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汽车冷却系的重要性及其影响因素

http://www.sina.com.cn  2003年07月01日 11:00  中国汽车报

  要使发动机正常工作,必须使其得到适度的冷却,冷却不足或冷却过度均会带来严重的影响。

  发动机冷却系通过节温器的启闭自动控制大小循环的冷却水流量,从而实现冷却水温的相对稳定。

  冷却不足,发动机过热,会产生以下不良现象:

  破坏各运动机件原来正常的配合间隙,导致摩擦阻力增加,磨损加剧,特别是活塞环和气缸壁之间的运动,严重时会发生烧蚀、卡滞,使发动机停转或者发生“拉缸”现象,刮伤活塞或气缸,更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。

  使润滑油变稀,运动机件间的油膜破坏,造成干摩擦或半干摩擦,加速磨损。

  降低发动机充气量,使发动机功率下降。

  发动机过度冷却时,也会产生以下不良现象:

  由于冷却水带走太多热量,使发动机功率下降、动力性能变差。

  发动机过冷,气缸磨损加剧:冷却水温度降到50℃时,磨损增加近2倍,当冷却水温度降到30℃时,磨损增加约5倍。这是因为:由于过冷,混合气中的水气易凝结成水,与废气中的硫化物生成腐蚀性很强的酸性物质,严重腐蚀各摩擦件的表面;同时,由于过冷,混合气形成的液体,容易进入曲轴箱使润滑油变稀,影响润滑作用。

  由此可见,使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系,是何其重要。一般地,发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在80℃~90℃,此时发动机的动力性、经济性最好。

  影响冷却系的主要因素

  由于汽车发动机工作工况比较复杂,影响冷却系的因素是多方面的。概括来说,主要有循环水量、散热效率、空气流量三方面的因素影响。要使汽车冷却系发挥最佳冷却效果,不仅这三者必须有一定的数量,而且它们之间必须有适当的匹配。

  循环水量

  循环水量不仅与水泵的结构、转速有关,而且与冷却水量、水流的组织是否合理有关。冷却水量应基本与发动机功率成正比,每千瓦约需0.3~0.4升冷却水。另外,合理的水流组织,可使水流阻力减少,提高循环水量,而且能够使发动机各缸冷却均匀,避免一些受热零件,特别是气缸盖和气缸体的壁面由于温度太高而产生“死区”和局部炽热区。

  散热效率

  散热效率主要同水箱有关。现代汽车多采用带有压力盖的管带式水箱,该类型水箱散热性能比较优越,由于带有压力盖,使系统内压力增高,其冷却水即使在100℃仍不会沸腾,加大了散热器内外温差,提高了散热能力,而且由于冷却水没有直接同外界抵触,减少了“死水”现象,这就是所谓的“封闭式冷却系”。

  空气流量

  空气流量主要由风扇的直径、转速、叶片形状、导风板密封程度、水箱罩与风扇叶片相对位置等因素有关。风扇的叶片直径及角度对扇风量影响很大。

  水箱罩与风扇叶片的相对位置。一般地,水箱罩应包含风扇叶轮纵向宽度的三分之二较为合适。另外,空气流量还受到水箱罩与风扇叶片径向间隙的影响,间隙越小越好。但由于水箱罩与风扇在行车震动时,步调经常不一致,因此一般取15mm~20 mm。但若风扇轴座与水箱罩是刚性连接的,可取5mm~6mm,效果更佳。

  导风圈的密封性。导风圈的密封,可以避免空气量反向流窜,影响空气流量。

  膨胀水箱的应用

  对于压缩比较高的发动机,特别是柴油机,由于燃烧压力高,燃烧气体很容易窜入冷却体,形成大量气泡,使冷却系产生局部真空,产生所谓的“汽蚀”、“汽阻”现象,这会使冷却水流量剧减,造成发动机过热,严重影响发动机的正常工作。解决办法是加装膨胀水箱,在冷却系的最高处设置一静水室(即膨胀水箱),其上部空间用细管与冷却系中最易积存汽泡的地方,如水箱上水室、气缸盖等部位相连,其下部用水管(内径约为20 mm)与水泵入水口处连接,这样就能将冷却系中汽泡迅速排出,并利用膨胀水箱的静水压提高水泵入水口处的压力,大大减少了“汽阻”及“汽泡”现象的产生。

  加装膨胀水箱应注意几点:

  1)膨胀水箱的安装高度应尽量大些,以形成足够的静水压;

  2)膨胀水箱要限制水位,形成一定的膨胀空间,以利于汽泡的排出。膨胀空间应占膨胀水箱容积的1/3 ~1/2。

  影响冷却系冷却效果的各个主要因素是相互联系、相互促进和相互制约的。例如:增大散热器散热管的数目,可以提高冷却水循环速度,提高散热效率,但却使空气流动阻力增加,影响空气流量,因此它们必须保持一定的比例,不能突出一方面而忽视另一方面,冷却系的最佳效果才能发挥出来。(黄蕴仪)

(编辑:李颜伟)
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