发动机正常工作时可燃混合气在汽缸内燃烧温度高达1800℃-2000℃,在此期间直接与 高温气体接触的机件(如气门、汽缸盖、活塞等)由于吸收了大 量的热而温度升得很高,若不及时进行有效的冷却,不但零件之 间的配合间隙因受热膨胀会遭到破坏,活塞等运动机件可能卡死 在汽缸中造成“拉缸”,甚至熔化在汽缸中,而且机件也会因长期 处于高温状态下,其刚度和强度大大降低而发生变形或折断。此 外,高温也会引起发动机润滑油稀释变质,甚至结胶使润滑系工 作不良,零件磨损加剧等。发动机冷却系的功用就是将在高温下 工作的发动机零件的多余热量散发到大气中去、保持发动机始终 在最适宜的温度范围内工作。
发动机的冷却必须适度,如果发动机冷却不足造成水温过高 就会产生以下不良影响:
活塞会因热膨胀而卡死在汽缸中,更有甚者会发生“拉缸” 现象,刮伤活塞和汽缸壁等;润滑油稀薄,不能形成油膜或者油 膜强度降低;汽缸壁和活塞间的润滑油也会因高温而烧蚀,造成 干摩擦加剧机件的磨损;发动机过热还会引起发动机的不正常燃 烧,而不正常燃烧将对发动机造成严重的恶果;发动机过热会降低充气系数,减少进气量,使发 动机功率降低。
同样,发动机冷却过度,会使发动机温度过低,同样也会出 现一系列不良现象:
由于发动机工作温度很低,冷却液带走的热量增多,用于 燃气膨胀推动活塞做功的热量减少,从而使发动机热效率下降, 动力不足;发动机过冷,吸气行程进入汽缸的可燃混合气与冷 汽缸壁接触,会使混合气中原来已汽化了的汽油(或柴油)凝结成 液体,并顺着汽缸壁流入曲轴箱,这样不仅增加了燃料消耗, 而且进入曲轴箱的燃料会使 机油稀释变质,润滑性能下降,发动机磨损加剧;由于发动机过冷, 可燃混合气中的水气(空气中有水)凝结成水与燃烧废气中的硫 化物,如:二氧化硫遇水生成亚硫酸,混入曲轴箱机油中,随机 油流入发动机各润滑表面,严重腐蚀各摩擦表面。
由上述分析可见,对发动机冷却一定要适当,冷却系应能随发动机的工况和使用条件等自动调节发动机的工作温度,使其不 致过高,也不致过低,经常保持在最适宜的温度范围内,通常以 冷却液温度80℃-90℃为宜。冷却液的最佳温度见附图
发动机的冷却方式分水冷和风冷两大类。
随着科学技术的发展,新材料,新工艺的采用及发动机结构 的改进,现代车用发动机一个显著的特点就是运行温度高,正常 的工作温度上限一般都超过100℃,如果水冷发动机的水箱全部 注水,当发动机温度达到100℃时水就会沸腾,俗称“开锅”。而 当冷却水在温度低于0℃时会因结冰而影响正常工作,甚至会冻裂缸体等机件。
另外,水具有腐蚀性,在使用过程中会产生水垢而影响冷却 效果,因此在这种情况下需要一种特殊的冷却媒介——防冻液。
防冻液应具备以下几点特点:
第一是防腐蚀功能。发动机及其冷却系统是金属制造的,其 材料成份有铜、铁、铝、钠、焊锡等。这些金属在高温下与冷却 水接触时间长了都会遭到腐蚀生锈。而防冻液不仅不能对发动机 冷却系统造成腐蚀,而且还具有防腐和除锈的功能。
第二是提高冷却液的沸点。水的沸点是100℃,优质防冻液的 沸点通常在110℃以上。这样在夏季使用防冻液比水更难“开锅”。
第三是防冻液可以防垢(防水碱)。用水作冷却液最让驾驶员 头疼的就是水垢问题。水垢附着在水箱、水套的金属表面,使散 热效果越来越差,而且清除起来也很困难,优质防冻液采用蒸馏 水制造,并加有防垢添加剂,不但不产生水垢,还具有除垢功能。
第四是降低冷却液的冰点。水的冰点是0℃,而防冻液的冰点 是可以调整的,一般在-75℃~-70℃之间。
防冻液大多是由乙二醇、甘油、水和防腐剂等配制而成的, 防冻液的冰点由乙二醇的含量决定。乙二醇的含量越高,防冻能 力越强。40%乙二醇的防冻液,冰点为-25%,50%乙二醇的防冻 液,冰点为-35℃。冰点,顾名思义就是结冰时的温度。在寒冷 的冬季,水箱里的水很容易在停车过夜时冷却结冰,使体积增大 而涨裂散热器,冻坏发动机。而加了防冻液的水箱,则在寒冷的季节里保持液态,维持水箱的散 热功能。用乙二醇等化学成分配制的防冻液不但耐低温,耐高温 的特性也特别好,此种防冻液在接近200℃时才能被“烧开”。夏 季在水箱里灌装此种防冻液,驾驶员就不会被“开锅”所困扰了。
加注防冻液应注意以下几点:
1)加注防冻液前一定要对发动机冷却系进行认真的清洗。这 是因为防冻液中有防垢剂和清洗剂。使用前如果直接加入防冻液 后发动机冷却系统中原有的水垢与防冻液接触后脱落,使防冻液 变浊、变稠、甚至变色、变味,严重时堵水管、水道或沉淀在水箱 下部弯管接头部位造成散热不良,致使防冻液不能循环造成发 动机温度过高。为防止这种现象的发生,在加注防冻液前,应使 用10%的烧碱水溶液浸泡水箱一个小时,再将冲洗液排放,然 后用软化水反复冲洗2-3次,以清除发动机冷却系统中原积存的 水垢,冲洗后再加注防冻液。
2)禁止直接加注防冻液母液。有些驾驶员及修理人员认为 防冻液越纯越好,乙二醇浓度越大越好,而直接加注防冻液母 液,这样做不但不能满足防冻液对冰点的要求,反而会出现一些 意想不到的现象,如防冻液变质,浓度大,密度大,低温粘度 增大以及出现发动机温度高等现象。所以在使用防冻液母液时, 一定要按要求进行调制,禁止直接使用。
3)防冻液使用中要定期检查
4)防冻液一般两年或30000万公里更换一次并使用。为了减少浪费,防冻液加注后不要随意更换,但应对使用中的防冻液定 期检查。结合每年换季保养对防冻液进行检查,如发现防冻液颜 色变化,防冻液变稠、冰点上升、以及防冻液变浊、变质、变味、 发泡等应及时更换。更换时,先放净旧的冷却液,洗干净水箱, 然后换上新液。
5)不同厂家生产的防冻液不能混加,混合容易腐蚀发动机水 箱。
6)防冻液的选择,防冻液应根据本地区的气温条件进行选 择,一般低于本地区最低气温10℃即可。结合西北地区气候特 点,以及所拥用的设备情况,考虑到经济效益等因素,对于进口 设备、车辆,我们选用了四季通用的超低冰点-45℃的壳牌全效 防冻液,而国产设备、机械、车辆我们选用了-40℃蓝星不冻 液。
防冻液在使用过程中应加强管理,并注意以下事项:
1)防冻液有毒,有腐蚀性,对人的皮肤和内脏有刺激作用, 使用中要特别注意防止嘴吸、手沾。因为即使很少一点也会中 毒,严重时会使人致命。防冻液对镀锌铁皮有腐蚀作用。
2)在使用工业酒精和水配制的防冻液时,必须注意防火。
3)由于防冻液膨胀系数较大,加注时不要过满。
4)使用过程中,由于水分蒸发(乙二醇沸点较高,不会蒸发) 冷却液会减少而变粘稠,在没有泄漏的情况下,当发现冷却液不 足时,可向其中补加蒸馏水、离子水或冷却后的开水等软水,以 防止水垢和腐蚀。
信息来源:张红燕
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