问发动机冷却系统大循环?

研究证明，汽车的问题，90％是因发动机磨损而引起。可以说，磨损是万祸之源。美国著名工程师罗勃特？塞科斯基在《永远驾驶它》一书中列举了造成发动机磨损的五大原因： 　　一、腐蚀磨损。燃油在发动机燃烧室燃烧后会产生许多有害物质，一般每100加仑汽油燃烧时会产生1-5磅的氮和硫酸，这些物质不仅会对气缸造成腐蚀，而且还会通过三道活塞环(顶、中、底环)窜到发动机中，对发动机的主要部件，如凸轮曲轴等造成金属腐蚀，这种腐蚀单靠使用润滑油是不能消除的。 　　二、锈蚀磨损。发动机在停机后，由高温冷却到低温，这个温度变化过程会使发动机内部产生水冷凝气以至积水。这会对发动机造成严重的金属锈蚀，特别是再次启动发动机短距离运转，发动机温度还来不及将水气蒸发掉时，情况就更为恶劣。这一点也是润滑油无法解决的。 　　三、灰尘造成的强磨损。发动机在燃烧时需要吸入空气，即使再好的空气过滤装置也很难绝对避免灰尘随空气吸入到发动机中。由于灰尘被吸入而造成强磨损，这种磨损是润滑油所不能完全消除的。特别是在我国干旱少雨、风沙大的地区，这种强磨损表现的就更为突出。 　　四、冷启动干摩擦。美国通用汽车公司的研究表明，当汽车发动机停转4个小时后，所有在摩擦界面上的润滑油都将回流到润滑油箱中。这时启动发动机，由于油泵还来不及将润滑油打到各润滑部位，短时间内会产生周期性润滑丧失的干摩擦，从而造成发动机严重的异常强磨损。这种强磨损是润滑油所根本无法解决的。(另有相关资料研究指出，这种强磨损占发动机总磨损的70%以上) 　　五、发动机正常运转时产生的磨损。 　　搞清楚发动机磨损的原因以后，也就清楚了润滑油在减少发动机磨损中所起的作用。同时也就清楚了使用抗磨保护产品对延长发动机使用寿命，保养发动机的重要性。 　　许多车友有这样一种观念：汽车只要定期换机油(特别是优质机油)、换三滤，不加任何抗磨等养护产品，同样可以延长发动机的使用寿命，甚至认为这是发动机最好的保养方法。他们的理由是：发动机油中都含有添加剂成分。其实这种观念是错误的。抗磨剂能让润滑油更好的好挥作用，更重要的是，它能解决润滑油的无法解决的发动机干磨问题。 　　抗磨剂是以润滑油为载体，以目前人类所掌握的高科技合成物质作为主要抗磨材料的液态抗磨保护剂。比如“金驰马”引擎强力保护剂，是高科技合成的多分子级的硅碳化合物发动机保护剂，它不易被高温分解氧化，不含金属特富龙成分。能与任何等级的润滑油（含柴油机油）相融合，并通过机械高速运转，瞬间即可吸附在金属表面，在引擎内壁金属表面形成一层超薄、肉眼看不见的永久性抗磨油膜，起到抗磨损，防止发动机过热，能随时清洁发动机内易污损的机件。同时迅速修复已经磨损机内各种摩擦机件，使其始终处于最佳的摩合状态，从而使发动机的使用寿命更长久。

概述 随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热密度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求，因为此时发动机产生的热量最大。然而，在部分负荷时，冷却系统会发生功率损失，水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短。因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。 2 现代发动机冷却系统的特点 传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。 先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。 2.1 温度设定点 发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统，这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。 通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值，可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点，这取决于希望达到的目的。 2.2 提高温度设定点 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气热传递传递的效果，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，可采用不同的方式，进一步减小冷却液的流速。 2.3 降低温度设定点 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。 2.4 精确冷却系统 精确冷却系统主要体现在冷却水套的结构设计与冷却液流速的设计中。在精确冷却系统中，热关键区，如排气门周围，冷却液有较大的流速，热传递效率高，冷却液的温度梯度变化小。这样的效果来自缩小这些地方冷却液通道的横截面，提高流速，减少流量。 精确冷却系统的设计关键在于确定冷却水套的尺寸，选择匹配的冷却水泵，保证系统的散热能力能够满足低速大负荷时关键区域工作温度的需求。 发动机冷却液流速的变化范围相当大，从怠速时的1 m/s到最大功率时的5 m/s。故应将冷却水套和冷却系统整体考虑，相互补充，发挥最大潜力。 研究表明，采用精确冷却系统，在发动机整个工作转速范围，冷却液流量可下降40%。对气缸盖上冷却水套的精确设计，可使普通冷却道的流速从1.4m/s提高到4 m/s，大大提高气缸盖传热性，将气缸盖的金属温度降低到60℃。 2.5 分流式冷却系统 分流式冷却系统为另外一种冷却系统。在这种冷却系统中，气缸盖和气缸体由各自的液流回路冷却，气缸盖和气缸体具有不同的温度。分流式的冷却系统具备特有的优势，可使发动机各部分在最优的温度设定点工作。冷却系统的整体效率达到最大。每个冷却回路将在不同冷却温度设定点或流速下工作，创造理想的发动机温度分布。 理想的发动机热工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO，HC和NOx的形成，也提高输出功率。较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度相差100℃。气缸温度可高达150℃，而缸盖温度可降低50℃，减少缸体摩擦损失，降低油耗。较高的缸体温度使油耗降低4%-6%，在部分负荷时HC降低20%-35%。节气门全开时，缸盖和缸体温度设定值可调到50℃和90℃，从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。 2.6 可控式发动机冷却系统 传统的发动机冷却系统属于被动式的，结构简单或成本低。可控式冷却系统可弥补目前冷却系统的不足。现在冷却系统的设计标准是解决满负荷时的散热问题，因而部分负荷时过大的散热能力将导致发动机功率浪费。这对轻型车辆来说尤为明显，这些车辆大多数时间都在市区内部分负荷下行驶，只利用部分发动机功率，引起冷却系统较高损耗。为解决发动机在特殊情况下过热的问题，现在的冷却系统体积较大，导致冷却效率降低，增大了冷却系统的功率需求，延长了发动机暖机时间。可控式发动机冷却系统一般包括传感器、执行器和电控模块。可控式冷却系统能够根据发动机工作状况调整冷却量，降低发动机功率损耗。在可控式冷却系统中，执行器为冷却水泵和节温器，一般由电动水泵和液流控制阀组成，可根据要求调整冷却量。温度传感器为系统的一部分，可迅速把发动机的热状态传给控制器。 可控式装置，如电动水泵，可将冷却系温度设定点从90℃提高到110℃，节省2%-5%的燃油，CO减少20%，HC减少10%。稳定状态时，金属温度比传统冷却系统的高10℃，可控式冷却系统具有较快的响应能力，可将冷却温度保持在设定点的±2℃范围。从110℃下降到100℃只需2 s。发动机暖机时间减少到200s，冷却系统工作范围更贴近工作极限区域，能够缩小发动机冷却温度和金属温度的波动范围，减少循环热负荷造成的金属疲劳，延长部件寿命。 3 结论 前面介绍的几种先进冷却系统具有改善冷却系统性能的潜力，能够提高燃油经济性和排放性能。冷却系统的能控性是改善冷却系统的关键，能控性表示对发动机结构保护的关键参数，如金属温度、冷却液温度和机油温度等能够控制，确保发动机在安全限度范围内工作。冷却系统能够对不同工况作出快速反应，最大地节省燃料、降低排放，而不影响发动机整体性能。 从设计和使用性能角度看，分流式冷却与精密冷却相结合具有很好的发展前景，既能提供理想的发动机保护，又能提高燃油经济性和排放性。这种结构有利于形成发动机理想的温度分布。直接向气缸盖排气门周围供给冷却液，减少了气缸盖温度变化，使缸盖温度分布更加均匀，也能将机油和缸体温度保持在设计的工作范围，具有较低的摩擦损失和污染排放量。■ 冷却系统的功能及维护保养方法如下： 1、冷却系统的功能，就是将发动机零件吸收的一部分热量带走，保证柴油发动机各零件维持在正常的温度范围内。 2、冷却水应是不含溶解盐的软水，如清洁的河水、雨水等。不要用井水、泉水或海水等硬水，以防产生水垢，引起发动机散热不良，气缸过热等问题发生。 3、用漏斗将冷却水加入水箱时，应当防止水飞溅到发动机与散热器上，防止散热片和机体上积尘、弄脏，影响冷却效果。 4、若因发动机缺水而引起温度过高时，不能马上加水，应使发动机慢速运转10—15分钟，等温度稍降低后，在发动机不息火的情况下慢慢加入冷却水。 5、冬季，水箱内应加热水。启动后应慢速运转至水温超过40度时才能工作。工作结束后，必须放尽冷却水。 6、要定期清除水箱内的水垢，对风冷发动机的散热片要经常擦洗污泥、脏垢。散热片不可损坏，若损坏后要及时更换，以免影响散热效果。