汽车冷却系统的基础知识（上）

■文／刘兵

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！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，但冷却系统还有其他重要作用。

汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。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 。

首先，让我们先了解一下基础知识。燃料在汽车发动机内持燃烧，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，黏稠度较低，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。

汽车冷却系统分为两种类型：液冷和风冷。

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。

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。

汽车的液冷系统中有大量管道，我们从泵开始逐一考察整个系统，并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箱的汽车，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箱油液。变速箱油液由变速箱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0℃到远高于38℃的宽泛温度范围内工作。因此，不管使用何种液体对发动机进行降温，其必须具有非常低的凝固点、很高的沸点以及能吸收大量热量。

水是吸收热量的最有效的液体之一，但水的凝固点太高，不适用于汽车发动机。大多数汽车使用的液体是水和乙二烯乙二醇的混合液（C2H6O2），也称作防冻液。通过将乙二烯乙二醇添加到水中，可以显著提高沸点、降低凝固点。

冷却液的温度有时可达到121—135℃。即使添加了乙二烯乙二醇，这么高的温度仍然会使冷却液沸腾，所以需要使用其他的方法提高冷却液的沸点。

冷却系统通过施加压力可以进一步提高冷却液的沸点。正如高压锅中的水可以达到较高沸点一样，通过对系统加压可以提高冷却液的沸点。大多数汽车都具有每平方厘米0.98—1.05千克的压力限制，这可将沸点提高25℃，以便使冷却液可以承受高温。防冻液也含有抗腐蚀的添加剂。水泵是由连接发动机曲轴的皮带驱动的简易离心泵。每当发动机运转时，水泵就会使液体进行循环。水泵运转时通过离心力将液体输送到外面，并从中部持续抽吸液体。泵的入口位于离中心较近的位置，因此从散热器返回的液体可以接触到泵叶片。泵叶片将液体送至泵的外部，液体由这里进入发动机。从泵流出的液体首先流经发动机缸体和气缸盖，然后流入散热器，最后返回到泵。（未完待续）?