發(fā)動機冷卻系統(tǒng)

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。發(fā)動機的冷卻系有風冷和水冷之分。以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系成為風冷系；以冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱水冷系。1、冷卻系統(tǒng)的循環(huán)汽車發(fā)動機的冷卻系為強制循環(huán)水冷系，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動。冷卻系主要由水泵、散熱器、冷卻風扇、補償水箱、節(jié)溫器、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套以及附屬裝置等組成。在冷卻系統(tǒng)中，其實有兩個散熱循環(huán)：一個是冷卻發(fā)動機的主循環(huán)，另一個是車內(nèi)取暖循環(huán)。這兩個循環(huán)都以發(fā)動機為中心，使用是同一冷卻液。一、冷卻發(fā)動機的主循環(huán)：主循環(huán)中包括了兩種工作循環(huán)，即“冷車循環(huán)”和“正常循環(huán)”。冷車著車后，發(fā)動機在漸漸升溫，冷卻液的溫度還無法打開系統(tǒng)中的節(jié)溫器，此時的冷卻液只是經(jīng)過水泵在發(fā)動機內(nèi)進行“冷車循環(huán)”，目的是使發(fā)動機盡快地達到正常工作溫度。隨著發(fā)動機的溫度，冷卻液溫度升到了節(jié)溫器的開啟溫度(通常這溫度在80攝氏度后)，冷卻循環(huán)開始了“正常循環(huán)”。這時候的冷卻液從發(fā)動機出來，經(jīng)過車前端的散熱器，散熱后，再經(jīng)水泵進入發(fā)動機。二、車內(nèi)取暖的循環(huán)：這是一個取暖循環(huán)，但對于發(fā)動機來說，它同樣是一個發(fā)動機的冷卻循環(huán)。冷卻液經(jīng)過車內(nèi)的采暖裝置，將冷卻液的熱量送入車內(nèi)，然后回到發(fā)動機。有一點不同的是：取暖循環(huán)不受節(jié)溫器的控制，只要打開暖氣，這循環(huán)就開始進行，不管冷卻液是冷的、還是熱的。2、冷卻系統(tǒng)部件分析在整個冷卻系統(tǒng)中，冷卻介質(zhì)是冷卻液，主要零部件有節(jié)溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、水溫感應器、蓄液罐、采暖裝置(類似散熱器)。1)冷卻液：冷卻液又稱防凍液，是由防凍添加劑及防止金屬產(chǎn)生銹蝕的添加劑和水組成的液體。它需要具有防凍性，防蝕性，熱傳導性和不變質(zhì)的性能?，F(xiàn)在經(jīng)常使用乙二醇為主要成分，加有防腐蝕添加及水的防凍液。2)節(jié)溫器：從介紹冷卻循環(huán)時，可以看出節(jié)溫器是決定走“冷車循環(huán)”，還是“正常循環(huán)”的。節(jié)溫器在80攝氏度后開啟，95攝氏度時開度最大。節(jié)溫器不能關(guān)閉，會使循環(huán)從開始就進入“正常循環(huán)”，這樣就造成發(fā)動機不能盡快達到或無法達到正常溫度。節(jié)溫器不能開啟或開啟不靈活，會使冷卻液無法經(jīng)過散熱器循環(huán)，造成溫度過高，或時高時正常。如果因節(jié)溫器不能開啟而引起過熱時，散熱器上下兩水管的溫度和壓力會有所不同。3)水泵：水泵的作用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系中循環(huán)流動。水泵的故障通常為水封的損壞造成漏液，軸承毛病使轉(zhuǎn)動不正?；虺雎暋Ｔ诔霈F(xiàn)發(fā)動機過熱現(xiàn)象時，最先應該注意的是水泵皮帶，檢查皮帶是否斷裂或松動。4)散熱器：發(fā)動機工作時，冷卻液在散熱器芯內(nèi)流動，空氣在散熱器芯外通過，熱的冷卻液由于向空氣散熱而變冷。散熱器上還有一個重要的小零件，就是散熱器蓋，這小零件很容易被忽略。隨著溫度變化，冷卻液會“熱脹冷縮”，散熱器器因冷卻液的膨脹而內(nèi)壓增大，內(nèi)壓到一定時，散熱器蓋開啟，冷卻液流到蓄液罐；當溫度降低，冷卻液回流入散熱器。如果蓄液罐中的冷卻液不見減少，散熱器液面卻有降低，那么，散熱器蓋就沒有工作！5)散熱風扇：正常行駛中，高速氣流已足以散熱，風扇一般不會在這時候工作；但在慢速和原地運行時，風扇就可能轉(zhuǎn)動來助散熱器散熱。風扇的起動由水溫感應器控制。6)水溫感應器：水溫感應器其實是一個溫度開關(guān)，當發(fā)動機進水溫度超出90攝氏度以上，水溫感應器將接通風扇電路。如果循環(huán)正常，而溫度升高時，風扇不轉(zhuǎn)，水溫感應器和風扇本身就需要檢查。7)蓄液罐：蓄液罐的作用是補充冷卻液和緩沖“熱脹冷縮”的變化，所以不要加液過滿。如果蓄液罐完全用空，就不能僅僅在罐中加液，需要開啟散熱器蓋檢查液面并添加冷卻液，不然蓄液罐就失去功用。8)采暖裝置：采暖裝置在車內(nèi)，一般不太出問題。從循環(huán)介紹可以看出，此循環(huán)不受節(jié)溫器控制，所以冷車時打開暖氣，這個循環(huán)是會對發(fā)動機的升溫有稍延后的影響，但影響實在不大，不用為了讓發(fā)動機升溫而使人凍著。也正因為這循環(huán)的特點，在發(fā)動機出現(xiàn)過熱的緊急情況下，打開車窗，暖氣開大最大，對發(fā)動機的降溫會有一定的幫助。3．冷卻系統(tǒng)的設(shè)計冷卻系統(tǒng)的作用是在所有工況下，保證發(fā)動機在最適宜的溫度下工作，冷卻系統(tǒng)匹配的是否合適將直接影響到發(fā)動機的使用壽命和燃油經(jīng)濟性，所以在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及計算中，散熱器的選型以及風扇的匹配對冷卻系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。為便于組織氣流，散熱器布置在整車的前面，但由于受到整車布置空間的限制，在其前面還布置了空調(diào)冷凝器，這會增加風阻，影響散熱器的進風量，從而影響冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。風扇布置在散熱器后面，靠風扇電機帶動。

冷卻系的主要功用是把受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。

冷卻系按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風冷和水冷，如果把發(fā)動機中高溫零件的熱量直接散入大氣而進行冷卻的裝置稱為風冷系。而把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣而進行冷卻的裝置稱為水冷系。由于水冷系冷卻均勻，效果好，而且發(fā)動機運轉(zhuǎn)噪音小，目前汽車發(fā)動機上廣泛采用的是水冷系。

一、冷卻系統(tǒng)的功用

冷卻系統(tǒng)的功用是使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機過熱，也要防止冬季發(fā)動機過冷。在發(fā)動機冷起動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。

二、水冷系統(tǒng)的組成

發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)有風冷與水冷之分，以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)稱風冷系統(tǒng)；以冷卻液為冷卻介質(zhì)的為水冷系統(tǒng)。汽車發(fā)動機，尤其是轎車發(fā)動機大都采用水冷系統(tǒng)，只有少數(shù)汽車發(fā)動機采用風冷系統(tǒng)。

汽車發(fā)動機的水冷系統(tǒng)均為強制循環(huán)水冷系統(tǒng)，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動。這種系統(tǒng)包括水泵、散熱器、冷卻風扇、節(jié)溫器、補償水桶、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套以及其他附加裝置等。冷卻液在冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)路徑。冷卻液在水泵中增壓后，經(jīng)分水管進入發(fā)動機的機體水套。

冷卻液從水套壁周圍流過并從水套壁吸熱而升溫。然后向上流入氣缸蓋水套，從氣缸蓋水套壁吸熱之后經(jīng)節(jié)溫器及散熱器進水軟管流入散熱器。在散熱器中冷卻液向流過散熱器周圍的空氣散熱而降溫，最后冷卻液經(jīng)散熱器出水軟管返回水泵，如此循環(huán)不止。在汽車行駛或冷卻風扇工作時，空氣從散熱器周圍高速流過以增強對冷卻液的冷卻。

銅制或不銹鋼制的分水管或直接鑄在機體上的分水道，沿其縱向開有出水孔，并與機體水套相通，離水泵越遠出水孔越大，其數(shù)目通常與氣缸數(shù)相同。分水管或分水道的作用是使多缸發(fā)動機各氣缸的冷卻強度均勻一致。

有些發(fā)動機的水冷系，其冷卻液的循環(huán)流動方向與上述相反，可稱其為逆流式水冷系。在這種水冷系中，溫度較低的冷卻液首先被引入氣缸蓋水套，然后才流過機體水套。

由于它改善了燃燒室的冷卻而允許發(fā)動機有較高的壓縮比，從而可以提高發(fā)動機的熱效率和功率。大多數(shù)汽車裝有暖風系統(tǒng)。暖風機是一個熱交換器，也可稱作第二散熱器。在裝有暖風機的水冷系中，熱的冷卻液從氣缸蓋或機體水套經(jīng)暖風機進水軟管流入暖風機芯，然后經(jīng)暖風機出水軟管流回水泵。吹過暖風機芯的空氣被冷卻液加熱之后，一部分送到擋風玻璃除霜器，一部分送入駕駛室或車廂。

三、冷卻液

冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水，否則將在發(fā)動機水套中產(chǎn)生水垢，使傳熱受阻，易造成發(fā)動機過熱。純凈水在0℃

為了適應冬季行車的需要，在水中加入防凍劑制成冷卻液以防止循環(huán)冷卻水的凍結(jié)。最常用的防凍劑是乙二醇。冷卻液中水與乙二醇的比例不同，其冰點也不同。50％的水與50％的乙二醇混合而成的冷卻液，其冰點約為－35.5℃

在水中加入防凍劑還同時提高了冷卻液的沸點。例如，含50％乙二醇的冷卻液在大氣壓力下的沸點是130℃

防凍劑中通常含有防銹劑和泡沫抑制劑。防銹劑可延緩或阻止發(fā)動機水套壁及散熱器的銹蝕或腐蝕。冷卻液中的空氣在水泵葉輪的攪動下會產(chǎn)生很多泡沫，這些泡沫將妨礙水套壁的散熱。泡沫抑制劑能有效地抑制泡沫的產(chǎn)生。

在使用過程中，防銹劑和泡沫劑會逐漸消耗殆盡，因此，定期更換冷卻液是十分必要的。在防凍劑中一般還要加入著色劑，使冷卻液呈藍綠色或黃色以便識別。本文簡要介紹及比較國內(nèi)外乙二醇型汽車發(fā)動機冷卻液標準的現(xiàn)況，重點論述了傳統(tǒng)型汽車發(fā)動機冷卻液存在的問題及新型汽車發(fā)動機冷卻液的發(fā)展趨勢。本文簡要介紹及比較國內(nèi)外乙二醇型汽車發(fā)動機冷卻液標準的現(xiàn)況，重點論述了傳統(tǒng)型汽車發(fā)動機冷卻液存在的問題及新型汽車發(fā)動機冷卻液的發(fā)展趨勢。

近年來，隨著世界汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對汽車發(fā)動機冷卻液的質(zhì)量要求來高；與此同時，出於環(huán)境保護和人類自身健康因素的考慮，一些國家和汽車造廠家對發(fā)動機冷卻液的組成也提出了具體要求。在這種情況下，發(fā)動機冷卻液標準需要不斷修訂與完善，并且更新?lián)Q代。綜觀而言，新型優(yōu)質(zhì)長效防凍液（即發(fā)動機冷卻液）呈快速發(fā)展之勢。

發(fā)動機冷卻液標準的現(xiàn)況

國外發(fā)動機冷卻液標準的現(xiàn)況

目前，由於美國和日本汽車工業(yè)在世界汽車工業(yè)的重要地位，美國材料與試驗學會（ASTM）、美國汽車工程學會（SAE）制訂的發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品標準和試驗方法以及日本工業(yè)標準（JIS）已成為世界各國發(fā)動機冷卻液行業(yè)最有影響的標準和方法。

美國ASTMD3306“轎車和輕負荷卡車用乙二醇型發(fā)動機防凍冷卻液”與日本JISK2234“發(fā)動機防凍冷卻液”標準對玻璃器皿腐蝕性能指標要求的對比情況見表1。

綜合對比美國與日本發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品標準性能指標，可以看出ASTM、SAE制訂的發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品標準中，玻璃器皿腐蝕試驗及模擬使用腐蝕質(zhì)量指標較低，且差別較大。雖然如此，卻不能認為日本發(fā)動機冷卻液標準比美國標準要求高，因為在控制鑄鋁合金傳熱腐蝕性能指標方面，美國標準比日本標準嚴格。美國標準鑄鋁合金傳熱腐蝕的控制指標為不大於1mg/cm2，但日本標準僅為“報告”，沒有具體指標；因此，從控制發(fā)動機冷卻液防腐性能方面看，美、日標準各有側(cè)重。另外，美國發(fā)動機冷卻液的實際防腐蝕性能指標，也比標準規(guī)定指標要高很多。表2是美國德士古（TEXACO）公司生產(chǎn)的各種發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品的玻璃器皿防腐性能、儲備鹼度和pH值，可見美國發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品的實際性能指標很好。

中國發(fā)動機冷卻液標準的現(xiàn)況

目前，中國現(xiàn)行發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品標準有三個，即石油化工行業(yè)標準“SH/T0521-1999汽車及輕負荷發(fā)動機用乙二醇型冷卻液”、交通行業(yè)標準“JT225-1996汽車發(fā)動機冷卻液安全使用技術(shù)條件”和軍用標準“YLB1006A-1997軍用長效防凍液”。其中，由於SH/T0521

-1999基本上是等效采用美國ASTMD3306-94“轎車及輕型卡車用乙二醇型發(fā)動機冷卻液”標準，對發(fā)動機冷卻液產(chǎn)品的質(zhì)量指標進行了全面的規(guī)，因此，它在上述三個標準中對產(chǎn)品質(zhì)量要求最高，包括濃縮液和-25號、-30號、-35號、-40號、-45號及-50號六個冷卻液產(chǎn)品。符合該標準的發(fā)動機冷卻液適用於各種道路車輛，尤其是發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)中含有鑄鋁合金材料的高級轎車使用。交通行業(yè)標準JT225-1996是根據(jù)汽車運輸行業(yè)對汽車安全運行的要求而提出的強制性標準，它從發(fā)動機冷卻液如何保汽車安全運行的角度出發(fā)，提出了關(guān)鍵性的技術(shù)要求，是冷卻液生產(chǎn)企業(yè)保其產(chǎn)品可以在汽車上使用的最低要求，該標準將發(fā)動機冷卻液分為-25號、-35號和-45號三個牌號。由於該標準中沒有模擬使用腐蝕、鋁泵氣穴腐蝕和考察高溫傳熱條件下，冷卻液對鑄鋁合金防腐性能的鑄鋁合金傳熱腐蝕指標，因此，即使符合該標準的防凍液產(chǎn)品，也不一定適用於含鑄鋁合金材料的轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)?！癥LB1006A-1997軍用長效防凍液”標準主要應用於部隊。

傳統(tǒng)型汽車發(fā)動機冷卻液存在的問題

自從1927年乙二醇型防凍液開始應用於汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)以來，曾用作金屬防腐劑和乙二醇抗衰變劑的物質(zhì)較多，既有有機物，也有無機物。

然而，隨著人們對發(fā)動機冷卻液的深入研究，發(fā)現(xiàn)有添加劑的防腐劑在使用中存在一些問題。

硼砂：它是最早加入乙二醇防凍液中的防腐劑，對鋼鐵有良好的腐蝕抑制效果，也是最好的緩劑之一，但在傳熱條件下對鋁金屬部件表面有明顯的腐蝕作用。

磷酸鹽：對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中大部分金屬都有保護作用，也能防止鋁水泵的氣穴腐蝕，還是良好的緩劑；但在高熱負荷和高溫條件下容易使鋁表面發(fā)生腐蝕。此外，磷酸鹽遇硬水時很容易沉淀析出，歐洲許多汽車廠家明確規(guī)定禁止在其生產(chǎn)的汽車中使用含磷酸鹽的防凍液。

亞硝酸鹽：它是黑色金屬的有效防腐劑，但已經(jīng)實亞硝酸鹽與三乙醇胺一起使用時，能生成含致癌物質(zhì)的亞硝酸胺，一些國家的有關(guān)法規(guī)和汽車廠家明確規(guī)定禁止使用。

三乙醇胺：對鋁合金有良好的防腐性能，日本生產(chǎn)的防凍液一直將其作為主要防腐劑廣泛使用。但它除了會與亞硝酸鹽反應生成致癌物外，在乙二醇防凍液中，還會與銅生成絡(luò)合物附在鐵、鋁等金屬表面加速腐蝕。美國是首先禁止使用胺類防腐劑的國家，歐洲各國及日本的汽車造廠家也隨之出現(xiàn)限制和禁止在防凍液中使用三乙醇胺。

鉬酸鹽：對冷卻系統(tǒng)中的多種金屬有防腐蝕作用，也是使用較多的防腐劑，但有些汽車廠家生產(chǎn)的車輛，如德國大眾系列車型，明確禁止使用含鉬酸鹽的防凍液產(chǎn)品。

當這些產(chǎn)品在使用中防腐劑配方組成失去平衡時，其副作用就會更加明顯。

新型汽車發(fā)動機冷卻液的發(fā)展趨勢和性能特點

優(yōu)秀的防凍液產(chǎn)品除了要有足夠的防凍性能外，由於汽車發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)使用的金屬品種多，如銅、鐵、鋼、鋁、焊錫等，因此，必須在各種使用條件下對多種金屬零部件具有優(yōu)異的防腐蝕性能。目前，汽車防凍液產(chǎn)品配方按所使用的添加劑類型，可分為全有機型、無機型和有機物、無機物混合型三種。全有機型配方近年來在國外發(fā)展比較快，使用量逐漸增加。研究指出，全有機型配方防凍液的優(yōu)點是其使用壽命和儲存壽命長，如美國德士古（TEXACO）公司生產(chǎn)的HAVOLINEDEX-COOL乙二醇型長壽命發(fā)動機防凍/冷卻液在汽車上的使用壽命長達五年，儲存期最少八年。

但其缺點包括：有機酸及其鹽在乙二醇水溶液中的溶解度較小，產(chǎn)品外觀不夠清澈透明；有機酸的價格高；有機酸型防凍液的起泡性較大，需要使用性能優(yōu)良的消泡劑才能使產(chǎn)品的泡沫傾向指標合格，當起泡傾向不能很好地控制時，在使用中有產(chǎn)生氣穴腐蝕的危險。無機型防凍液的優(yōu)點是生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，缺點是使用壽命相對較短。有機物、無機物相結(jié)合的混合型配方，從總體上看同時具有全有機和無機配方的優(yōu)點，克服了彼此的缺點，因此是較好的選擇，同時也適合中國的國情。冷卻系統(tǒng)一

1、護罩2、電動風扇3、V帶4、散熱器5、從動風扇6、水泵帶輪7、水泵組件8、氣缸體水道9、氣缸蓋水道10、熱敏開關(guān)11、進氣歧管出水管12、膨脹箱管13.冷卻液膨脹箱14、排汽管15、冷卻液下橡膠軟管16、冷卻液上橡膠軟管17、電動風扇雙速熱敏開關(guān)18、膨脹箱蓋

冷卻系統(tǒng)二

1、水泵帶輪2、軸承3、水泵軸4、散熱器5、曲軸帶輪6、進氣歧管7、加熱器8、控制閥9、熱敏開關(guān)10、節(jié)溫器11、水泵葉輪12、水泵殼體汽車冷卻系統(tǒng)工作原理雖然汽油發(fā)動機已進行了大量改進，但是在將化學能轉(zhuǎn)換成機械能的過程中，汽油發(fā)動機的效率仍然不高。汽油中的大部分能量（約70%）被轉(zhuǎn)換成熱量，而散發(fā)這些熱量則是汽車冷卻系統(tǒng)的任務(wù)。事實上，一輛在高速公路上行駛的汽車，其冷卻系統(tǒng)所散失的熱量足以供兩個普通房屋取暖！冷卻系統(tǒng)的主要工作是將熱量散發(fā)到空氣中以防止發(fā)動機過熱，但冷卻系統(tǒng)還有其他重要作用。

汽車中的發(fā)動機在適當?shù)母邷貭顟B(tài)下運行狀況最好。如果發(fā)動機變冷，就會加快組件的磨損，從而使發(fā)動機效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷卻系統(tǒng)的另一重要作用是使發(fā)動機盡快升溫，并使其保持恒溫。

冷卻系統(tǒng)的圖解：管道系統(tǒng)是如何連接的

本文將介紹汽車冷卻系統(tǒng)的零件及其原理。首先，讓我們先了解一下基礎(chǔ)知識。

燃料在汽車發(fā)動機內(nèi)持續(xù)燃燒。燃燒過程中產(chǎn)生的熱量大部分從排氣系統(tǒng)中排出，但仍有部分熱量滯留在發(fā)動機中，從而使其升溫。當冷卻液的溫度約為93℃時，發(fā)動機達到最佳運行狀態(tài)。在這個溫度下：燃燒室的溫度足以使燃料完全蒸發(fā)，因此可以更好地使燃料燃燒并減少氣體排放。如果用于潤滑發(fā)動機的潤滑油較稀薄，粘稠度較低，則發(fā)動機零件可以更靈活地運轉(zhuǎn)，而發(fā)動機在圍繞自身部件旋轉(zhuǎn)的過程中消耗的能量也將減少。金屬零件更不易磨損。汽車冷卻系統(tǒng)分為兩種類型：液冷和風冷。

液冷

液冷汽車的冷卻系統(tǒng)通過發(fā)動機中的管道和通路進行液體的循環(huán)。當液體流經(jīng)高溫發(fā)動機時會吸收熱量，從而降低發(fā)動機的溫度。液體流過發(fā)動機后，轉(zhuǎn)而流向熱交換器（或散熱器），液體中的熱量通過熱交換器散發(fā)到空氣中。風冷

某些早期的汽車采用風冷技術(shù)，但現(xiàn)代的汽車幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發(fā)動機中進行液體循環(huán)，而是通過發(fā)動機缸體表面附著的鋁片對氣缸進行散熱。一個功率強大的風扇向這些鋁片吹風，使其向空氣中散熱，從而達到冷卻發(fā)動機的目的。

因為大多數(shù)汽車采用的是液冷，所以本文將著重對液冷系統(tǒng)進行說明。

汽車中的冷卻系統(tǒng)中有大量管道。我們從泵開始逐一考察整個系統(tǒng)，在下一節(jié)，我們將對系統(tǒng)的各個部件進行詳細說明。

泵將液體輸送至發(fā)動機缸體后，液體便開始在氣缸周圍的發(fā)動機通道里流動。接著，液體又通過發(fā)動機的氣缸蓋返回。恒溫器位于液體流出發(fā)動機的位置。如果恒溫器關(guān)閉，則液體將經(jīng)過恒溫器周圍的管道直接流回到泵。如果恒溫器打開，液體將首先流入散熱器，然后再流回泵。

加熱系統(tǒng)也有一個單獨的循環(huán)過程。該循環(huán)從氣缸蓋開始輸送液體，使其流經(jīng)加熱器風箱，然后又流回泵。對于配備有自動變速器的汽車，通常會有一個獨立的循環(huán)過程來冷卻內(nèi)置于散熱器的變速器油液。變速器油液由變速器通過散熱器內(nèi)另一個熱交換器抽吸得到。

汽車可以在遠低于零攝氏度到遠高于38℃的寬泛溫度范圍內(nèi)工作。因此，不管使用何種液體對發(fā)動機進行降溫，其必須具有非常低的凝固點、很高的沸點以及能吸收大量熱量。

水是吸收熱量的最有效的液體之一，但水的凝固點太高，不適用于汽車發(fā)動機。大多數(shù)汽車使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液(C2H6O2)，也稱為防凍液。通過將乙二烯乙二醇添加到水中，可以顯著提高沸點、降低凝固點。冷卻液的溫度有時可以達到121-135℃。即使添加了乙烯乙二醇，這么高的溫度仍然會使冷卻液沸騰，所以需要使用其他的方法提高冷卻液的沸點。

冷卻系統(tǒng)通過施加壓力可以進一步提高冷卻液的沸點。正如高壓鍋中的水可以達到較高沸點一樣，通過對系統(tǒng)加壓可以提高冷卻液的沸點。大多數(shù)汽車都具有0.98-1.05千克/平方厘米的壓力限制，這可將沸點提高25℃，以便使冷卻液可以承受高溫。

防凍液也含有抗腐蝕的添加劑。

水泵是由連接發(fā)動機曲軸的皮帶驅(qū)動的簡易離心泵。每當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，水泵就會使液體進行循環(huán)。類似于汽車中使用的離心泵

水泵運轉(zhuǎn)時通過離心力將液體輸送到外面，并從中部持續(xù)抽吸液體。泵的入口位于離中心較近的位置，因此從散熱器返回的液體可以接觸到泵葉片。泵葉片將液體送至泵的外部，液體由這里進入發(fā)動機。從泵流出的液體首先流經(jīng)發(fā)動機缸體和氣缸蓋，然后流入散熱器，最后返回到泵。

發(fā)動機缸體和氣缸蓋具有許多通過鑄造或機械加工而成的通道，以便于液體流動。這些通道可以將冷卻液輸送到發(fā)動機的關(guān)鍵部位。

請注意，氣缸的外壁很薄，并且發(fā)動機缸體幾乎是空心的。發(fā)動機燃燒室的溫度可達2500℃，因此冷卻氣缸周圍的區(qū)域非常重要。排氣閥周圍的區(qū)域尤其非常重要，閥周圍的氣缸蓋內(nèi)的所有空間（不屬于結(jié)構(gòu)中的部分）幾乎都充滿了冷卻液。如果發(fā)動機運行時間太長而不冷卻，發(fā)動機將熄火。在這種情況下，金屬的溫度幾乎可以將活塞與氣缸焊接到一起。這通常會導致發(fā)動機徹底報廢。

發(fā)動機蓋也具有較大的冷卻液通道。要減小對冷卻系統(tǒng)的要求，一個有趣的方法是，減少從燃燒室傳輸?shù)桨l(fā)動機金屬零件的熱量。通過將氣缸蓋頂部的內(nèi)側(cè)鍍上一層很薄的陶瓷，就可以達到這個目的。陶瓷的導熱性較弱，因此傳導至金屬的熱量就會減少，排放出的熱量將會增多。

散熱器是一種熱交換器。它用來將熱冷卻液攜帶的熱量通過風扇傳導到其周圍的空氣中。

大多數(shù)現(xiàn)代化汽車都使用鋁散熱器。這些散熱器通過將薄鋁片銅焊到扁平的鋁管而制成。冷卻液通過并排安裝的管道從入口處流至出口處。這些鋁片從管道傳導熱量，并通過散熱器將熱量散發(fā)到空氣中。

有時，這些管道中插入一種稱為湍流器的散熱片，可以增加管道中流動液體的湍流。如果這些管道當中液體的流動很平穩(wěn)，則只會直接冷卻與管道接觸的液體。從管道中流動的液體傳導至管道熱量的多少取決于管道和接觸管道的液體之間的溫度差異。因此，如果與管道接觸的液體得到快速冷卻，那么傳輸?shù)臒崃繒容^少。通過在管道內(nèi)制造湍流，混合所有液體，將與管道接觸的液體保持高溫以吸收更多熱量，從而使管道內(nèi)的全部液體得到有效地利用。

散熱器圖片：裝有冷卻器的側(cè)箱

通常散熱器每側(cè)各有一個油箱，每個油箱中都會有一個變速器冷卻器。在上圖中，可以看到油液從變速器進入冷卻器的入口和出口。變速器冷卻器跟散熱器內(nèi)的散熱器很相似，不同的只是油液不是與空氣交換熱量，而是與散熱器當中的冷卻液交換熱量。

壓力水箱蓋可以將冷卻液的沸點提高25℃。一個簡單的蓋子怎么會有這么大的作用呢？與高壓鍋中提高水的沸點的原理相同。壓力水箱蓋本身就是一個壓力釋放閥，汽車中通常設(shè)置的壓力為1.05千克/平方厘米。將水加壓后，水的沸點就會升高。

散熱器蓋與儲液罐的剖面圖（電機過熱按鈕，可看到動畫效果）

冷卻系統(tǒng)中液體的溫度升高時，液體發(fā)生膨脹，導致壓力增加。壓力水箱蓋是釋放壓力的唯一出口，因此蓋子上彈簧的設(shè)置決定了冷卻系統(tǒng)的最大壓力。當壓力達到1.05千克/平方厘米時，壓力閥會被沖開，使冷卻液從冷卻系統(tǒng)中流出。冷卻液經(jīng)溢流管進入溢流箱的底部。該裝置將空氣阻隔在系統(tǒng)之外。散熱器冷卻時，冷卻系統(tǒng)中便形成真空，這將打開另一個彈簧負荷閥，然后再從溢流箱底部重新吸水以填補已排出的水。

恒溫器的主要作