发动机冷却系统原理及维护

王佳+崔军胜

【摘 要】本文介绍了发动机冷却系统的功能、构成及原理，提出了冷却系统的维护要点及检修方式。

【关键词】发动机；冷却系统；功能；维护

0 引言

发动机冷却系统是用来为发动机散热的。发动机在工作时会产生大量热量，如果热量不及时排除，会导致发动机温度越来越高。发动机冷却系统设计合理、维修维护及时会使发动机一直处于合适的工作温度下，保证发动机燃油经济性和可靠性，否则就会影响发动机的寿命，增加油耗，甚至导致发动机拉缸等严重故障。

1 发动机冷却系统的构成及各部件功能

发动机冷却系统主要由节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、热敏开关、蓄液罐、采暖装置组成，除上述部件外，作为冷却介质的冷却液在水泵、散热器、储液罐及采暖装置中循环。以上所有部件协同工作，使发动机产生的热量快速散发到大气中。

1.1 水泵

发动机水泵主要由泵壳体、叶轮、皮带、从动轮、水泵轴及轴承、水封等部件构成。水泵相当于冷却系统中的“心脏”，水泵一般采用离心水泵，水泵在发动机及水泵皮带的作用下，水泵叶轮高速旋转，驱动冷却液在冷却系统中循环。汽车在运行过程中及水泵在运转过程中会产生振动，长期振动会导致水封的损坏或者密封不严，从而引发漏液现象；另外振动还会导致水泵轴承损坏，从而引起异常工作或异常噪声；另外皮带在长时间工作后由于韧性及塑性变差而导致松动或者断裂。

1.2 冷却液

冷却液全称是防冻冷却液，顾名思义，它是有防冻功能的冷却液，又称为防冻液。如果把水泵比喻为冷却系统的“心脏”，那么冷却液就是冷却系统中的“血液”，它在水泵的作用下在冷却系统中循环，带走发动机散发的热量，使其转移到散热器及采暖装置中，再散发到大气中。

冷却液主要由水、乙二醇和防腐抑制剂组成。由于防冻液直接和水泵壳体、散热器管路内壁等金属接触，所以冷却液应该有良好的防腐性能，防止水泵壳体及管路内壁产生锈蚀从而影响冷却系统的寿命。为了快速将发动机产生的热量带走，冷却液还应该具有大比热、低粘度、高传导率等特点。冷却液还应防止水泵内壳体及冷却管路内壁产生水垢，使冷却系统传热能力降低，从而造成发动机过热。冷却液还应该有较高的沸点，防止冷却液过早沸腾而影响冷却系统的散热效果。另外，在冷却液中还应该加入泡沫抑制剂，防止冷却液在水泵叶轮的高速旋转下进入空气而产生大量的泡沫，从而抑制散热器的散热效果。

1.3 散热器

散热器也称换热器、热交换器或水箱。冷却液在水泵的作用下将发动机散出的热量带到散热器，散热器应该具有良好的导热性能，为了增加散热面积，散热器管路外会设置金属翅片，翅片的间距设置不易过密，否则不但易于积灰，阻力也较大。散热器按照材质可分为铜散热器和铝散热器。铜散热器的优点是导热性能好、寿命长，但价格比较贵，重量较重。铝散热器的优点是重量轻（减少整车重量及耗油量）、价格便宜，但耐腐蚀型较差、价格贵，散热性能较差。发动机工作时，冷却液在散热器管路内流动，空气在散热器管路和翅片外通过，空气在高速流动下将散热器的热量带走，从而使散热器内的冷却液温度降低。

1.4 储液罐

冷却液在温度升高时，体积就会增大，为了储存高温时的冷却液，在冷却系统靠近换热器的位置设有储液器。散热器上的阀门会在冷却液压力升高时自动打开，散热器中的冷却液或蒸汽就会沿着联通管路流入储液罐中，当冷却液的温度下降时，散热器内的压力下降，这时冷却液又会沿着连通管路经过散热器上的阀门流回散热器中。储液罐中设有上刻线和下刻线，当冷却液液面低于下刻线时应及时补充冷却液，充注冷却液时注意不要超过上刻线，以避免高温时，大量冷却液溢出。

1.5 节温器

冷却系统是为了作用是防止发动机工作时过热，但在发动机刚启动时，尤其是在北方寒冷的冬季，此时发动机表面温度很低，发动机燃油经济性较差，发动机应升高到合理的温度后再进行散热，节温器就是为此而设计的。发动机节温器一般采用蜡式节温器，當发动机及冷却液温度较低时，节温器内的石蜡为固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的管路，冷却液经水泵直接返回发动机，进行发动机内的小循环，使发动机快速升温达到最佳的工作温度。当冷却液的温度达到或超过规定值时，石蜡变成液体，且体积增大，压力升高而使节温器阀门打开，这时冷却液在水泵的作用下通过散热器，使发动机产生的热量快速散发到大气中。

1.6 散热风扇

散热风扇安装在散热器后方，风扇开启后，大量的空气经过散热器将热量带走，增强散热器的散热效果。汽车下高速行驶时，高速气流通过散热器，此时风扇一般不会工作；但在汽车慢速行驶或原地运行时，就需要启动风扇强制使大量空气流过换热器进行换热。风扇的起动由热敏开关来控制。

1.7 热敏开关

热敏开关又称水温感应器，当发动机进水温度低于设定值时，热敏开关断开风扇电路，风扇不启动，当发动机进水温度超出设定值后，热敏开关将接通风扇电路。当温度超过设定值时，风扇不转，就需要检查热敏开关和风扇是否有故障了。

1.8 采暖装置

采暖装置是利用发动机散发的热量为车内升温的装置，相对于使用空调制热，采用采暖装置为车内加热不但节约空调的能量，而且还可以帮助发动机散热。采暖装置的结果与散热器的结构相同，只是散热器安装在车外，而采暖装置安装在靠近车内的位置。采暖装置的开启不受节温器的控制，所以打开车内暖气时，会增加发动机温度升高的速度，但影响很小。

2 发动机冷却系统的维护及注意事项

为了使发动机冷却系统处于良好的工作状态，需要对其进行定期维护保养。

2.1 散热器的清理

散热器和采暖装置散热效果直接影响到冷却系统的冷却能力，由于含有灰尘的空气大量通过散热器和采暖装置，在使用一段时间后，散热器和采暖装置表面就会附着一层灰尘，导致其散热能力下降，因此应该定期对散热器及采暖装置表面的灰尘进行定期清理。清理散热器和采暖装置表面的灰尘时，应避免用水枪直接对着散热器进行清洗，这样有可能会导致散热器周围电线接头脱落，损害电子部件。正确的做法应该是使用高压风枪对着散热器和采暖装置吹。

2.2 散热器的检修

散热器的常见故障主要表现为泄漏，修理散热器泄漏一般有两种方法；焊修法和堵漏法。裂纹如不超过0.3mm，可用堵漏法就车进行修补，超过0.3mm则用焊修法。修复后的散热器必须通过渗漏试验，确保无渗漏后才能交付使用。

2.3 冷却液的检查及注意事项

由于冷却液在使用过程中会由一部分蒸发掉，所以要定期检查储液器内冷却液液面的位置，当冷却液液面低于下刻度时，应及时添加冷却液。注意不要使用水来代替冷却液，从上文冷却液的介绍中可知冷却液具有防腐、防结垢、抑制发泡等特点，而这些特点都是水不具备的。

2.4 风扇定期检查

车辆静止，发动机启动后，冷却液温度上升到设定值后，热敏开关就会控制风扇启动，如果车辆在静止时，发动机运转了一定时间后，风扇还不转，那说明风扇存在故障。风扇不能正常转动，有可能是风扇电机卡住了，可以试试能否拨动风扇，正常时可轻松拨转；如果电机和节温器没有问题，那么有可能是风扇保险丝烧断了，特别是在夏天车内用电量大的时候。

3 结语

发动机冷却系统对于控制发动机温度、防止发动机产生故障有着重要的作用。了解发动机冷却系统的构成及原理的同时，在车辆使用过程中一定要定期进行维护，保证发动机一直处于良好的工作状态。endprint