发动机冷却系统的结构和原理（图解）

发动机冷却系统的组成结构

发动机冷却系统一般包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、水管、补液罐，还有发动机机体上的水道（水槽）、气缸盖上的水套及其他附加装置等。

1—散热器；2，5—冷却液温度传感器；3—补液罐；4—节温器；6—暖风装置热交换器；7—暖风调节阀；8—冷却液/ 机油热交换器；9—变速箱油/ 冷却液热交换器；10—调节单元

发动机冷却系统的工作原理

一般汽车发动机冷却系统以水冷却为主使，用气缸水道内循环水冷却把水道内受热水引入散热器（水箱）通过风冷却后再返回到水道内。
当发动机运转时，水泵随之旋转提冷却液压力促使冷却液强制循环，循环冷却液带走发动机缸体缸套缸盖等零件热量。当冷却液温度未达到节温器开启温度时，冷却液将通过水循环管直接从水泵重新进入缸体。由于冷却液避免必要冷却温度将迅速升，当冷却液温度达到节温器开启温度节温器阀门关闭循环管旁通水路，冷却液将穿过节温器流入散热器水室，热水经风扇吸过空气流强制冷却，散失部分热量，温度已经降冷却液留到散热器水室，经水泵在泵入缸体重新参加冷却循环。

当打开车暖风装置时，在冷却系统压力作用部分热水从缸盖出水铜管引出进入暖风散热器。在暖风机风扇作用流经暖风机散热器水芯冷却液所带热量被暖风机风扇吹出风带走热风。

经过送风管吹到风窗进行除霜或从风门吹出供驾驶室取暖，由暖风机散热器冷却过冷却液经出水管返回水泵进水管重新参加循环。如果这些管道当中液体流动平稳则只会直接冷却与管道接触液体从管道中流动液体传导至管道热量，取决于管道接触管道液体之间温度差异，因此，如果与管道接触液体到快速冷却，那么传输热量会比较通过在管道内制造湍流混合所有液体将与管道接触液体保持温以吸收热量从而使管道内全部液体到有效利用。

大众1.4T 发动机冷却系统布局如下图所示：




节 温 器
大众1.4T 发动机冷却系统节温器（冷却液调节器）如下图所示。


节温器安装在冷却液循环的通路中，根据发动机负荷大小及冷却液温度高低来改变冷却液的流动路线及流量，自动调节冷却系统的冷却强度，使冷却液温度保持在最适宜的范围内。



1—加热电阻；2—主阀；3—橡胶嵌入件；4—旁通阀；5—壳体；6—插头；7—工作元件壳体；8—主弹簧；9—工作活塞；10—横杆；11—旁通弹簧

发动机满负荷运行时，较高的运行温度会带来不利影响（如因爆震趋势造成点火延迟）。因此，满负荷运行时将通过电子节温器有效降低冷却液温度。


水 泵

大众1.4T 发动机冷却系统水泵如下图所示：



大众发动机冷却系统机械水泵如下图所示：



水泵对冷却液加压，强制冷却液在冷却系统中循环流动。常见的水泵安装在发动机前端，通过带传动机构进行驱动，使来自各个冷却回路部件的冷却液循环。

下图为宝马电动冷却液泵，这是一种电力驱动的离心泵。



电子泵湿式转子电动机的输出功率由安装在电动机线路接头盖下的电子模块进行电子控制。这种电子模块（EWPU）通过数位串行数据接口与发动机控制单元连接。发动机控制单元根据发动机载荷、工作模式和温度传感器给出的数据来确定所需的冷却能力，并为EWPU 控制单元发出相应的指令。系统内的冷却液流过冷却液泵的电动机，因此对电动机和电子模块都进行了冷却。冷却液同时对电动冷却液泵的轴承提供润滑。


补 液 罐 盖

补液罐盖如下图所示，在盖顶部和底部都注有表示相应开启压力的数字“140”，表示开启压力为140kPa 表压力。在当前车型的补液罐盖上最高注有200kPa 表压力。


补液罐盖用于确保产生压力并使冷却循环回路内的压力不受环境压力影响。这样可以避免空气压力较低时（如在山里）冷却液沸点较低。


冷却液散热器

冷却液散热器的设计要求确保可以在所有运行和环境条件下将发动机产生的余热有效释放到环境空气中，为此必须根据车辆和配置调整冷却液散热器尺寸。

冷却液以水平方式多次从冷却液散热器的一端流向另一端。




冷却液的热能必须传输给散热器壳体，即热传导。金属将热量从散热器内侧传至外侧，在外侧将热能释放到环境空气中，该过程也是热传导过程。从冷却液传至金属的热量明显高于从金属传至环境空气的热量。为此通过散热片增大了金属向环境空气传导热量的面积，因为传导面越大通过热传导传递的越多。


冷 却 液
冷却液通常由低钙质水、防冻剂和防腐添加剂混合而成。
许多发动机都使用含硅酸盐的冷却液。这种冷却液的颜色为蓝色/ 绿色。含硅酸盐的冷却液在部件表面形成一层硅酸盐成分保护层，从而对部件提供保护。
只有使用新冷却液时才能形成这种保护层结构。更换冷却液泵、散热器、气缸盖密封垫等部件时通常也需更新冷却液，以确保形成新的保护层。
有些发动机使用以氨基酸为基础的冷却液。这种冷却液的颜色为粉红色。使用以氨基酸为基础的冷却液时，部件表面受腐蚀形成氧化层，从而起到保护层的作用。

提示：
如果将含有硅酸盐的冷却液和含有氨基酸的冷却液混合，混合液就会失去防腐特性并变为棕色。