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[摘 要]发动机冷却系统是车辆的一个重要环节，了解冷却系统的作用、影响因素及产生的危害，使我们能够正确维护保养发动机冷却系，对保持发动机稳健运行至关重要。
[关键词]发动机 冷却系 作用 影响因素 产生危害 正确使用冷却液
中图分类号：TK403 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0312-01
1 冷却系统的作用
发动机工作时，气缸内的气体温度可高达1927-2527℃，若不及时冷却，将造成发动机零部件温度过高，尤其是直接与高温气体接触的零件，会因受热膨胀影响正常的配合间隙，导致运动件运动受阻甚至卡死。此外，高温还会造成发动机零部件的机械强度下降，使润滑失去作用等。
发动机冷却系统的功用就是对在高温条件下工作的发动机零部件进行冷却，保证发动机在最适宜的温度下工作。
发动机冷却系统的冷却强度必须适宜，冷却不足会使发动机过热，冷却过度则会使发动机温度过低，发动机过热或温度过低均会影响其正常的工作。
2 冷却系统的原理及组成
水冷却系统以水或防冻液（统称为冷却水）位冷却介质，空冷却水的循环流动将高温机件的热量带走，然后再将热量散发到大气中。
水冷却系统是由百叶窗、散热器、散热器盖、风扇、水泵、节温器、冷却液温度表、水套、分水管及放水阀组成。
3 影响冷却系的主要因素
3.1 循环水量
循环水量不仅与水泵的结构、转速有关，而且与冷却水量、水流的组织是否合理有关。冷却水量应基本与发动机功率成正比，每千瓦约需0.3～0.4升冷却水。另外，合理的水流组织，可使水流阻力减少，提高循环水量，而且能够使发动机各缸冷却均匀，避免一些受热零件，特别是气缸盖和气缸体的壁面由于温度太高而产生“死区”和局部炽热区。
3.2 散热效率
散热效率主要同水箱有关。现代汽车多采用带有压力盖的管带式水箱，该类型水箱散热性能比较优越，由于带有压力盖，使系统内压力增高，其冷却水即使在100℃仍不会沸腾，加大了散热器内外温差，提高了散热能力，而且由于冷却水没有直接同外界抵触，减少了“死水”现象，这就是所谓的“封闭式冷却系”。
3.3 空气流量
空气流量主要由风扇的直径、转速、叶片形状、导风板密封程度、水箱罩与风扇叶片相对位置等因素有关。风扇的叶片直径及角度对扇风量影响很大。
水箱罩与风扇叶片的相对位置。一般地，水箱罩应包含风扇叶轮纵向宽度的三分之二较为合适。另外，空气流量还受到水箱罩与风扇叶片径向间隙的影响，间隙越小越好。但由于水箱罩与风扇在行车震动时，步调经常不一致，因此一般取15mm～20 mm。但若风扇轴座与水箱罩是刚性连接的，可取5mm～6mm，效果更佳。
4 不合格的冷却液产生的危害
4.1 铝腐蚀
越来越多的发动机制造商使用铝来减轻冷却系统的重量，然而却为此付出代价——铝是整个系统中最敏感的材料，所以腐蚀成为了最大的难题。
4.2 穴蚀或缸套气蚀
发动机里的活塞一分钟上下运动约2000次，当它们垂直移动时，机轴则水平旋转进行完全不同的运动。相互矛盾的运动方向引起缸套内的剧烈震动，尽管汽缸壁被冷却液覆盖，液体惯性会产生微小的真空区域，导致汽缸壁产生蒸汽气泡。当缸套通过真空区域振动回原位，这些气泡就会在1000bar的巨大压力下炸裂，并带着缸壁的小碎屑。
4.3 水垢
冷却液由48%的优质水、48%的乙二醇和4%的冷却液添加剂组成，由于自来水中含有诸如钙镁等矿物质，因此水质变硬，已生成水垢。水垢容易在发动机温度偏高点产生有害影响，就像用水壶烧水时水垢产生的影响一样。发动机的这些温度偏高点通常是缸套和气缸底座。1mm厚水垢的阻热效果与75mm的生铁阻热效果相当。很明显，水垢就是主要的隔热体，热量无法从发动机的燃烧室中轻易散去，从而导致活塞环损坏。耗油量激增，甚至造成整台发动机失灵。
4.4 酸蚀
当冷却液PH值低于7时，发动机就容易被腐蚀，防冻液降解和外部硫酸盐进入冷却系统时，冷却液会变成酸性，这将导致缸套，缸体，缸盖，水道和软管遭受腐蚀。倘若PH值很高，将面临垫圈和软金属部件损坏的风险。
5 冷却水保持在一定的温度下正常发挥冷却的作用
5.1 选用清洁的软水
软水通常有雨水、雪水和河水等，这些水含矿物质少，适宜发动机使用而井水、泉水以及自来水中的矿物质的含量高，这些矿物质受热易沉积在水箱壁及水套和水道壁上而形成水垢和锈蚀物，使发动机散热能力变差，易导致发动机过热加入的水必须清洁，水中含有杂质会堵塞水道、加剧水泵叶轮等部件的磨损如果使用硬水则必须事先进行软化处理，软化的方法通常有加热法和加入碱液（常用苛性钠）法。
5.2 不要先起动后加水
在冬季为了便于起动，或因水源较远，个别驾驶员常常采取先起动后加水的方法，这种方法十分有害发动机干起动后，因机体内无冷却水，发动机各部件迅速升温，尤其是缸盖及柴油机的喷油器外的水套处温度特别高，如果此时再加入冷却水，缸盖及水套就容易因骤冷而产生裂纹或变形发动机温度过高时，应先卸去发动机负荷后低速空转，当水温正常时再加冷却水。
5.3 “开锅”时，防止烫伤
水箱“开锅”后，不要盲目打开水箱盖，以防烫伤正确的做法是：先怠速空转一会儿再熄灭发动机，待发动机的温度降低、水箱压力下降以后再拧开水箱盖拧开时用毛巾或擦车布盖在箱盖上，以防热水、蒸汽喷到脸上、身上千万不要将头正对水箱向下看，拧开后迅速撤手，待无热气、蒸汽时，再取下水箱盖，严防烫伤。
5.4 冬季加热水
寒冷的冬季，发动机难起动，如果在起动前加注冷水就很容易在加水过程中或在加完水没能及时起动时，在水箱下水室及进水管处容易发生冻结，造成水无法循环，甚至使水箱涨裂加注热水，一方面能提高发动机的温度便于起动；另一方面可尽量避免出现上述的冻结现象。
5.5 防冻液要优质
目前市场上防冻液的质量参差不齐，很多是以次充好防冻液内如果不含防腐剂则会严重腐蚀发动机缸盖、水套、散热器、阻水圈、橡胶件等部件，同时产生大量的水垢，使发动机散热不良，造成发动机过热故障因此一定要选用正规厂家的产品。
5.6 及时补充软水
水箱内加注防冻液后，如果发现水箱液面降低，在保证无外漏的前提下，只需加注清洁的软水（蒸馏水更好），千万不要加注未经软化的硬水。
5.7 及时排出防冻液，减少腐蚀。
不论是普通型防冻液还是长效型防冻液，在气温变高时，都应及时放出，这样可以防止加大机件的腐蚀因为加入防冻液中的防腐剂会随着使用时间的延长而逐渐减少或失效。
5.8 定期换水、清洗管路
不提倡勤换冷却水，因为冷却水在经过一段时间的使用后，矿物质已经析出，除非水已经很脏，可能堵塞管路及散热器外，不要轻易更换。
5.9 放水时要打开水箱盖
放水时如果不打开水箱盖，冷却水虽然可以流出一部分，但随着散热器内水量的减少，因水箱密闭，会产生一定的真空度，而使水流减慢或停止，冬季时因放水不净而冻坏机件。
5.10 高温时不宜立即放水
发动机熄火前，如果发动机温度很高，不要立即停机放水，应先卸去负荷，使其怠速运转，待水温降至40-50℃时再放水，防止与水接触的缸体、缸盖、水套外表面温度因突然放水而骤然下降，急剧收缩，而缸体内部的温度还很高，收缩小，极易因内外温差过大而使缸体、缸盖产生裂纹。
5.11 寒冬放水后要空转发动机
在寒冷的冬季，放出發动机内的冷却水后应该起动发动机使其空转几分钟，这主要是由于放水后水泵等机件可能会残留一些水分，再次起动后，靠机体温度可以烘干水泵等处的残余水分，确保发动机内无存水，防止出现水泵冻结及水封撕裂而导致漏水的现象发生。
[关键词]发动机 冷却系 作用 影响因素 产生危害 正确使用冷却液
中图分类号：TK403 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0312-01
1 冷却系统的作用
发动机工作时，气缸内的气体温度可高达1927-2527℃，若不及时冷却，将造成发动机零部件温度过高，尤其是直接与高温气体接触的零件，会因受热膨胀影响正常的配合间隙，导致运动件运动受阻甚至卡死。此外，高温还会造成发动机零部件的机械强度下降，使润滑失去作用等。
发动机冷却系统的功用就是对在高温条件下工作的发动机零部件进行冷却，保证发动机在最适宜的温度下工作。
发动机冷却系统的冷却强度必须适宜，冷却不足会使发动机过热，冷却过度则会使发动机温度过低，发动机过热或温度过低均会影响其正常的工作。
2 冷却系统的原理及组成
水冷却系统以水或防冻液（统称为冷却水）位冷却介质，空冷却水的循环流动将高温机件的热量带走，然后再将热量散发到大气中。
水冷却系统是由百叶窗、散热器、散热器盖、风扇、水泵、节温器、冷却液温度表、水套、分水管及放水阀组成。
3 影响冷却系的主要因素
3.1 循环水量
循环水量不仅与水泵的结构、转速有关，而且与冷却水量、水流的组织是否合理有关。冷却水量应基本与发动机功率成正比，每千瓦约需0.3～0.4升冷却水。另外，合理的水流组织，可使水流阻力减少，提高循环水量，而且能够使发动机各缸冷却均匀，避免一些受热零件，特别是气缸盖和气缸体的壁面由于温度太高而产生“死区”和局部炽热区。
3.2 散热效率
散热效率主要同水箱有关。现代汽车多采用带有压力盖的管带式水箱，该类型水箱散热性能比较优越，由于带有压力盖，使系统内压力增高，其冷却水即使在100℃仍不会沸腾，加大了散热器内外温差，提高了散热能力，而且由于冷却水没有直接同外界抵触，减少了“死水”现象，这就是所谓的“封闭式冷却系”。
3.3 空气流量
空气流量主要由风扇的直径、转速、叶片形状、导风板密封程度、水箱罩与风扇叶片相对位置等因素有关。风扇的叶片直径及角度对扇风量影响很大。
水箱罩与风扇叶片的相对位置。一般地，水箱罩应包含风扇叶轮纵向宽度的三分之二较为合适。另外，空气流量还受到水箱罩与风扇叶片径向间隙的影响，间隙越小越好。但由于水箱罩与风扇在行车震动时，步调经常不一致，因此一般取15mm～20 mm。但若风扇轴座与水箱罩是刚性连接的，可取5mm～6mm，效果更佳。
4 不合格的冷却液产生的危害
4.1 铝腐蚀
越来越多的发动机制造商使用铝来减轻冷却系统的重量，然而却为此付出代价——铝是整个系统中最敏感的材料，所以腐蚀成为了最大的难题。
4.2 穴蚀或缸套气蚀
发动机里的活塞一分钟上下运动约2000次，当它们垂直移动时，机轴则水平旋转进行完全不同的运动。相互矛盾的运动方向引起缸套内的剧烈震动，尽管汽缸壁被冷却液覆盖，液体惯性会产生微小的真空区域，导致汽缸壁产生蒸汽气泡。当缸套通过真空区域振动回原位，这些气泡就会在1000bar的巨大压力下炸裂，并带着缸壁的小碎屑。
4.3 水垢
冷却液由48%的优质水、48%的乙二醇和4%的冷却液添加剂组成，由于自来水中含有诸如钙镁等矿物质，因此水质变硬，已生成水垢。水垢容易在发动机温度偏高点产生有害影响，就像用水壶烧水时水垢产生的影响一样。发动机的这些温度偏高点通常是缸套和气缸底座。1mm厚水垢的阻热效果与75mm的生铁阻热效果相当。很明显，水垢就是主要的隔热体，热量无法从发动机的燃烧室中轻易散去，从而导致活塞环损坏。耗油量激增，甚至造成整台发动机失灵。
4.4 酸蚀
当冷却液PH值低于7时，发动机就容易被腐蚀，防冻液降解和外部硫酸盐进入冷却系统时，冷却液会变成酸性，这将导致缸套，缸体，缸盖，水道和软管遭受腐蚀。倘若PH值很高，将面临垫圈和软金属部件损坏的风险。
5 冷却水保持在一定的温度下正常发挥冷却的作用
5.1 选用清洁的软水
软水通常有雨水、雪水和河水等，这些水含矿物质少，适宜发动机使用而井水、泉水以及自来水中的矿物质的含量高，这些矿物质受热易沉积在水箱壁及水套和水道壁上而形成水垢和锈蚀物，使发动机散热能力变差，易导致发动机过热加入的水必须清洁，水中含有杂质会堵塞水道、加剧水泵叶轮等部件的磨损如果使用硬水则必须事先进行软化处理，软化的方法通常有加热法和加入碱液（常用苛性钠）法。
5.2 不要先起动后加水
在冬季为了便于起动，或因水源较远，个别驾驶员常常采取先起动后加水的方法，这种方法十分有害发动机干起动后，因机体内无冷却水，发动机各部件迅速升温，尤其是缸盖及柴油机的喷油器外的水套处温度特别高，如果此时再加入冷却水，缸盖及水套就容易因骤冷而产生裂纹或变形发动机温度过高时，应先卸去发动机负荷后低速空转，当水温正常时再加冷却水。
5.3 “开锅”时，防止烫伤
水箱“开锅”后，不要盲目打开水箱盖，以防烫伤正确的做法是：先怠速空转一会儿再熄灭发动机，待发动机的温度降低、水箱压力下降以后再拧开水箱盖拧开时用毛巾或擦车布盖在箱盖上，以防热水、蒸汽喷到脸上、身上千万不要将头正对水箱向下看，拧开后迅速撤手，待无热气、蒸汽时，再取下水箱盖，严防烫伤。
5.4 冬季加热水
寒冷的冬季，发动机难起动，如果在起动前加注冷水就很容易在加水过程中或在加完水没能及时起动时，在水箱下水室及进水管处容易发生冻结，造成水无法循环，甚至使水箱涨裂加注热水，一方面能提高发动机的温度便于起动；另一方面可尽量避免出现上述的冻结现象。
5.5 防冻液要优质
目前市场上防冻液的质量参差不齐，很多是以次充好防冻液内如果不含防腐剂则会严重腐蚀发动机缸盖、水套、散热器、阻水圈、橡胶件等部件，同时产生大量的水垢，使发动机散热不良，造成发动机过热故障因此一定要选用正规厂家的产品。
5.6 及时补充软水
水箱内加注防冻液后，如果发现水箱液面降低，在保证无外漏的前提下，只需加注清洁的软水（蒸馏水更好），千万不要加注未经软化的硬水。
5.7 及时排出防冻液，减少腐蚀。
不论是普通型防冻液还是长效型防冻液，在气温变高时，都应及时放出，这样可以防止加大机件的腐蚀因为加入防冻液中的防腐剂会随着使用时间的延长而逐渐减少或失效。
5.8 定期换水、清洗管路
不提倡勤换冷却水，因为冷却水在经过一段时间的使用后，矿物质已经析出，除非水已经很脏，可能堵塞管路及散热器外，不要轻易更换。
5.9 放水时要打开水箱盖
放水时如果不打开水箱盖，冷却水虽然可以流出一部分，但随着散热器内水量的减少，因水箱密闭，会产生一定的真空度，而使水流减慢或停止，冬季时因放水不净而冻坏机件。
5.10 高温时不宜立即放水
发动机熄火前，如果发动机温度很高，不要立即停机放水，应先卸去负荷，使其怠速运转，待水温降至40-50℃时再放水，防止与水接触的缸体、缸盖、水套外表面温度因突然放水而骤然下降，急剧收缩，而缸体内部的温度还很高，收缩小，极易因内外温差过大而使缸体、缸盖产生裂纹。
5.11 寒冬放水后要空转发动机
在寒冷的冬季，放出發动机内的冷却水后应该起动发动机使其空转几分钟，这主要是由于放水后水泵等机件可能会残留一些水分，再次起动后，靠机体温度可以烘干水泵等处的残余水分，确保发动机内无存水，防止出现水泵冻结及水封撕裂而导致漏水的现象发生。