發(fā)動(dòng)機正常工作時(shí)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(mén)、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(shí)進(jìn)行有效的冷卻,不但零件之 間的配合間隙因受熱膨脹會(huì )遭到破壞,活塞等運動(dòng)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(huì )因長(cháng)期 處于高溫狀態(tài)下,其剛度和強度大大降低而發(fā)生變形或折斷。此 外,高溫也會(huì )引起發(fā)動(dòng)機潤滑油稀釋變質(zhì),甚至結膠使潤滑系工 作不良,零件磨損加劇等。發(fā)動(dòng)機冷卻系的功用就是將在高溫下 工作的發(fā)動(dòng)機零件的多余熱量散發(fā)到大氣中去、保持發(fā)動(dòng)機始終 在最適宜的溫度范圍內工作。
發(fā)動(dòng)機的冷卻必須適度,如果發(fā)動(dòng)機冷卻不足造成水溫過(guò)高 就會(huì )產(chǎn)生以下不良影響:
活塞會(huì )因熱膨脹而卡死在汽缸中,更有甚者會(huì )發(fā)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(huì )因高溫而燒蝕,造成 干摩擦加劇機件的磨損;發(fā)動(dòng)機過(guò)熱還會(huì )引起發(fā)動(dòng)機的不正常燃 燒,而不正常燃燒將對發(fā)動(dòng)機造成嚴重的惡果;發(fā)動(dòng)機過(guò)熱會(huì )降低充氣系數,減少進(jìn)氣量,使發(fā) 動(dòng)機功率降低。
同樣,發(fā)動(dòng)機冷卻過(guò)度,會(huì )使發(fā)動(dòng)機溫度過(guò)低,同樣也會(huì )出 現一系列不良現象:
由于發(fā)動(dòng)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(dòng)活塞做功的熱量減少,從而使發(fā)動(dòng)機熱效率下降, 動(dòng)力不足;發(fā)動(dòng)機過(guò)冷,吸氣行程進(jìn)入汽缸的可燃混合氣與冷 汽缸壁接觸,會(huì )使混合氣中原來(lái)已汽化了的汽油(或柴油)凝結成 液體,并順著(zhù)汽缸壁流入曲軸箱,這樣不僅增加了燃料消耗, 而且進(jìn)入曲軸箱的燃料會(huì )使 機油稀釋變質(zhì),潤滑性能下降,發(fā)動(dòng)機磨損加劇;由于發(fā)動(dòng)機過(guò)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(fā)動(dòng)機各潤滑表面,嚴重腐蝕各摩擦表面。
由上述分析可見(jiàn),對發(fā)動(dòng)機冷卻一定要適當,冷卻系應能隨發(fā)動(dòng)機的工況和使用條件等自動(dòng)調節發(fā)動(dòng)機的工作溫度,使其不 致過(guò)高,也不致過(guò)低,經(jīng)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(jiàn)附圖
發(fā)動(dòng)機的冷卻方式分水冷和風(fēng)冷兩大類(lèi)。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新材料,新工藝的采用及發(fā)動(dòng)機結構 的改進(jìn),現代車(chē)用發(fā)動(dòng)機一個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)就是運行溫度高,正常 的工作溫度上限一般都超過(guò)100℃,如果水冷發(fā)動(dòng)機的水箱全部 注水,當發(fā)動(dòng)機溫度達到100℃時(shí)水就會(huì )沸騰,俗稱(chēng)“開(kāi)鍋”。而 當冷卻水在溫度低于0℃時(shí)會(huì )因結冰而影響正常工作,甚至會(huì )凍裂缸體等機件。
另外,水具有腐蝕性,在使用過(guò)程中會(huì )產(chǎn)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(diǎn)特點(diǎn):
第一是防腐蝕功能。發(fā)動(dòng)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(shí)間長(cháng)了都會(huì )遭到腐蝕生銹。而防凍液不僅不能對發(fā)動(dòng)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(diǎn)。水的沸點(diǎn)是100℃,優(yōu)質(zhì)防凍液的 沸點(diǎn)通常在110℃以上。這樣在夏季使用防凍液比水更難“開(kāi)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(wèn)題。水垢附著(zhù)在水箱、水套的金屬表面,使散 熱效果越來(lái)越差,而且清除起來(lái)也很困難,優(yōu)質(zhì)防凍液采用蒸餾 水制造,并加有防垢添加劑,不但不產(chǎn)生水垢,還具有除垢功能。
第四是降低冷卻液的冰點(diǎn)。水的冰點(diǎn)是0℃,而防凍液的冰點(diǎn) 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(diǎn)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(diǎn)為-25%,50%乙二醇的防凍 液,冰點(diǎn)為-35℃。冰點(diǎn),顧名思義就是結冰時(shí)的溫度。在寒冷 的冬季,水箱里的水很容易在停車(chē)過(guò)夜時(shí)冷卻結冰,使體積增大 而漲裂散熱器,凍壞發(fā)動(dòng)機。而加了防凍液的水箱,則在寒冷的季節里保持液態(tài),維持水箱的散 熱功能。用乙二醇等化學(xué)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(shí)才能被“燒開(kāi)”。夏 季在水箱里灌裝此種防凍液,駕駛員就不會(huì )被“開(kāi)鍋”所困擾了。
加注防凍液應注意以下幾點(diǎn):
1)加注防凍液前一定要對發(fā)動(dòng)機冷卻系進(jìn)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(fā)動(dòng)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(shí)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(huán)造成發(fā) 動(dòng)機溫度過(guò)高。為防止這種現象的發(fā)生,在加注防凍液前,應使 用10%的燒堿水溶液浸泡水箱一個(gè)小時(shí),再將沖洗液排放,然 后用軟化水反復沖洗2-3次,以清除發(fā)動(dòng)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(mǎn)足防凍液對冰點(diǎn)的要求,反而會(huì )出現一些 意想不到的現象,如防凍液變質(zhì),濃度大,密度大,低溫粘度 增大以及出現發(fā)動(dòng)機溫度高等現象。所以在使用防凍液母液時(shí), 一定要按要求進(jìn)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(wàn)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(jìn)行檢查,如發(fā)現防凍液顏 色變化,防凍液變稠、冰點(diǎn)上升、以及防凍液變濁、變質(zhì)、變味、 發(fā)泡等應及時(shí)更換。更換時(shí),先放凈舊的冷卻液,洗干凈水箱, 然后換上新液。
5)不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的防凍液不能混加,混合容易腐蝕發(fā)動(dòng)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(jìn)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(diǎn),以及所擁用的設備情況,考慮到經(jīng)濟效益等因素,對于進(jìn)口 設備、車(chē)輛,我們選用了四季通用的超低冰點(diǎn)-45℃的殼牌全效 防凍液,而國產(chǎn)設備、機械、車(chē)輛我們選用了-40℃藍星不凍 液。
防凍液在使用過(guò)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(diǎn)也會(huì )中 毒,嚴重時(shí)會(huì )使人致命。防凍液對鍍鋅鐵皮有腐蝕作用。
2)在使用工業(yè)酒精和水配制的防凍液時(shí),必須注意防火。
3)由于防凍液膨脹系數較大,加注時(shí)不要過(guò)滿(mǎn)。
4)使用過(guò)程中,由于水分蒸發(fā)(乙二醇沸點(diǎn)較高,不會(huì )蒸發(fā)) 冷卻液會(huì )減少而變粘稠,在沒(méi)有泄漏的情況下,當發(fā)現冷卻液不 足時(shí),可向其中補加蒸餾水、離子水或冷卻后的開(kāi)水等軟水,以 防止水垢和腐蝕。
信息來(lái)源:張紅燕
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