引擎不能忽冷忽熱 冷卻系統是唯一的維生關鍵

想熱血先基本強化
引擎的零件能否在極端環境下仍正常工作(零件過熱就會變形),包括引擎也非常需要散熱,因此冷卻系統的任務就是維持正常的引擎工作溫度(約80℃—110℃),幫助發揮潤滑功效和燃燒效率,引擎才不容易掛掉。而冷卻系統要如何帶走引擎的「熱」,背後是一項大工程。
 

▲冷卻系統的循環過程:水泵→引擎缸體→節溫器→水箱(風扇定時散熱)→副水箱→水泵。其中部分的熱水會被送到暖風箱當暖氣使用。
水箱/氣流/下水管/水箱風扇/副水箱/節溫器/暖風箱/暖氣/冷卻水從引擎出去/水泵/冷卻水進入引擎/上水管 /水冷卻系統/

 其實搞懂就很簡單
 
引擎冷卻系統組合的零件包括水箱(散熱器)、風扇、水泵、節溫器(水龜)、副水箱、水管、汽缸水套。首先由引擎的正時皮帶來帶動水泵運轉,將冷卻水送往引擎缸體後,就開始在汽缸周圍的水套(即鑄造而成的流水通道)裡流動。接著,吸收引擎熱能後的冷卻水上升到汽缸蓋的水套,透過節溫器的開啟返回水箱進行降溫,最後回流到水泵,整個散熱循環過程就算完成。
 
▲水冷式引擎的缸體在鑄造時會鑄有水套(在氣缸周圍的洞口),而氣缸蓋則在燃燒室周圍,利用冷卻液的循環帶走熱能。
 
引擎剛開啟時,節溫器就像一個閥門,阻擋冷卻水回流到水箱,讓冷卻水在引擎缸體作內循環,以快速達到工作溫度,目的是縮短熱車的時間和防止引擎過冷,而耗掉更多的燃料。當冷卻水升溫到80℃後,節溫器內的頂針會逐漸頂開閥門,讓水套裡的熱水流向水箱,進行外部循環,若水溫持續升高至93度左右時,水箱風扇就會自動開啟讓熱水快速散熱,待水回流到下水箱後再被水泵送回引擎。這樣的水冷卻循環效率很穩定。
 

▲節溫器就像閥門,在熱車時阻擋引擎水套裡的水回流到水箱,以進行內循環來快速升溫,防止引擎過冷,達到工作溫度後閥門開始往下壓,熱水就會往外流到水箱。
 
控制引擎的水溫
     不能只靠節溫器
 
事實上,水箱不是一個儲水的裝置,裡面佈滿多層的隔板薄片(散熱芯片),當熱水在通道裡往下流時,空氣經過這些薄片能帶走水的熱能。但引擎室空間有限,水箱的設計尺寸不能太大的情況下,水箱外裝置的兩個風扇能在極短時間內讓冷卻水降溫7-10℃,這樣水泵送回引擎水套的冷卻水就能夠繼續吸收熱能。
 
▲水箱上面的壓力蓋除了可以提高冷卻水的沸點以外,也透過壓力差把膨脹過度的熱水引到副水箱貯存,防止水箱和水管破裂,知道為什麼引擎發動時水箱蓋不能打開了吧?
 
冷卻系統是密閉的迴路,當高溫的冷卻水流過水箱時壓力很大,如果沒有適當的洩掉高壓,水管很可能會變形,就要額外設置的空間來容納熱脹冷縮的冷卻水,也就是副水箱,接收體積膨脹而多出來的水,待水溫較低時,還能回流體積縮小後水箱需要的水量。

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