，冷卻液在散熱器管路內流動，空氣在散熱器管路和翅片外通過，空氣在高速流動下將散熱器的熱量帶走，從而使散熱器內的冷卻液溫度降低。

1.4 儲液罐

冷卻液在溫度升高時，體積就會增大，為了儲存高溫時的冷卻液，在冷卻系統靠近換熱器的位置設有儲液器。散熱器上的閥門會在冷卻液壓力升高時自動打開，散熱器中的冷卻液或蒸汽就會沿著聯通管路流入儲液罐中，當冷卻液的溫度下降時，散熱器內的壓力下降，這時冷卻液又會沿著連通管路經過散熱器上的閥門流回散熱器中。儲液罐中設有上刻線和下刻線，當冷卻液液面低于下刻線時應及時補充冷卻液，充注冷卻液時注意不要超過上刻線，以避免高溫時，大量冷卻液溢出。

1.5 節溫器

冷卻系統是為了作用是防止發動機工作時過熱，但在發動機剛啟動時，尤其是在北方寒冷的冬季，此時發動機表面溫度很低，發動機燃油經濟性較差，發動機應升高到合理的溫度后再進行散熱，節溫器就是為此而設計的。發動機節溫器一般采用蠟式節溫器，當發動機及冷卻液溫度較低時，節溫器內的石蠟為固態，節溫器閥在彈簧的作用下關閉發動機與散熱器之間的管路，冷卻液經水泵直接返回發動機，進行發動機內的小循環，使發動機快速升溫達到最佳的工作溫度。當冷卻液的溫度達到或超過規定值時，石蠟變成液體，且體積增大，壓力升高而使節溫器閥門打開，這時冷卻液在水泵的作用下通過散熱器，使發動機產生的熱量快速散發到大氣中。

1.6 散熱風扇

散熱風扇安裝在散熱器后方，風扇開啟后，大量的空氣經過散熱器將熱量帶走，增強散熱器的散熱效果。汽車下高速行駛時，高速氣流通過散熱器，此時風扇一般不會工作；但在汽車慢速行駛或原地運行時，就需要啟動風扇強制使大量空氣流過換熱器進行換熱。風扇的起動由熱敏開關來控制。

1.7 熱敏開關

熱敏開關又稱水溫感應器，當發動機進水溫度低于設定值時，熱敏開關斷開風扇電路，風扇不啟動，當發動機進水溫度超出設定值后，熱敏開關將接通風扇電路。當溫度超過設定值時，風扇不轉，就需要檢查熱敏開關和風扇是否有故障了。

1.8 采暖裝置

采暖裝置是利用發動機散發的熱量為車內升溫的裝置，相對于使用空調制熱，采用采暖裝置為車內加熱不但節約空調的能量，而且還可以幫助發動機散熱。采暖裝置的結果與散熱器的結構相同，只是散熱器安裝在車外，而采暖裝置安裝在靠近車內的位置。采暖裝置的開啟不受節溫器的控制，所以打開車內暖氣時，會增加發動機溫度升高的速度，但影響很小。

2 發動機冷卻系統的維護及注意事項

為了使發動機冷卻系統處于良好的工作狀態，需要對其進行定期維護保養。

2.1 散熱器的清理

散熱器和采暖裝置散熱效果直接影響到冷卻系統的冷卻能力，由于含有灰塵的空氣大量通過散熱器和采暖裝置，在使用一段時間后，散熱器和采暖裝置表面就會附著一層灰塵，導致其散熱能力下降，因此應該定期對散熱器及采暖裝置表面的灰塵進行定期清理。清理散熱器和采暖裝置表面的灰塵時，應避免用水槍直接對著散熱器進行清洗，這樣有可能會導致散熱器周圍電線接頭脫落，損害電子部件。正確的做法應該是使用高壓風槍對著散熱器和采暖裝置吹。

2.2 散熱器的檢修

散熱器的常見故障主要表現為泄漏，修理散熱器泄漏一般有兩種方法；焊修法和堵漏法。裂紋如不超過0.3mm，可用堵漏法就車進行修補，超過0.3mm則用焊修法。修復后的散熱器必須通過滲漏試驗，確保無滲漏后才能交付使用。

2.3 冷卻液的檢查及注意事項

由于冷卻液在使用過程中會由一部分蒸發掉，所以要定期檢查儲液器內冷卻液液面的位置，當冷卻液液面低于下刻度時，應及時添加冷卻液。注意不要使用水來代替冷卻液，從上文冷卻液的介紹中可知冷卻液具有防腐、防結垢、抑制發泡等特點，而這些特點都是水不具備的。

2.4 風扇定期檢查

車輛靜止，發動機啟動后，冷卻液溫度上升到設定值后，熱敏開關就會控制風扇啟動，如果車輛在靜止時，發動機運轉了一定時間后，風扇還不轉，那說明風扇存在故障。風扇不能正常轉動，有可能是風扇電機卡住了，可以試試能否撥動風扇，正常時可輕松撥轉；如果電機和節溫器沒有問題，那么有可能是風扇保險絲燒斷了，特別是在夏天車內用電量大的時候。

3 結語

發動機冷卻系統對于控制發動機溫度、防止發動機產生故障有著重要的作用。了解發動機冷卻系統的構成及原理的同時，在車輛使用過程中一定要定期進行維護，保證發動機一直處于良好的工作狀態。endprint