蒙城嘉宏

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徹底解析散熱係統

(2010-01-22 09:28:51) 下一個
整個發動機的冷卻水係統共有三個熱交換處:一個是缸體散熱部位,熱交換的表現方式及目的是用循環水流帶走上活塞做功產生的熱量。第二個是接近沸騰的熱水流進入內壁呈格柵狀的散熱水箱後,其熱量被迅速傳遞並散發到水箱的鋁或銅質的鰭片上。第三是水箱鰭片在吸收熱水的熱量後,其表麵上的高溫被氣流帶到空氣中消化所產生的熱交換。

  從上述的三個熱交換的方式及原理我們可以看出,隻要任何一個熱交換的能力下降,都會導致發動機活塞缸體的散熱達不到設計要求。如果這三處的熱交換能力同時下降,將會嚴重影響發動機的輸出功率,並且會增加活塞運動的阻力,能源消耗大幅上升,最嚴重時直接損壞缸體,造成發動機報廢。所以,如果平時不注重這些方麵的保養,一般車輛會在行駛了5萬-6萬公裏後,出現能耗增加、動力下降,發動機噪音加大等現象,有的會因為水溫過高而報警並熄火,夏天大家經常會看見公共汽車行駛時開著後蓋的景象,那就是因為水箱散熱差的問題。

  那麽是什麽原因導致這三個熱交換處的能力下降的呢?我們先來看缸體散熱部位和水箱內壁,隨著發動機使用時間的延長,這兩個產生熱交換的地方就和我們日常生活中使用鋁或銅質的水壺燒開水一樣,時間久了會在內壁上凝結一層褐色的堅固物體,它主要有兩種成分:一種是水中的氧分和金屬化合反應所生成的氧化物(而且水溫越高,氧化物的生成越快),它的導熱能力不到銅或鋁的1/20。另一種是碳酸氫鈣(俗稱水垢),它在金屬表麵的生成式是:Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑,它的導熱能力就更差了,不到銅或鋁的1/40。可能大家看見過金屬水壺結垢的現象,但並不知道它帶來的浪費。我們反複做過試驗,用一個新的水壺和一個用了兩年的水壺,在裏麵加入同樣多、同樣溫度的水,放在同一個燃氣爐上燒至沸騰,新的水壺所用的時間比舊的要短13%-15%。也就是說舊水壺會多用13%-15%的燃料,這部分就是因為結垢造成熱交換能力下降所帶來的能耗浪費,這也是汽車行駛5萬-6萬公裏後油耗上升的原因。而冷卻水箱表體鰭片散熱能力下降也是因為金屬表麵和空氣中的水分化合反應生成的氧化物,及車輛行駛過程中吸入的灰塵、油汙覆蓋在其表麵所造成。

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