汽車散熱系統(tǒng)的原理及養(yǎng)護(hù)[汽車維修知識(shí)]

一、汽車水冷卻系統(tǒng)散熱原理
眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，它工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常大的熱量。這些熱量必須及時(shí)散發(fā)掉，不然就會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效力，嚴(yán)重時(shí)（比如缺水狀態(tài)工作）會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，直至癱瘓。
因此，一般汽車都是通過(guò)用水冷卻的方法進(jìn)行散熱。其原理就是將發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的外壁做成散熱片狀安裝在密閉的機(jī)殼內(nèi)，通過(guò)兩根進(jìn)出水管道與水箱連接，在循環(huán)水泵的作用下進(jìn)行循環(huán)，用循環(huán)水流將發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上的高溫帶至安裝在汽車前方迎風(fēng)處的散熱水箱內(nèi)，利用水箱鰭片式的散熱方式將熱量散發(fā)到空氣中，冷卻后的循環(huán)水流再次進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體散熱部位。
散熱能力下降的原因及后果
從上示意圖可以看出，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水系統(tǒng)共有三個(gè)熱交換處：一個(gè)是缸體散熱部位，熱交換的表現(xiàn)方式及目的是用循環(huán)水流帶走缸體上活塞做功產(chǎn)生的熱量。第二個(gè)是接近沸騰的熱水流進(jìn)入內(nèi)壁呈格柵狀的散熱水箱后，其熱量被迅速傳遞并散發(fā)到水箱的鋁或銅質(zhì)的鰭片上。第三是水箱鰭片在吸收熱水的熱量后，其表面上的高溫被氣流帶到空氣中消化所產(chǎn)生的熱交換。
從上述的三個(gè)熱交換的方式及原理我們可以看出，只要任何一個(gè)熱交換的能力下降，都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸體的散熱達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。如果這三處的熱交換能力同時(shí)下降，將會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，并且會(huì)增加活塞運(yùn)動(dòng)的阻力，能源消耗大幅上升，最嚴(yán)重時(shí)直接損壞缸體，造成發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。所以，如果平時(shí)不注重這些方面的保養(yǎng)，一般車輛會(huì)在行駛了5～6萬(wàn)公里后，出現(xiàn)能耗增加、動(dòng)力下降，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音加大等現(xiàn)象，有的會(huì)因?yàn)樗疁剡^(guò)高而報(bào)警并熄火，夏天大家經(jīng)常會(huì)看見公共汽車行駛時(shí)開著后蓋的景象，那就是因?yàn)樗�箱散熱差的�?wèn)題。
那么是什么原因?qū)е逻@三個(gè)熱交換處的能力下降的呢？我們先來(lái)看缸體散熱部位和水箱內(nèi)壁，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，這二個(gè)產(chǎn)生熱交換的地方就和我們?nèi)粘Ｉ�活中使用鋁或銅質(zhì)的水壺?zé)�開水一樣，時(shí)間久了會(huì)在內(nèi)壁上凝結(jié)一層呈褐色的堅(jiān)固物體，它主要有兩種成分：一種是水中的氧分和金屬的化合反應(yīng)所生成的氧化物（而且水溫越高，氧化物的生成越快），它的導(dǎo)熱能力不到銅或鋁的1/20。另一種是碳酸氫鈣（俗稱水垢），它在金屬表面的生成式是：Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑，它的導(dǎo)熱能力就更差了，不到銅或鋁的1/40。可能大家已經(jīng)看見過(guò)金屬水壺結(jié)垢的現(xiàn)象，但并不知道它帶來(lái)的浪費(fèi)。我們反復(fù)做過(guò)試驗(yàn)，用一個(gè)新的水壺和一個(gè)用了二年的水壺，在里面加入同樣多、同樣溫度的水，放在同一個(gè)燃?xì)鉅t上燒至沸騰，新的水壺所用的時(shí)間比舊的要短13～15%。也就是說(shuō)舊水壺會(huì)多用13～15%的燃料，這部分就是因?yàn)榻Y(jié)垢造成熱交換能力下降所帶來(lái)的能耗浪費(fèi)，這也是汽車行駛5～6萬(wàn)公里后油耗上升的原因。
而冷卻水箱表體鰭片散熱能力下降也是因?yàn)榻饘俦砻婧涂諝庵械乃�份化合反�?yīng)生成的氧化物，及車輛行駛過(guò)程中吸入的灰塵、油污覆蓋在其表面所造成。
二、汽車空調(diào)散熱系統(tǒng)的原理
很多駕車的朋友都有這樣的感受：行駛了一兩年后的汽車，其空調(diào)器的制冷效果是高速時(shí)比低速時(shí)好，低速時(shí)又比堵車時(shí)好許多，碰到在太陽(yáng)直照時(shí)堵車，空調(diào)器簡(jiǎn)直沒(méi)有效果，而能耗還會(huì)增大，動(dòng)力明顯降低，那是什么原因造成的呢？
“能量守恒定律”是大家在中學(xué)的物理課上都學(xué)過(guò)的，空調(diào)器單位時(shí)間內(nèi)在室內(nèi)產(chǎn)生的制冷量永遠(yuǎn)和室外的排熱量是相等的。所以，制冷量越大的空調(diào)器其室外機(jī)的冷凝器（散熱片面積）就越大，它們之間的匹配關(guān)系是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)決定了的。