發動機正常工作時可燃混合氣在汽缸內燃燒溫度高達1800℃-2000℃,在此期間直接與 高溫氣體接觸的機件(如氣門、汽缸蓋、活塞等)由于吸收了大 量的熱而溫度升得很高,若不及時進行有效的冷卻,不但零件之 間的配合間隙因受熱膨脹會遭到破壞,活塞等運動機件可能卡死 在汽缸中造成“拉缸”,甚至熔化在汽缸中,而且機件也會因長期 處于高溫狀態下,其剛度和強度大大降低而發生變形或折斷。此 外,高溫也會引起發動機潤滑油稀釋變質,甚至結膠使潤滑系工 作不良,零件磨損加劇等。發動機冷卻系的功用就是將在高溫下 工作的發動機零件的多余熱量散發到大氣中去、保持發動機始終 在最適宜的溫度范圍內工作。
發動機的冷卻必須適度,如果發動機冷卻不足造成水溫過高 就會產生以下不良影響:
活塞會因熱膨脹而卡死在汽缸中,更有甚者會發生“拉缸” 現象,刮傷活塞和汽缸壁等;潤滑油稀薄,不能形成油膜或者油 膜強度降低;汽缸壁和活塞間的潤滑油也會因高溫而燒蝕,造成 干摩擦加劇機件的磨損;發動機過熱還會引起發動機的不正常燃 燒,而不正常燃燒將對發動機造成嚴重的惡果;發動機過熱會降低充氣系數,減少進氣量,使發 動機功率降低。
同樣,發動機冷卻過度,會使發動機溫度過低,同樣也會出 現一系列不良現象:
由于發動機工作溫度很低,冷卻液帶走的熱量增多,用于 燃氣膨脹推動活塞做功的熱量減少,從而使發動機熱效率下降, 動力不足;發動機過冷,吸氣行程進入汽缸的可燃混合氣與冷 汽缸壁接觸,會使混合氣中原來已汽化了的汽油(或柴油)凝結成 液體,并順著汽缸壁流入曲軸箱,這樣不僅增加了燃料消耗, 而且進入曲軸箱的燃料會使 機油稀釋變質,潤滑性能下降,發動機磨損加劇;由于發動機過冷, 可燃混合氣中的水氣(空氣中有水)凝結成水與燃燒廢氣中的硫 化物,如:二氧化硫遇水生成亞硫酸,混入曲軸箱機油中,隨機 油流入發動機各潤滑表面,嚴重腐蝕各摩擦表面。
由上述分析可見,對發動機冷卻一定要適當,冷卻系應能隨發動機的工況和使用條件等自動調節發動機的工作溫度,使其不 致過高,也不致過低,經常保持在最適宜的溫度范圍內,通常以 冷卻液溫度80℃-90℃為宜。冷卻液的最佳溫度見附圖
發動機的冷卻方式分水冷和風冷兩大類。
隨著科學技術的發展,新材料,新工藝的采用及發動機結構 的改進,現代車用發動機一個顯著的特點就是運行溫度高,正常 的工作溫度上限一般都超過100℃,如果水冷發動機的水箱全部 注水,當發動機溫度達到100℃時水就會沸騰,俗稱“開鍋”。而 當冷卻水在溫度低于0℃時會因結冰而影響正常工作,甚至會凍裂缸體等機件。
另外,水具有腐蝕性,在使用過程中會產生水垢而影響冷卻 效果,因此在這種情況下需要一種特殊的冷卻媒介——防凍液。
防凍液應具備以下幾點特點:
第一是防腐蝕功能。發動機及其冷卻系統是金屬制造的,其 材料成份有銅、鐵、鋁、鈉、焊錫等。這些金屬在高溫下與冷卻 水接觸時間長了都會遭到腐蝕生銹。而防凍液不僅不能對發動機 冷卻系統造成腐蝕,而且還具有防腐和除銹的功能。
第二是提高冷卻液的沸點。水的沸點是100℃,優質防凍液的 沸點通常在110℃以上。這樣在夏季使用防凍液比水更難“開鍋”。
第三是防凍液可以防垢(防水堿)。用水作冷卻液最讓駕駛員 頭疼的就是水垢問題。水垢附著在水箱、水套的金屬表面,使散 熱效果越來越差,而且清除起來也很困難,優質防凍液采用蒸餾 水制造,并加有防垢添加劑,不但不產生水垢,還具有除垢功能。
第四是降低冷卻液的冰點。水的冰點是0℃,而防凍液的冰點 是可以調整的,一般在-75℃~-70℃之間。
防凍液大多是由乙二醇、甘油、水和防腐劑等配制而成的, 防凍液的冰點由乙二醇的含量決定。乙二醇的含量越高,防凍能 力越強。40%乙二醇的防凍液,冰點為-25%,50%乙二醇的防凍 液,冰點為-35℃。冰點,顧名思義就是結冰時的溫度。在寒冷 的冬季,水箱里的水很容易在停車過夜時冷卻結冰,使體積增大 而漲裂散熱器,凍壞發動機。而加了防凍液的水箱,則在寒冷的季節里保持液態,維持水箱的散 熱功能。用乙二醇等化學成分配制的防凍液不但耐低溫,耐高溫 的特性也特別好,此種防凍液在接近200℃時才能被“燒開”。夏 季在水箱里灌裝此種防凍液,駕駛員就不會被“開鍋”所困擾了。
加注防凍液應注意以下幾點:
1)加注防凍液前一定要對發動機冷卻系進行認真的清洗。這 是因為防凍液中有防垢劑和清洗劑。使用前如果直接加入防凍液 后發動機冷卻系統中原有的水垢與防凍液接觸后脫落,使防凍液 變濁、變稠、甚至變色、變味,嚴重時堵水管、水道或沉淀在水箱 下部彎管接頭部位造成散熱不良,致使防凍液不能循環造成發 動機溫度過高。為防止這種現象的發生,在加注防凍液前,應使 用10%的燒堿水溶液浸泡水箱一個小時,再將沖洗液排放,然 后用軟化水反復沖洗2-3次,以清除發動機冷卻系統中原積存的 水垢,沖洗后再加注防凍液。
2)禁止直接加注防凍液母液。有些駕駛員及修理人員認為 防凍液越純越好,乙二醇濃度越大越好,而直接加注防凍液母 液,這樣做不但不能滿足防凍液對冰點的要求,反而會出現一些 意想不到的現象,如防凍液變質,濃度大,密度大,低溫粘度 增大以及出現發動機溫度高等現象。所以在使用防凍液母液時, 一定要按要求進行調制,禁止直接使用。
3)防凍液使用中要定期檢查
4)防凍液一般兩年或30000萬公里更換一次并使用。為了減少浪費,防凍液加注后不要隨意更換,但應對使用中的防凍液定 期檢查。結合每年換季保養對防凍液進行檢查,如發現防凍液顏 色變化,防凍液變稠、冰點上升、以及防凍液變濁、變質、變味、 發泡等應及時更換。更換時,先放凈舊的冷卻液,洗干凈水箱, 然后換上新液。
5)不同廠家生產的防凍液不能混加,混合容易腐蝕發動機水 箱。
6)防凍液的選擇,防凍液應根據本地區的氣溫條件進行選 擇,一般低于本地區最低氣溫10℃即可。結合西北地區氣候特 點,以及所擁用的設備情況,考慮到經濟效益等因素,對于進口 設備、車輛,我們選用了四季通用的超低冰點-45℃的殼牌全效 防凍液,而國產設備、機械、車輛我們選用了-40℃藍星不凍 液。
防凍液在使用過程中應加強管理,并注意以下事項:
1)防凍液有毒,有腐蝕性,對人的皮膚和內臟有刺激作用, 使用中要特別注意防止嘴吸、手沾。因為即使很少一點也會中 毒,嚴重時會使人致命。防凍液對鍍鋅鐵皮有腐蝕作用。
2)在使用工業酒精和水配制的防凍液時,必須注意防火。
3)由于防凍液膨脹系數較大,加注時不要過滿。
4)使用過程中,由于水分蒸發(乙二醇沸點較高,不會蒸發) 冷卻液會減少而變粘稠,在沒有泄漏的情況下,當發現冷卻液不 足時,可向其中補加蒸餾水、離子水或冷卻后的開水等軟水,以 防止水垢和腐蝕。
信息來源:張紅燕
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