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發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要有冷卻系統(tǒng)?

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-07-15

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概述隨著發(fā)動(dòng)機(jī)采用更加緊湊的設(shè)計(jì)和具有更大的比功率，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢熱密度也隨之明顯增大。一些關(guān)鍵區(qū)域，如排氣門(mén)周?chē)釂?wèn)題需優(yōu)先考慮，冷卻系統(tǒng)即便出現(xiàn)小的故障也可能在這樣的區(qū)域造成災(zāi)難性的后果。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱能力一般應(yīng)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)的散熱需求，因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量最大。然而，在部分負(fù)荷時(shí)，冷卻系統(tǒng)會(huì)發(fā)生功率損失，水泵所提供的冷卻液流量超過(guò)所需的流量。我們希望發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)間盡可能短。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)排放的污染物較多，油耗也大。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)時(shí)間有較大的影響。 2 現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的特點(diǎn) 傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的作用是可靠地保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，而還應(yīng)具有改善燃料經(jīng)濟(jì)性和降低排放的作用。為此，現(xiàn)代冷卻系統(tǒng)要綜合考慮下面的因素：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的摩擦損失；冷卻系統(tǒng)水泵的功率；燃燒邊界條件，如燃燒室溫度、充量密度、充量溫度。先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)采用系統(tǒng)化、模塊化設(shè)計(jì)方法，統(tǒng)籌考慮每項(xiàng)影響因素，使冷卻系統(tǒng)既保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，又提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少排放。 2.1 溫度設(shè)定點(diǎn) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的極限值取決于排氣門(mén)周?chē)鷧^(qū)域最高溫度。最理想的情況是按金屬溫度而不是冷卻液溫度控制冷卻系統(tǒng)，這樣才能更好地保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。由于冷卻系統(tǒng)設(shè)定的冷卻溫度是以滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)最大散熱率為基礎(chǔ)，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)處于不太理想狀態(tài)，如市區(qū)行駛和低速行駛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高油耗和排放。通過(guò)改變冷卻液溫度設(shè)定點(diǎn)可改善發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的性能。根據(jù)排氣門(mén)周?chē)鷧^(qū)域溫度極限值，可升高或降低冷卻液或金屬溫度設(shè)定點(diǎn)。升高或降低溫度點(diǎn)都各有特點(diǎn)，這取決于希望達(dá)到的目的。 2.2 提高溫度設(shè)定點(diǎn) 提高工作溫度設(shè)定點(diǎn)是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優(yōu)點(diǎn)，它直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)損耗和冷卻系統(tǒng)的效果以及發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的形成。提高工作溫度將提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦磨損，降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗。研究表明，發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度對(duì)摩擦損失有很大影響。將冷卻液排出溫度提高到150℃，使氣缸溫度升高到195℃，油耗則下降4%-6%。將冷卻液溫度保持在90-115℃范圍內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的最高溫度為140℃，則油耗在部分負(fù)荷時(shí)下降10%。提高工作溫度也明顯影響冷卻系統(tǒng)的效能。提高冷卻液或金屬溫度會(huì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱氣熱傳遞傳遞的效果，降低冷卻液的流速，減小水泵的額定功率，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率消耗。此外，可采用不同的方式，進(jìn)一步減小冷卻液的流速。 2.3 降低溫度設(shè)定點(diǎn) 降低: 回答者：網(wǎng)友

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