發動機里也「注水」 車輛冷卻系統技術解析

炎熱的夏天即將來臨，當你坐在車裡開著空調享受著愜意的時候，你有沒有想過你坐的這個鐵殼子是怎麼降溫的呢？要知道混合器進入發動機汽缸的時候溫度可能高達2000℃以上，此時發動機的活塞、缸體、氣門等部件都會承受極強的壓力和高溫，那麼車輛是如何在這樣的高溫下保持正常工作的呢？這就要說說車輛的冷卻系統的作用了。

正如人體需要靠毛孔、汗腺來維持正常體溫一樣，發動機也需要冷卻系統來維持正常的工作溫度。冷卻系統的主要功能就是將發動機受熱部件的熱量即使散發出去，對發動機進行冷卻，保證其在正常的工作溫度下工作。

就像剛才說到的，發動機在工作時的最高溫度可以達到2000℃以上，如果得不到有效冷卻，會使其機械強度變差。同時高溫也會導致空氣膨脹，引起汽缸充氣係數下降，進一步造成空燃比失調從而引起燃燒異常。過高的溫度還會引起機油變質，破壞油膜對發動機的保護，造成潤滑能力下降，嚴重時還會引起拉缸等故障。發動機過熱就好比人發燒，如果不得到及時治療的話，也會引發一系列的併發症。

冷卻系統，按照其冷卻介質來分可以分為風冷與水冷系統。風冷系統用於大部分入門級的排量不大的機車當中。但大排量機車或者汽車發動機功率大，對散熱要求遠比單缸小排量機車高的多，風冷系統則很難達到散熱均勻的效果，容易使一些部件造成過熱。所以現在的汽車幾乎全部使用了水冷式冷卻系統。

風冷系統就是通過車輛行駛帶來的空氣流動對發動機進行冷卻。風冷發動機的缸筒會設計出很大的散熱片，缸頭部分也會設計出散熱片及風道。風冷設計的好處是，因為採用自然冷卻，撒熱系統不會出現故障，成本低，佔用空間少。但其缺點也很明顯，就是散熱慢，而且受發動機形式的限制。風冷散熱系統最多只適合2缸的發動機（直列四缸中間兩缸不能有效散熱）。

而水冷的散熱性就比風冷好很多，水冷的原理是通過流動的冷卻液包裹缸套和缸頭對發動機降溫。冷卻系統有水泵，利用水泵提高冷卻液的壓力，強製冷卻液在發動機的水道中循環流動，使發動機保證最佳的工作溫度。冷卻液經過發動機帶走熱量再經過散熱片散熱的工作循環被稱為正常循環，也就是老司機們口中的「大循環」。

此外，還有冷車循環，即老司機們口中的「小循環」。舉個例子，在冬季冷車啟動時，冷卻液溫度較低而不會打開節溫器，此時冷卻液只經過水泵在發動機的水道內循環，可以儘快使發動機達到正常的工作溫度。等發動機溫度上升，冷卻液溫度達到節溫器的設定值時，節溫器閥門打開，冷卻液才開始進行正常循環，流到散熱器內進行散熱。

此外，針對車內取暖，系統還會設置一個單獨的供暖循環：冷卻液在循環的過車中，會經過車內的取暖裝置，將熱量送入車內，而取暖循環不受節溫器的控制，只要打開車內暖風，不用打開空調開關也能使系統工作。

而對於渦輪增壓車而言，高速旋轉的葉片可能達到800℃，空氣進入增壓器之後，溫度也會大幅提高而導緻密度變小，這樣就會使增壓器的效率變低，增壓發動機的優勢則喪失殆盡。為了提高充氣效率，中冷器就應運而生。中冷器的工作原理和發動機冷卻系統類似，當空氣經過增壓器溫度變高后，進入中冷器進行冷卻，空氣溫度降低后，最後再經進氣歧管進入發動機。

機油冷卻器的原理和發動機散熱的原理相同，而安裝機油冷卻器的好處除了會使機油工作工況提高之外，水溫也會有所下降，保證了發動機在重負荷工作時的工作狀態。

總結：冷卻系統作為車輛六大系統之一，能夠讓發動機在所有工況之下，都保證在最適宜的溫度下工作，冷卻系統的工作情況也會直接影響到發動機的動力輸出、使用壽命以及燃油經濟性。除了發動機需要冷卻之外，在賽車領域機油、渦輪增壓器、甚至轉向助力油都需要專門的冷卻器進行冷卻，所以千萬別小瞧他們的作用，稍有不慎就能把你連人帶車撂在路上。