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目前,我国的小型汽车大多是使用汽油发动机,除了极少量的纯电动汽车外,大都是采用燃烧燃油的内燃发动机。美国道路上行驶的装备柴油发动机的汽车比例要远远多于中国。很多车主询问,车到维修店里做检查,经常被告知需要更换冷却液(防冻液),那么防冻液到底该不该换呢?对于此问题,笔者将对汽车发动机冷却系统的工作原理作简单介绍。
内燃发动机把经过压缩的燃油和空气的混合汽,由点火电脑控制通过火花塞点燃混合汽(汽油发动机),或混合汽被压缩到活塞行程终点时刻,混合汽的温度达到柴油空气混合汽的燃点温度(柴油发动机),形成瞬间剧烈燃烧产生高温和高压气体来推动发动机的活塞移动,通过曲轴的曲柄连杆机构把活塞的直线运动转换成曲轴的旋转运动,进而通过变速机构和差速机构驱动车轮转动,汽车才能前进或者后退。发动机内混合汽燃烧产生的化学能很大部分变成热能,仅有很小的部分转化为机械能进而推动汽车运动。如何应对这大部分的热能就是发动机的冷却系统要做的工作了。
发动机正常运转时,燃烧室的温度由发动机电脑控制在1350℃左右。冷却液将燃烧室周边的热量吸收送到散热器,由空气吹过散热器表面带走冷却液的热量并使冷却液温度下降,再流回到发动机燃烧室周边吸收热量,由水泵驱动的循环流动的冷却液流量把发动机产生的热量源源不断的流过散热器进而散发到大气中。从图1可以看到,车内需要暖风时,发动机的热量还能提供给暖风机使用,调节车内的温度。
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一般冷却液的温度在燃烧室附近可以达到120℃左右,当温度低于零度时如我国北方的冬天,常有-20~-40℃的低温天气。为了适应发动机的高温和低温的温度范围,冷却液必须能在这样的环境下保护发动机在不同温度工况状态能正常稳定地长期工作。
常见的冷却液是由工业乙二醇加一定比例的去离子水和某些添加剂如抗氧化剂,或者是抗腐蚀剂、抗泡沫剂、防老化剂和颜料等组成。随着冷却液的使用期延长,冷却液的状态会发生变化,性能也会下降。例如产生胶状物和结晶物附着在发动机水套内壁、颜色褪色等,严重影响发动机的散热效果,引起发动机高温“咬死”、发动机汽缸头变形、汽缸垫烧穿等。因此汽车制造厂家都在维修技术规范里,明确规定了发动机冷却液的使用期限。如果冷却液的颜色褪色,或者是有结晶物、胶状体、剥落的锈斑等,必须及时更换新的冷却液。
我们推荐使用汽车制造厂家规定的冷却液。不同颜色的冷却液不要混合使用。还要注意的是柴油发动机的冷却液不要同汽油发动机的冷却液混合使用,即使是同一家汽车制造厂家也不能混用,因为它们的配方是不同的。汽油发动机用的冷却液是Mopar(R)防冻液/ 冷却液 配方(,如果按照50% 的水和50%乙二醇混合时,冰点达到-37℃。而克莱斯勒规定的柴油发动机的冷却液/ 防冻液 配方,50% 的水兑50%乙二醇时的冰点是-36℃,呈现为紫色,含特殊化学物,是同传统的绿色和黄色含有硅酸盐成分的冷却液不同。所以这种紫色的冷却液是不能同其他的冷却液( 黄色、绿色等) 混合使用的。
面例举一辆发动机高温造成发动机汽缸头变形,从汽缸垫漏冷却液进入燃烧室的故障维修案例。根据技师分解发动机后的检查,造成汽缸头变形,汽缸垫烧穿的主要原因是没有按照汽车厂家规定按时更换冷却液。由于冷却液性能下降,有很多水垢和锈斑堆积在水道内壁,影响热传导,使得发动机燃烧室附近温度高于正常值,引起汽缸垫烧穿。
从发动机汽缸头水道的水垢图,我们可以看到的水道内壁是技师们已经把很厚的水垢清理后的状态。
通过上述发动机高温故障维修案例,我们可以得出结论:汽车的冷却液必须按照汽车制造厂家的规定按时更换。建议车主们为了延长车辆的使用寿命,每次换机油时,务必请专业技师们仔细检查车辆的冷却系统,实际上绝大部分车主都可以自己检查发动机冷却系统,方法也很简单,用肉眼观察冷却液膨胀壶里的冷却液液面高度就可以了。如图3、4 所示。容易检查的就是观察冷却系统的冷却液液面高度是否在规定的数值刻线之间。如果液面高度低于少刻线,一定要查明原因,及时修理,防止发动机缺少冷却液,引起高温故障造成更大的经济损失。
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