汽车发动机的冷却系统为什么要用水_汽车发动机的冷却系统

1.汽车冷却系统的概述？

2.汽车冷却系统的组成有哪些

3.冷却系统的作用及维护要注意什么？

4.汽车冷却系统的工作原理是什么？

5.既能快速升温又能长时间保持温度恒定不变——说说发动机冷却系统

1、对发动机不同工作部位提供不同的冷却强度。

2、将发动机工作时产生的热量散热到空气中，保证发动机在适当的温度范围内工作。

3、根据发动机负荷、转速、温度变化，改变冷却强度，使发动机快速升温并维持在正常温度。

汽车冷却系统的概述？

在我们日常养车中，定期更换机油机滤、检查水箱水是必不可少的项目,这对发动机的工作性能有着重要的影响。机油、水箱水分别是发动机润滑系和冷却系的重要载体，那它们是怎样对发动机进行润滑和冷却的呢?下面我们一起来了解一下吧

发动机内部有许多相互摩擦运动的零件,如曲轴主轴颈与主轴承、凸轮轴颈与凸轮轴承、活塞、活塞环与气缸壁面等等，这些部件运动速度快,工作环境恶劣,它们之间需要有适当的润滑,才能降低磨损,延长发动机的寿命。

机油作为发动机的“血液”，对发动机油具有润滑、冷却、清洗、密封和防锈等作用,定期地更换机油对发动机有着重要的作用。

机油主要存储在油底壳中，当发动机运转后带动机油泵，利用泵的压力将机油压送至发动机各个部位。润滑后的机油会沿着缸壁等途径回到油底壳中，重复循环使用。

反复重复润滑的机油中，会带有磨损的金属末或灰尘等杂质，如不清理反而加速零件间的磨损。所以在机油油道上必须安装机油滤清器进行过滤。但时间过长，机油一样会变脏，因此在车辆行驶一定里程后必须更换机油机滤。

发动机除了要有润滑系统减少零件间的摩擦外,还必须要有个冷却系统，适时将受热零件的部分热量及时散发出去,以保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

发动机冷却有水冷和风冷两种方式,现在一般车用发动机都用水冷式。发动机水冷式冷却系统主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体、气缸盖水套等部分组成。

那是怎么进行冷却的呢?主要通过水泵使环绕在气缸水套中的冷却液加快流动，通过行驶中的自然风和电动风扇,使冷却液在散热器中进行冷却,冷却后的冷却液再次引入到水套中，周而复始，实现对发动机的冷却。

柴油机和汽油机是汽车上最常见的两种动力装置，因为燃料的不同，柴油机和汽油机工作方式也是有所不同的。主要表现在以下几个方面,首先喷射方式不一样,一般的汽油机(直喷发动机除外)是将汽油与燃料混合后进入气缸,而柴油机是直接将柴油喷入已充满压缩空气的气缸。其次，点火方式不同。汽油机需要火花塞将混合气点燃,而柴油机是压缩自燃点火。最后,压缩比不同,柴油机的压缩比一般都比汽油机的要大，因此它的膨胀比和热效率比较高，油耗比汽油机要低。

现在的混合动力汽车一般为油电混合，就是利用燃油发动机和电动机共同为汽车提供动力。混合动力车上的装置可以在车辆减速、制动、下坡时回收能量,并通过电动机为汽车提供动力，因此它的油耗比较低,但汽车价格相对较高。

根据电动机所起作用的大小，可以分为强混合动力和轻混合动力两种。强混合动力车主要用大功率电动机，尽量缩小发动机的排量。在起步或低速时，可以单纯依靠电力行驶，如在车辆重载、加速等情况下,发动机才会介入工作。

汽车冷却系统的组成有哪些

发动机冷却系统简介一发动机冷却系统的作用二发动机冷却系统的组成及原理三发动机冷却系统的部件分析四发动机冷却系统的循环五冷却系统的常见故障及排除六发动机冷却系统的养护一发动机冷却系统的作用潮湿你最想做的是什么？42℃炎热的夏天胸部发闷无风汽车发动机在运转时，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以适当的冷却，会使发动机过热，造成发动机零部件的磨损加大；相反如果冷却过度，也会是发动机的工作状况变坏。因此，汽车发动机冷却系统的主要任务就是保证发动机在适宜的温度下工作。二发动机冷却系统的组成及原理1.冷却系统组成：在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、暖装置(暖风器)。二发动机冷却系统的组成及原理2.冷却系统的原理冷却液依靠发动机皮带驱动水泵循环，流经油冷器、曲轴箱水套，然后进入缸盖，带走多余的热量。流经缸盖的冷却液汇集在集水管后，经进气歧管水套，对进入发动机的气体进行预热后流入节温器壳体，由节温器控制流入散热器的冷却液流量，散热器风扇可以提高散热器的散热效果

冷却系统的作用及维护要注意什么？

汽车水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿桶、机体内水套和气缸盖等装置组成。其中，水泵是离心式水泵，其功能是对冷却液进行加压，保证冷却液在 冷却系统 中的循环，是冷却系统的重要组成部分。汽车水冷系统部件:1.水泵:

汽车冷却系统的组成有哪些

汽车水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿桶、机体内水套和气缸盖等装置组成。其中，水泵是离心式水泵，其功能是对冷却液进行加压，保证冷却液在冷却系统中的循环，是冷却系统的重要组成部分。

汽车水冷系统部件:

1.水泵:水泵是冷却系统的核心部件。水泵使冷却液流动并冷却发动机。如果水泵损坏，发动机水温会升高。

2.节温器:节温器的作用是区分大循环和小循环，使发动机的温度快速达到理想状态。水温上来的时候也能省油。

3.水温传感器:水温传感器大多安装在发动机的出水口，主要测量发动机的水温，作为喷油控制的依据。

4.水箱:水箱中储存了大量的冷却液，是发动机与外界进行热交换的介质，可以通过水箱排出发动机的热量。

5.水箱风扇:当水温达到一定温度时，模块会控制电子风扇的工作，排出水箱中的热量。

6.水管:没有水管的连接，就没有冷却系统，车上水管很多，大部分是橡胶软管。如果水管漏水，应及时修理。

汽车冷却系统如何保养

先看水箱。正常的水箱在行驶时应该处于相同的温度。如果是冷半热，可以判断水箱堵塞。水箱可以连接到压力为2公斤的水管上。如果堵塞严重，可使用少量清洗剂进行反冲洗。水箱内的污垢应清洗干净，并观察泄漏情况。

第二，看恒温器。有些人认为拆下温控器可以防止高端水温。如果温控器功能没有导致水温过高，低温运行的测试时间也是非常有害的。此外，许多发动机的恒温器是双向的。当恒温器关闭时，冷却水被迫进入小循环。当恒温器打开时，小循环关闭，冷却水完全循环。如果没有安装温控器，由于管道局部阻力的节流作用，实际流向较大循环的水量会较少，水温会升高。

最后，检查泵。破坏水泵的方式有三种:泄漏、损耗和叶轮腐蚀。当发动机转速达到某一点时，泵的叶轮无法达到相应的转速，导致水循环不畅。风扇是冷却系统的主要部件。一些汽车取消了固定风扇，代之以电磁和硅胶离合器风扇。它的特点是汽车冷的时候风扇不工作，热的车上散热达到最大。风扇离合器的主要故障是漏油，而电磁风扇离合器的主要故障是水温开关、电路损坏和电磁线圈损坏。 汽车冷却系统的组成有哪些 汽车冷却系统如何保养 @2019

汽车冷却系统的工作原理是什么？

一台发动机，冷却系统的维修率一直居高不下，往往会引起发动机其他构件损坏，特别是随着车辆行驶里程的增加，冷却系统的工作效率逐渐下降，对发动机的整体工作能力产生较大影响，对维护发动机常温下工作有着至关重要的作用。本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制一台发动机，冷却系统的维修率一直居高不下，往往会引起发动机其他构件损坏，特别是随着车辆行驶里程的增加，冷却系统的工作效率逐渐下降，对发动机的整体工作能力产生较大影响，对维护发动机常温下工作有着至关重要的作用。

冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛用的是水冷系。不论何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。

风冷却系是利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。发动机气缸和气缸盖用传热较好的铝合金铸成，为了增大散热面积各缸一般都分开制造，在气缸和气缸盖表面分布许多均匀排列的散热片，以增大散热面积，利用车辆行驶时的高速空气流，把热量吹散到大气中去。

由于汽车发动机功率较大，需要冷却的热量较多，多用功率、流量较大的轴流式风扇以加强发动机的冷却。为了有效地利用空气流和保证各缸冷却均匀，在发动机上装有导流罩和分流板和气缸导流罩。虽然风冷却系与水冷却系比较，具有结构简单、重量轻、故障少，无需特殊保养等优点，但是由于材料质量要求高，冷却不够均匀，工作噪音大等缺点，目前在汽车上很少使用。

一台发动机，冷却系统的维修率一直居高不下，往往会引起发动机其他构件损坏，特别是随着车辆行驶里程的增加，冷却系统的工作效率逐渐下降，对发动机的整体工作能力产生较大影响，冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作，尤如人体的皮肤汗腺，如果有一天，人体的汗腺不能正常工作，那么身体内的热量将无法散去，轻则产生中暑,重则休克。

汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件，如果发动机冷却系统的维修率很高，就会引起发动机其他部件的损坏，使发动机的整体工作能力受到影响，因此，汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要，水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇、冷却液等组成。如图4-1所示。散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种，空调冷凝器通常与其装在一起。

冷却液指清洁的软水。但冷却介质并不是单纯的水，而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%～50%，提高了液体的凝固点，防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通，相当于高压锅的作用，水箱盖则相当于高压阀，一般情况下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，提高传热能

不是什么水都可以当作冷却液的，越娇贵的车对水质的要求越高。比如，清澈的泉水，虽然清澈，看起来也干净，但泉水中含有大量的矿物质，如果加入发动机的冷却系统中，就会产生大量的水垢，影响冷却系统正常作用的发挥，可见，冷却液水质的好坏是相当重要的，国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。发动机冷却是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，推动冷却液在整个系统内循环。因此皮带出现打滑、松弛、老化会影响冷却时泵的功率。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上用的电动水泵，它能精确的控制水泵的转速，并有效的减少了对输出功率的损耗。

由于冷却液水质不好，水箱中经常会出现锈污和水垢，它们积聚在水箱通道结合处、弯角处，阻碍水流畅通，造成散热不良，如果出现这种情况，应及时清洗干净，日常加水时，尽量加清洁软水，如果用除垢防锈液，养护效果会更好，这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂，它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮，恢复冷却系统的功能，使冷却液循环顺畅，防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足；另外，驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品，它能防止冷却系统锈蚀和腐蚀，有效抑制水垢生成，润滑水泵、节温器，消除水泵异响，保护铜、铝、锡和其它金属部件，延长水箱寿命，防止水箱开锅，使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可用2%苛性钠水溶液加入冷却系统，使汽车行驶一天后全部放出，再用清水冲洗；然后再加入同样苛性钠溶液，使用一天后放净，最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后，从膨胀箱的加水口加入1kg苏打，让汽车行驶一天放净后，使发动机低速运行，并不断从加水口加入清水，即可彻底清除水垢

因此选用正确的和及时更换冷却液对冷却系统是至关重要的。冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料（石蜡或之类的材料）做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。这里值得说明的是，切勿将节温器摘掉，否则会导致发动机过冷而难以启动。

为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装冷却风扇强制通风，冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装的，汽车在高速行驶过程中，冷却风扇将外面的空气吸引进来，利用自然风，起到冷却的作用。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百叶窗以控制风力进入。现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。由于电动风扇的电源不受点火开关的控制，当散热器中冷却液温度下降至93℃-98℃时风扇停转。如果发动机熄火后，散热器中液温若高于8℃-93℃，电动风扇运转是不正常的。如果低于88℃时风扇仍转，则是不正常的；而温度高于98℃时，仍不转也是不正常的。当温度高于105℃时，温控开关高温部分接通，电源接通电动机便高速运转；当温度达到120℃时，冷却水温过高，报警指示灯闪亮，为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转，先检查和更换熔断丝，或检修温控开关，必要时再查看电风扇有无损坏。

散热器兼作储水及散热作用，在此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，水泵的叶轮容易穴蚀；二是气水分离会产生气阻；三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口连接，防止上述问题的产生。散热水箱从外观看状似蜂窝，做成这种形状是为了增加水箱的散热面积，以增强散热效果；因此要保持散热水箱的清洁，以防止因散热水箱堵塞带来的发动机冷却系统冷却液温度过高。

它相当于发动机燃烧室周围的水道，当发动机产生大量的热时，汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中，水和油的管道泾渭分明、互不干涉，如果发现冷却液中有油，就说明水路和油路发生了穿孔现象，一旦出现这种情况，水温表的水温会急剧上升，这时一定要及时取措施。只要是流体，都有泄漏的可能。因此在冷却系统的各个零部件之间的接口处应注意防漏，如涂密封胶，拧紧紧固卡圈，定时更换密封圈等。

由温度传感器感受发动机水温的变化，同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机，89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路，实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。

由于导风板关闭，冷却风扇不工作，以至冷却空气不能进入散热器；同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电)，发动机水温上升很快。当水温升至75℃，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时，单片机又发出指令，使电控导风板处于敞开状态。

此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用，尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时，单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作，而让节温器仍处于大循环状态，导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大，实现快速降温。当发动机水温降至89℃时，单片机根据样数据分析处理发出控制指令，使执行元件完成以下操作。

常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等)；散热风扇不工作；低速上坡，环境温度过高；V型皮带过松，转动效率差；以及缸体有水垢，节温器失效，水泵损坏，热敏开关失灵等。为防止冷却液温度过高，在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当，以防发动机在负荷工作时间过长。

必须注意以下要点:

1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁，是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形，均合影响风量流通，使冷却液温度过高，必要时清洗或修复。

2.按规定使用防冻冷却液，保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时，冷却液液面在膨胀箱内，位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器，当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁，应及时予以添加。

3.应保持风扇皮带张紧力适当，风扇正常工作。皮带过松影响水循环，加剧其磨损；过紧易损坏轴承。

4.热敏开关连接良好，若有松动会影响风扇换档变速及正常运转；如果发现冷却系溢水，应及时检查节温器技术状况。

5.防止发动机大负荷、长时间工作，以免水温过高；上坡及时换挡，减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时，应注意散热。

更换冷却液时，将仪表板的暖风开关拨至右端是暖风控制阀全开，拆下冷却液膨胀箱盖，松开水泵口软管夹箍，拉出冷却液软管，放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液，直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机，直到风扇运转，将发动机熄火，检查冷却液高度，必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满，加注1/2即可，一般使用2年左右更换一次。

提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点，它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度，降低发动机摩擦磨损，降低发动机燃油消耗。研究表明，发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃，使气缸温度升高到195℃，油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内，使发动机机油的最高温度为140℃，则油耗在部分负荷时下降10%。

提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热器热传递传递的效果，降低冷却液的流速，减小水泵的额定功率，从而降低发动机的功率消耗。此外，可用不同的方式，进一步减小冷却液的流速。

降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率，降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本，提高部件使用寿命。研究表明，若气缸盖温度降低到50℃，点火提前角可提前3℃A而不发生爆震，充气效率提高2%，发动机工作特性改善，有助于优化压缩比和参数选择，取得更好的燃油效率和排放性能。

汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的，发动机就如同人类的心脏，如果不好好保护就会受到威胁，现在随着科技发展，冷却系统不像以往那样只是单纯的水冷循环，现在冷却系统智能控制很受欢迎，所以在以后的汽车发展中，单纯的冷却系统不会站主导位置了，虽然智能控制要求很高，但是在高级轿车中很实用，它代表着未来冷却系统的发现方向，智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上，未来一段时间在冷却系统中将占主导位置；而智能控制将会提高发动机的使用寿命，保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因，将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置

既能快速升温又能长时间保持温度恒定不变——说说发动机冷却系统

概述

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机的冷却系有风冷和水冷之分。以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系；以冷却液为冷却介质的冷却系称为水冷系。

工作原理

汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。

在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。

1、冷却发动机的主循环

主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80℃后)，冷却循环开始了“正常循环”。这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。

2、车内取暖的循环

这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。冷却液经过车内的暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。

有网友咨询，说汽车真是一个神奇的东西，冷车启动后几分钟时间，水温就达到正常了，暖风也热了，但是之后你不管怎么开，温度始终都能保持不变，这究竟是怎么做到的？这个问题挺有趣的，相信有很多网友也想知道，下面我来详细的给大家说一说发动机的热量是如何来的，又是如何去的，冷却系统是如何工作的，是如何让发动机既能快速升温、又能长期保持稳定的温度。

汽车上所使用的发动机是一种内燃机，它的本质是一种能量转化工具，即把燃料（汽油、柴油、乙醇、天然气等）的化学能转化为机械能。但是这个转化过程并不是一步就能完成的，而是首先把燃料燃烧，把燃料内部储存的化学能以热能的形式释放出来，然后热能再推动发动机的曲柄连杆机构旋转做功，转化为机械能对外输出。大家都知道，推动汽车行驶的是机械能而不是热能，所以燃料的化学能转化为热能再转化为机械能就是内燃机的基本工作原理。

那么燃料燃烧后释放出的热能能完全转化为机械能吗？答案是不能，所有的能量转换过程都必然伴随着能量的损失。对于汽车发动机来说，转化的效率还相当的低（通常把这个转换效率称为发动机热效率）。对于汽油机而言，现在最先进的汽油机最高热效率也只有41%，也就是说，汽油机燃烧1kg的汽油所产生的热量，最多只有41%的热量转化为机械能用来推动汽车行驶，其余的热量都白白浪费掉了；而我们在日常行驶中，发动机的平均热效率也就在30%左右。对于柴油机而言，热效率能稍高一些，最高可以达到45%左右，日常行驶平均可以达到35%左右，这也是柴油车油耗更低、经济性更好的原因之一，所以很多特别注重经济性的卡车都使用柴油机，在欧洲很多乘用车也使用柴油机，这是与中国最大的不同。

那么燃料燃烧后多余的热量哪儿去了呢？这些热量一小部分用来保持发动机正常的工作温度，其余的都需要散发到周围的空气中去，这就是汽车在夏季成为一个个“热岛”的主要原因。那么如何让发动机在任何工况下都能保持正常的温度，并且快速有效的将多余的热量散发到空气中，这就是发动机冷却系统的功劳了。

首先来看看发动机的正常工作温度是怎么回事。发动机在工作时，燃烧室内的最高温度可以达到2000°C，而环境温度一般在-30°~30°C之间，那么该如何平衡这种温度差呢？工程师在长期的实践中发现，如果能把发动机的温度控制在80°C~90°C之间，就可以把燃烧室的温度控制在500~600°C左右，在这种状态下燃料在燃烧室内的燃烧状态最好，发动机的热效率和各方面性能都处于最佳状态，所以80°C~90°C就是所谓的发动机正常工作温度。当然现在有些高强化的发动机工作温度可以达到100°C以上，比如说轿车使用的汽油发动机正常工作温度一般在95°C~105°C之间，卡车使用的高强化柴油发动机正常工作温度一般在85°C~95°C之间（个别也有更高的，比如带有热管理系统的玉柴发动机）。

如果发动机温度过高或者过低会怎么样呢？前文说过，发动机最佳的工作温度区间就是80°C~90°C，发动机上各种零部件的最佳工作温度和配合间隙都设计在这个区间，比如活塞与气缸之间的间隙、活塞环的开口间隙等等，同时机油的最佳工作温度也在这个温度范围内。如果温度过低的话，会导致润滑油粘度增大，发动机磨损加剧，有数据表明，发动机80%的磨损量都是在低温启动时造成的；如果发动机温度过高的话，会导致润滑油粘度下降，润滑不良，零部件间隙减小甚至消失，最终造成拉缸、化瓦等严重的机械故障。所以发动机温度过高或者过低都会对发动机使用寿命造成很大的影响。

那么如何保持发动机正常的工作温度呢？这就需要在发动机上安装冷却系统。在汽车上冷却系统的作用就是让发动机在所有工况下都保持在正常的温度范围内。不仅仅是给发动机散热，同时也要防止发动机过冷，此外还要在冷启动时让发动机快速升温，尽快达到正常的工作温度。

根据冷却介质的不同，发动机的冷却方式分为风冷式和水冷式两种。风冷式只在一些特种车辆、部分工程机械以及摩托车上使用，总体来说使用范围较小，对发动机的温度控制也不够精确，在汽车上已经很少使用了。现在的汽车上绝大多数使用的都是水冷式冷却系统。虽然名字叫做“水冷”，但其实冷却介质并不是水，而是一种具有防冻和防沸功能的特殊冷却液，它具有比热容大、沸点高、冬季防冻等特点，能够满足现在高强化发动机的使用需求。在正常使用情况下是严禁加水的，否则会导致冬季结冰、发动机高温?沸腾等严重的故障。

发动机的水冷系统学名为强制循环水冷系统，系统结构包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附加装置等，它的工作原理比较简单：水泵是冷却系统中的动力元件，它将冷却系统中的冷却液加压，使之在系统中循环流动。冷却液从气缸壁吸收热量之后温度升高，然后向上流入气缸盖，最后流入散热器，散热器将冷却液的热量散发到周围的空气中。为了加快散热，通常使用风扇来给流过散热器的空气加速。冷却后的冷却液从散热器底部重新流入水泵，继续参与循环。就这样冷却液源源不断的循环流动，将燃料燃烧后多余的热量带走并散发出去。

如果冷却系统仅仅是这样工作的话，它是不能满足汽车工作需求的，因为发动机在不同工况下产生的热量是不一样的，需要散发出去的热量也是不一样的。比如发动机在冷启动时，需要迅速提升发动机温度，此时的发动机需要保温，尽可能少的散热；在汽车低速低负荷运转时，需要保持发动机温度不降低，此时需要维持一定的冷却强度；在发动机高速高负荷工况下，需要冷却系统最大限度的把多余的热量散发出去，避免发动机高温，此时冷却系统需要全负荷工作，等等。为了满足发动机各种工况下的冷却需求，因此在冷却系统中设计了冷却强度调节装置，它可以调节发动机在不同工况下的冷却强度，让发动机尽可能的保持在正常工作温度范围内。常见的冷却强度调节装置有百叶窗、节温器、电动风扇和风扇离合器等，这些装置才是冷却系统的核心技术。发动机能快速升温、又能长期保持稳定的温度，就是这些装置在起作用。

1、百叶窗：很多老司机应该能记得，在上世纪八九十年代的解放141、东风140等汽车上，都有一个百叶窗调节器。在夏天把百叶窗全部打开，加强水箱的散热；在冬天把百叶窗关闭，让水温上升的更快。所以百叶窗的作用就是调节流过散热器的空气流量，当它开启时，空气可以全部流过散热器，散热强度高；当它关闭时，空气无法流过散热器，散热强度低。不过现在的汽车已经很少使用百叶窗了，更多的使用电子风扇和风扇离合器来调节散热器空气流速和流量。

不过百叶窗也并没有完全绝迹，在部分车型上仍在使用，并且越来越智能化，一般使用电控模块根据发动机的温度来调节百叶窗的开启角度。比如在宝马车上使用的智能型百叶窗，它由一个电控单元控制，在发动机水温较低时自动关闭，使发动机快速升温；然后会随着发动机温度的升高，逐渐增大百叶窗的开启角度，使更多的空气流经散热器，加强发动机的散热。此外还有福克斯ST等车型上的进气风冷格栅主动关闭系统，其实就是电控百叶窗。

2、节温器：节温器是发动机上最重要的冷却强度调节装置，它的作用是随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作。当它关闭时，冷却水在发动机中封闭运行，不流经散热器，其水流路线短，散热强度小，称为水冷却系的小循环，此时发动机可以快速升温；当它开启时，冷却水流经散热器，其水流路线长，散热强度大，称水冷却系的大循环，此时发动机温度上升较慢。不过发动机在实际运行时，大小循环一般是同时存在的。

发动机的大循环和小循环水流量能差多少呢？对于普通的家用车来说，一般冷却系统中冷却液的总量大约是6升，在小循环时在发动机中封闭运行的冷却液大约是2升，另外的4升在散热器中。如果节温器损坏，比如它不开启了，发动机中就只有2升冷却液冷却发动机了，显然是不够的，所以发动机就会高温、开锅；如果节温器始终卡死在开启的位置上，那么发动机就要加热全部的6升冷却液，并且热量还会源源不断的通过散热器散发出去，所以发动机的水温不容易升高，长时间处于冷态，会导致发动机磨损加剧。

早期的节温器都是机械式的，利用石蜡受热膨胀的原理来开启和关闭阀门，从而来控制冷却液的大小循环。现在有越来越多的车型用了电子节温器，它的工作原理与石蜡式节温器是一样的，只是感温和控制元件用了电子元件，控制更精准。此外，在节温器上还标注了它的开启温度，对于某些柴油机来说，节温器还分为高温型（82°C开启）和低温型（75°C开启）两种，一般在夏季使用低温型，尽早让冷却系统开启大循环，可以避免发动机过热；在冬季使用高温型，让大循环开启延迟，让发动机尽快升温。如果在冬季仍然使用低温型的节温器，发动机也会出现过冷的故障。

3、电子风扇：在汽车散热水箱的后面一般都会有一到两个风扇，它的作用是让更多的空气流经散热器，增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度。现在的乘用车上基本都是使用电子风扇，用电机来驱动风扇的旋转，由发动机控制单元来控制它的启停以及调节转速的高低。在发动机温度低时不启动，在发动机超过正常温度时开始启动，并且温度越高转速越快，对水箱的散热作用就越大。如果由于某种原因导致风扇停转了，发动机就会高温；如果在水温正常的情况下风扇仍然高速旋转，一般是温控器、发动机控制单元或者相关的线路出故障了。此外现在的发动机上都有一种保护机制，当电子风扇控制系统收不到任何信号或者信号错误时，会强制风扇高速旋转，以加强散热，避免发动机高温。

4、风扇离合器：在商用汽车上，比如自卸卡车、半挂车、部分工程机械等，它们的冷却风扇是由曲轴直接驱动的，风扇的转速也与曲轴同步，它的冷却强度是非常大的。为了能更好的控制风扇转速，通常在曲轴和风扇之间通过一个风扇离合器实现来柔性连接。这个风扇离合器一般是硅油式的，硅油具有受热膨胀、粘度增大的特点。当发动机水温较低时，硅油粘度低，风扇与曲轴的结合强度较低，虽然曲轴高速旋转，但是风扇转速却较低，发动机冷却强度较小，可以快速升温；当发动机水温较高时，硅油粘度增大，风扇与曲轴几乎完全结合为一体，随曲轴高速旋转，发动机冷却强度大，避免发动机过热。判断风扇离合器是否正常的一个方法就是在发动机温度较高时用手转动风扇，如果转动阻力较大说明风扇离合器是正常的，如果转动很轻松就说明风扇离合器已经损坏，需要更换了。

现在我们就可以来回答文章开头提出的问题了：当发动机冷启动时，节温器关闭，冷却系统处于小循环，同时风扇停止转动，百叶窗关闭，发动机加大喷油量，此时的发动机热效率是很低的，20%都不到，更多的热量用来给发动机升温，所以发动机可以在几分钟之内就把温度提高到正常工作温度；当发动机温度正常以后，冷却强度调节装置起作用，始终将发动机温度控制在一定范围内，并且会随着发动机负荷与温度的变化随时调节冷却强度，即使长时间行驶也不会出现温度过高或过低的情况。

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