今天聊一下汽车发动机的恒温系统【发动 ...

本帖最后由 无烟男人 于 2018-8-29 01:02 编辑

      汽车发展至今,水冷发动机在绝大数汽车领域已经城绝对霸主优势,虽然感觉这个系统再聊车的时候出镜率不高,但是他依旧是常规动力汽车中重要的一个组成系统,今天我们就聊聊他呗。

   发动机的冷却系统大致组成结构也就是如下图一样,  发动机机体自带水泵、水套(含发动机内各种冷却管道总成)、节温器壳体及其各种管道接头。外部散热系统 主要由散热器(主散热器,包含散热风机,一般小车设置于车头)、暖通热交换器(车内空调提供暖风。组件相关知识可以参考http://www.crystalradio.cn/forum ... =1667685&extra=) 以及旁通管构成; 这些部件通过耐温胶管连接成一个密封整体,加入冷却液并且排空后即可保证系统工作。  早期的发动机一般都会单独设置一根小口径的旁通管连接发动机进出水口 ,以保证循环水道在意外堵死后依旧能保证发动机不受到立即损坏,这根旁通管有些是隐形在发动机内部,有些在外部用软管连接,现如今大多都引申变成了节气门化霜管一举两得。
      
    节温器,外形如下图  俗称:水龟。 是控制冷却液流向和比例的一个自控阀门,也是发动机冷血系统中最核心最重要的一个配件(但是他几乎是默默无闻,无人问津),原理就是利用蜡的液化膨胀曲线来控制阀门的开度。一般我们说的节温器打开或者关闭,都是指主阀门的状态(后文一致),在节温器中 大循环阀门和小循环阀门是联动的,即主阀门关闭,小循环阀门全开,主阀门全开,小循环阀门封闭。    在节温器主阀门挡板上有一个气眼,气眼中有一个可以自由摆动的锥子,这个气眼的作用是在静态下气眼打开一个小口,可以方便的排出管道中的气泡,当发动机运行后冷却液流动形成压力,这个气眼自动封闭,避免水温上不来。
节温器.jpg

   整个冷却系统的工作过程……

    冷车暖机循环: 也称小循环,如下图  即从冷车状态到水温升温正常的这一过程,在冷车状态下,节温器处于关闭状态,主散热器方向的大循环水路被封死,冷却液只能在发动机和暖通热交换器这一回路中循环。 如果暖通热交换器方向的水流被人为截止阀关闭,冷却液只能通过旁通管回流发动机, 因为这个状态下 冷却液容量小,;流速慢,散热效果小,因此发动机的水温上升速度加快,有利于发动机缩短升温时间。 在结构上,所有的冷却液都要流经节温器的感温包, 所以随着发动机的运行, 小循环中的水温不断提高,当到达节温器开启温度的时候,节温器主阀门开启, 大循环水道联通,在水泵的牵引力下,大循环水道中的冷水将小循环中的热水兑冲,  水温降低,节温器再次关闭,小循环水温逐步升高,如此反复。直到到整个冷却系统的水温达到平衡点(节温器打开温度值)后,  整个冷却系统才会进入大循环控制。
小循环.jpg

   恒温循环:也称大循环,如下图,整个冷却系统中的水温达到平衡值后,节温器开启(不是全开),整个冷却系统在水泵的牵引下都有冷却液流通,随着发动机的负荷变化,水温也会有不同的变化, 此时 节温器时刻感知冷却液温度,并根据不同的温度 控制大小循环的配流比例以恒定水温, 当水温升高,节温器主阀门开度加大,增大主散热器水道流量,同时小循环阀门联动开度变小,减少小循环流量,由此强制加强散热, 水温被降低;相反,水温降低后,节温器主阀门开度降低,大循环水流减小,小循环水流增大 以减小散热 达到升温目的。  当水温继续升高,达到节温器全开温度点后,节温器自控能力失效,此时 主阀门全开, 同时小循环阀门关闭(不是绝对截止) 冷却液大部分(90%)全流过主散热器,此时当水温达到风扇温控点后,风扇运行,强制风冷 达到降温目的,温度降低到一定值后,风扇关闭,  节温器回归自主控制, 在整个运行过程中始终保持水温的相对恒定。
大循环.jpg


       相关扩展:   汽车冷却系统为什么要做成压力系统?   其实很简单,  就是防止沸腾,液体的沸点和大气压力有关, 发动机的工作温度大多在95度左右(喷子别跟我杠那些稀有车型来一个扣分50) ,早期没有专用冷却液概念的时候,只有水是唯一佳品,但是车子要翻山越岭,到了某些海拔比较高的地方,水的沸点降至90度甚至更低。这样也会威胁到发动机的寿命,由此人们想出了带压力的冷却系统来应对,所以 大多数的汽车冷却系统都按照1.2个大气压来设计冷却系统,这样 水的费点就提高到了125度左右, 简单的解决了 海拔高度差导致的汽车适应性问题。所以至今所有的汽车都是使用带压冷却系统来提高冷却液沸点温度,保证使用安全性。
        
            节气门 为啥要多通一个冷却液来加温?   这个问题涉及到一个安全问题,   现在 都是电喷系统, 节气门已经是一个控制发动机进气和使用功率的一个传感器,节气门的开合顺畅性 直接决定了行车安全的可控性, 试想一下  高速公路下 节气门卡死 ,此时前方事故, 你正好需要减速 松了油门踏板车子还在狂飙 怎么办? 这就是危险,  一般情况下啥时候容易出现节气门卡死?  冬季噢,   节气门背面有汽油油雾,天寒地冻的, 节气门还有高速气流, 不结冻才怪。怎么办?    冷却系统的烫水留着不用 浪费啊?   所以小改一下, 顺带旁通, 一举两得,冬季不再担心节气门卡滞。安全!!    所以有些论坛里某些楞逼说这玩意没用,自己拆掉, 呵呵  不懂车最好别装13   要命你都不知道为啥。
              
   

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