V技术公报l现代汽车l
B U L L ET l N S 冷却系统
控制原理概述(二)
@北京／李强
另外一个重要方面是：被冷却件的温度尽可能不随工况和周围环境的变化。这方面的一个实例是：节温器控制的用冷却液冷却的变速器润滑油可保持温度不变。发动机暖机时变速器润滑油变热，这时要利用强功率冷却，防止变速器润滑油过热，从而减小变速器摩擦损失，提高变速器寿命和延长变速器润滑油换油周期。
最后，一体化的冷却系统和空调可实现“热量的集成”，即一个系统中的热流可以被另外的系统利用或带走，而不需要为此多消耗辅助能量。如利用废气冷却的余热供车内采暖。
在发动机冷却方面的热管理措施为：
变速器润滑油恒温化
特性线(M A P图)的节温器
电控V I SCO离合器
电控冷却液泵
冷却空气控制，如百叶窗的控制
废气冷却
用冷却液冷却增压空气
采用所有措施后轿车可节省燃油5％。另外还有上面提到的为达到优化目的而实现的一系列优点。为挖掘潜力，通过发动机管理实现冷却系统的闭环控制具有重大意义。
发动机冷却系统慨述
冷却系统的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证车辆机件在最适宜的温度状态下工作。
发动机在燃烧过程中放出大量的热，汽缸内气体温度可高达
1700～270()℃。而燃烧放出的热量
只有一少部分转变成了有用功，其余
的热量一部分随废气排出，另一部分
传给了发动机的零件，零件吸收了这
些
直
体
及
热
寿
变
不能正常工作。另外，高温还会使机
油变质甚至炭化，造成润滑不良，磨
损加剧。因此，必须对发动机受热零
件进行冷却，使发动机保持正常的工
作温度。
如果发动机冷却过度，又会造成
一些不良后果。若冷却过度，势必使
发动机的热量损失增大，造成有效功
率下降。同时，发动机的温度低不利
于可燃混合气的形成和燃烧，机油黏
度变大，阻力增大，摩擦损失增加，同
样会使发动机的功率下降。实践证
明，发动机温度过高或过低对发动机
的工作都是不利的。因此，冷却系统
的任务就是使工作中的发动机得到
适度的冷却，从而保持在最适宜的温
度范围内工作。
冷却系统按照冷却介质的不同
可以分为风冷和水冷。把发动机中
高温零件的热量直接散入大气而进
行冷却的装置称为风冷系统；而把这
些热量先传给冷却液，然后再散入大
气而进行冷却的装置称为水冷却系
统。r{={于水冷却系统冷却均匀、效果
好，而且发动机运转噪音小，因此目
前汽车发动机上广泛采用的是水却
冷系统，如图1所示。
l I蟹j1发动机冷却系统
水冷系的组成及水路：
水冷系是以冷却液作为冷却介
质。目前汽车发动机上采用的水冷
却系统大都是强制循环式水冷系，利
用水泵强制水在冷却系统中进行循
环流动。它由散热器、水泵、风扇、冷
却水套和温度调节装置等组成。
散热器一般置于车辆前端横梁
上，风扇放在散热器后面，这样可以
利用车辆行驶时的迎风气流对散热
器进行冷却。水泵将散热器内的冷
却液加压后通过汽缸体进水孔压送
到汽缸体水套和汽缸盖水套内，冷却
液在吸收了机体的大量热量后经汽
缸盖出水孔流回散热器。由于有风
扇的强力抽吸，空气流由前向后高速
通过散热器，受热后的冷却液在流过
散热器芯的过程中，热量不断地散到
大气中去。冷却后的冷却液流到散
热器的底部，又被水泵抽出，再次压
送到发动机的水套中。如此不断循
环，把热量不断地送到大气中去，使
发动机不断地得到冷却。
为了使发动机在不同的负荷和
转速条件下保持适宜的温度，冷却系
统中还设有冷却温度调节装置，百叶
窗、节温器、风扇离合器等。此外，为
了使驾驶员随时掌握冷却系统的工
作情况，还设有水温表或水温警告灯
汽车维修技师．2013年第1期I 33
技术公报V T E C H B U L L ET l N S
等指示装置。车辆上的暖风装置是利用冷却液带出的热量来达到取暖的目的。为了提高燃油雾化程度，还可以利用冷却液的热量对进入进气歧管内的混合气进行预热。
通常冷却液在冷却系统内的循环流动路线有两条，一条为小循环，另一条为大循环。所谓大循环是水温高时，冷却液经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，冷却液不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温很快升高。冷却液是进行大循环还是小循环，由节温器来控制，如图2所示。热器后，其温度可降低10～15oC。
为了将散热器传出的热量尽快带走，
在散热器后面装有风扇与散热器配
合工作，如图3所示。
散
片‘组成
器芯的
形式有
式两种
足够的
散热器胀裂，当压力下降到一定值
时，压力阀在弹簧作用下又重新关
闭。这样就使冷却系统内压力稍高
于大气压力，从而可提高冷却液沸
性能要好，因此，散热器一般用钢或
铝帝U成。
现代汽车散热器模块组主要有
发动机散热器、自动变速器散热器
l图2保时捷911卡富拉冷却系统
水冷系的主要部件：
散热器的功用是增大散热面积，加速冷却液的冷却。冷却液经过散
冬～．蕊乏_图3散热器组件模块p。。‘
集成的
散热器
组件校
块
一属
’、∥
四，◆
，．／
(带节温器功能)、
汽车防冻液
液压动力转向系
统散热器、空调冷
凝器、防侧倾稳定
系统散热管路、液
力底盘稳定管理
系统散热器等。
目前，汽车
发动机多采用闭
式水冷系，这种冷
却系统的散热器
盖具有自动阀门。
发动机热态工作
正常时，阀门关
闭，将冷却系统与
大气隔开，一方面
防止水蒸气逸出，另一方面使冷却系
内的压力稍高于大气压力，从而可增
高冷却液的沸点。现代汽车发动机
大多采用压力式散热器盖。
压力式散热器盖包括一个压力
阀和一个真空阀，两个阀均为单向
阀，如图4所示。压力阀向上打开，
真空阀向下打开，压力阀弹簧较硬，
真空阀弹簧相对软一些。发动机正
常状态时阀门均关闭，把冷却系统
与大气隔开。当冷却系统内压力升
高到一定值时，压力阀弹簧受压缩，
打开阀门，过高的压力由溢流管释放
掉，冷却系统内的压力下降，以防止
了
损
超
空
于卜
值
后，真空阀在其弹簧的作用下重新关
闭。各种汽车发动机散热器盖阀门
开启压力略有差别。压力阀开肩压
力一般超过大气压力26％～37％。
；图4散热器盖
加注防锈、防冻液的汽车发动
机，为了减少冷却液的损失，保证冷
却系统的正常工作，采用散热器+储
水箱结构。
储水箱的上方用一根软管通大
气，另一根软管与散热器的溢流管相
连。当散热器内蒸汽压力升高到某
一值时，其盖上的压力阀打开，冷却
液通过压力阀和溢流管进入储水箱；
当温度下降时，冷却液又从储水箱通
过真空阀流回到散热器内部。这样
可以防止冷却液的损失。储水箱内
部印有两条液面高度标记线，液面高
度应位于这两条标记线之间。
(待续)