發動機冷卻系統的結構和原理（圖解）

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發動機冷卻系統的組成結構

發動機冷卻系統一般包括水泵、散熱器、冷卻風扇、節溫器、水管、補液罐，還有發動機機體上的水道（水槽）、氣缸蓋上的水套及其他附加裝置等。

1—散熱器；2，5—冷卻液溫度傳感器；3—補液罐；4—節溫器；6—暖風裝置熱交換器；7—暖風調節閥；8—冷卻液/ 機油熱交換器；9—變速箱油/ 冷卻液熱交換器；10—調節單元

發動機冷卻系統的工作原理

一般汽車發動機冷卻系統以水冷卻為主使，用氣缸水道內循環水冷卻把水道內受熱水引入散熱器（水箱）通過風冷卻后再返回到水道內。
當發動機運轉時，水泵隨之旋轉提冷卻液壓力促使冷卻液強制循環，循環冷卻液帶走發動機缸體缸套缸蓋等零件熱量。當冷卻液溫度未達到節溫器開啟溫度時，冷卻液將通過水循環管直接從水泵重新進入缸體。由于冷卻液避免必要冷卻溫度將迅速升，當冷卻液溫度達到節溫器開啟溫度節溫器閥門關閉循環管旁通水路，冷卻液將穿過節溫器流入散熱器水室，熱水經風扇吸過空氣流強制冷卻，散失部分熱量，溫度已經降冷卻液留到散熱器水室，經水泵在泵入缸體重新參加冷卻循環。

當打開車暖風裝置時，在冷卻系統壓力作用部分熱水從缸蓋出水銅管引出進入暖風散熱器。在暖風機風扇作用流經暖風機散熱器水芯冷卻液所帶熱量被暖風機風扇吹出風帶走熱風。

經過送風管吹到風窗進行除霜或從風門吹出供駕駛室取暖，由暖風機散熱器冷卻過冷卻液經出水管返回水泵進水管重新參加循環。如果這些管道當中液體流動平穩則只會直接冷卻與管道接觸液體從管道中流動液體傳導至管道熱量，取決于管道接觸管道液體之間溫度差異，因此，如果與管道接觸液體到快速冷卻，那么傳輸熱量會比較通過在管道內制造湍流混合所有液體將與管道接觸液體保持溫以吸收熱量從而使管道內全部液體到有效利用。

大眾1.4T 發動機冷卻系統布局如下圖所示：

節溫器
大眾1.4T 發動機冷卻系統節溫器（冷卻液調節器）如下圖所示。

節溫器安裝在冷卻液循環的通路中，根據發動機負荷大小及冷卻液溫度高低來改變冷卻液的流動路線及流量，自動調節冷卻系統的冷卻強度，使冷卻液溫度保持在最適宜的范圍內。

電子節溫器

1—加熱電阻；2—主閥；3—橡膠嵌入件；4—旁通閥；5—殼體；6—插頭；7—工作元件殼體；8—主彈簧；9—工作活塞；10—橫桿；11—旁通彈簧

發動機滿負荷運行時，較高的運行溫度會帶來不利影響（如因爆震趨勢造成點火延遲）。因此，滿負荷運行時將通過電子節溫器有效降低冷卻液溫度。

水泵

大眾1.4T 發動機冷卻系統水泵如下圖所示：

大眾發動機冷卻系統機械水泵如下圖所示：

水泵對冷卻液加壓，強制冷卻液在冷卻系統中循環流動。常見的水泵安裝在發動機前端，通過帶傳動機構進行驅動，使來自各個冷卻回路部件的冷卻液循環。

下圖為寶馬電動冷卻液泵，這是一種電力驅動的離心泵。

1—泵；2—發動機；3—電子模塊（EWPU）

電子泵濕式轉子電動機的輸出功率由安裝在電動機線路接頭蓋下的電子模塊進行電子控制。這種電子模塊（EWPU）通過數位串行數據接口與發動機控制單元連接。發動機控制單元根據發動機載荷、工作模式和溫度傳感器給出的數據來確定所需的冷卻能力，并為EWPU 控制單元發出相應的指令。系統內的冷卻液流過冷卻液泵的電動機，因此對電動機和電子模塊都進行了冷卻。冷卻液同時對電動冷卻液泵的軸承提供潤滑。

補液罐蓋

補液罐蓋如下圖所示，在蓋頂部和底部都注有表示相應開啟壓力的數字“140”，表示開啟壓力為140kPa 表壓力。在當前車型的補液罐蓋上最高注有200kPa 表壓力。

補液罐蓋用于確保產生壓力并使冷卻循環回路內的壓力不受環境壓力影響。這樣可以避免空氣壓力較低時（如在山里）冷卻液沸點較低。

冷卻液散熱器

冷卻液散熱器的設計要求確保可以在所有運行和環境條件下將發動機產生的余熱有效釋放到環境空氣中，為此必須根據車輛和配置調整冷卻液散熱器尺寸。

冷卻液以水平方式多次從冷卻液散熱器的一端流向另一端。

1—冷卻液進口；2—冷卻液出口；3—調節套管；4—低溫區域；5—連接變速箱油/ 冷卻液熱交換器

1—冷卻液；2—空氣

冷卻液的熱能必須傳輸給散熱器殼體，即熱傳導。金屬將熱量從散熱器內側傳至外側，在外側將熱能釋放到環境空氣中，該過程也是熱傳導過程。從冷卻液傳至金屬的熱量明顯高于從金屬傳至環境空氣的熱量。為此通過散熱片增大了金屬向環境空氣傳導熱量的面積，因為傳導面越大通過熱傳導傳遞的越多。

冷卻液
冷卻液通常由低鈣質水、防凍劑和防腐添加劑混合而成。
許多發動機都使用含硅酸鹽的冷卻液。這種冷卻液的顏色為藍色/ 綠色。含硅酸鹽的冷卻液在部件表面形成一層硅酸鹽成分保護層，從而對部件提供保護。
只有使用新冷卻液時才能形成這種保護層結構。更換冷卻液泵、散熱器、氣缸蓋密封墊等部件時通常也需更新冷卻液，以確保形成新的保護層。
有些發動機使用以氨基酸為基礎的冷卻液。這種冷卻液的顏色為粉紅色。使用以氨基酸為基礎的冷卻液時，部件表面受腐蝕形成氧化層，從而起到保護層的作用。

提示：
如果將含有硅酸鹽的冷卻液和含有氨基酸的冷卻液混合，混合液就會失去防腐特性并變為棕色。