在發(fā)動(dòng)機工作期間，最高燃燒溫度可能高達2500℃，即使在怠速或中等轉速下，燃燒室的平均溫度也在1000℃以上。因此，與高溫燃氣接觸的發(fā)動(dòng)機零部件被強烈加熱。若不及時(shí)地將這些高溫零件上的過(guò)多熱量散發(fā)掉，將出現潤滑不良、機件燒蝕、卡滯等現象。因此，發(fā)動(dòng)機必須設計合理的冷卻系統，以確保發(fā)動(dòng)機在適宜的溫度范圍內工作，既可防止發(fā)動(dòng)機溫度過(guò)高，又能保證發(fā)動(dòng)機冷起動(dòng)時(shí)快速升溫，使發(fā)動(dòng)機獲得良好的經(jīng)濟性和動(dòng)力性，且減少排放。

1. 冷卻系統的作用

冷卻系統既要防止發(fā)動(dòng)機過(guò)熱，又要防止發(fā)動(dòng)機過(guò)冷。過(guò)熱和過(guò)冷都會(huì )使發(fā)動(dòng)機運動(dòng)部件的正常間隙被破壞，潤滑狀況惡化，加速發(fā)動(dòng)機磨損。發(fā)動(dòng)機溫度過(guò)高，會(huì )導致冷卻液沸騰，嚴重降低熱傳遞效率，混合氣過(guò)早燃燒，發(fā)動(dòng)機可能發(fā)生爆震，最終損壞發(fā)動(dòng)機的氣缸蓋、氣門(mén)和活塞等部件。發(fā)動(dòng)機溫度過(guò)低，會(huì )導致燃燒不充分，油耗增大，發(fā)動(dòng)機使用壽命降低。

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2. 冷卻系統的組成

發(fā)動(dòng)機的冷卻系統一般有風(fēng)冷式與水冷式兩種形式，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機大多采用水冷式。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的水冷系統均為強制循環(huán)系統，利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動(dòng)機冷卻液管路中循環(huán)流動(dòng)。發(fā)動(dòng)機冷卻系統一般由散熱器、冷卻風(fēng)扇、節溫器、水泵、膨脹水箱（或儲液罐）、冷卻液管路、氣缸體和氣缸蓋中的水套及其他附屬裝置等組成。

發(fā)動(dòng)機冷卻液有大、小循環(huán)兩條路徑。大循環(huán)即冷卻液流經(jīng)散熱器的循環(huán)，氣缸蓋水套中的冷卻液從節溫器主閥門(mén)流向散熱器，通過(guò)散熱器冷卻后流入水泵進(jìn)水口，被水泵加壓后流入氣缸體水套，進(jìn)而回到氣缸蓋水套。小循環(huán)即冷卻液不流經(jīng)散熱器的循環(huán)，氣缸蓋水套中的冷卻液從節溫器旁通閥流向旁通管道，直接流入水泵進(jìn)水口，被水泵加壓后回到氣缸體水套，進(jìn)而回到氣缸蓋水套。大、小循環(huán)冷卻液流量的比例由節溫器控制。當氣缸體水套中的冷卻液溫度高時(shí)，節溫器開(kāi)度大，流向散熱器的冷卻液多，防止發(fā)動(dòng)機過(guò)熱；當氣缸體水套中的冷卻液溫度低時(shí)，節溫器開(kāi)度小，流向散熱器的冷卻液少，防止發(fā)動(dòng)機溫度偏低。這樣可以保證發(fā)動(dòng)機始終保持在一個(gè)最佳的溫度下工作。

（1）散熱器

散熱器一般安裝在車(chē)輛前部，車(chē)輛行駛時(shí)，迎面而來(lái)的低溫空氣不斷流經(jīng)散熱器，帶走冷卻液的熱量，確保散熱效果良好。

散熱器是一個(gè)熱交換器，它將氣缸蓋水套中流出的高溫冷卻液分成許多股小水流，增大散熱面積，加速其冷卻。冷卻液在散熱器芯內流動(dòng)，空氣從散熱器芯外流過(guò)，高溫冷卻液與低溫空氣發(fā)生熱傳遞，實(shí)現熱交換。為了獲得良好的散熱效果，散熱器與冷卻風(fēng)扇配合工作。冷卻液經(jīng)過(guò)散熱器后，其溫度可降低10~15℃。

（2）膨脹水箱

膨脹水箱一般由透明塑料制造，以便于觀(guān)察其內部冷卻液液位。膨脹水箱的主要作用是為冷卻液提供膨脹和收縮的空間，以及冷卻系統集中的排氣點(diǎn)，因此它的安裝位置略高于其他冷卻液通道。

（3）冷卻風(fēng)扇

冷卻風(fēng)扇通常安裝在散熱器后方。冷卻風(fēng)扇旋轉時(shí)吸入空氣使其通過(guò)散熱器，增強散熱器的散熱能力，加快冷卻液的冷卻速度。

在發(fā)動(dòng)機運轉初期或低溫時(shí)，電動(dòng)冷卻風(fēng)扇不運轉，當冷卻液溫度傳感器檢測冷卻液溫度超過(guò)一定值時(shí)，ECM控制風(fēng)扇電動(dòng)機運轉。

（4）節溫器

節溫器是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門(mén)，它根據冷卻液的溫度打開(kāi)或關(guān)閉冷卻液流向散熱器的通道。當發(fā)動(dòng)機冷起動(dòng)時(shí)，冷卻液的溫度較低，節溫器將冷卻液流向散熱器的通道關(guān)閉冷卻液經(jīng)水泵直接流回氣缸體和氣缸蓋水套內，以使冷卻液能夠迅速升溫。當冷卻液溫度上升到一定值時(shí)，節溫器將冷卻液流向散熱器的通道打開(kāi)，冷卻液經(jīng)散熱器降溫后流回水泵。

大多數發(fā)動(dòng)機的節溫器布置在氣缸蓋出水管路中。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單。有些發(fā)動(dòng)機的節溫器安裝在水泵入水口，這種設計能夠防止發(fā)動(dòng)機氣缸體內的冷卻液溫度急劇降低，從而減小發(fā)動(dòng)機內部應力的變化，避免發(fā)動(dòng)機損壞。

（5）水泵

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機一般采用離心式水泵，其結構簡(jiǎn)單，尺寸小、排量大且工作可靠。離心式水泵由帶有冷卻液進(jìn)口和出口通道的殼體和葉輪等組成。葉輪軸由一個(gè)或多個(gè)密封軸承支承，軸承不需要潤滑。使用密封的軸承，可以防止潤滑脂泄漏及臟物和水的進(jìn)入。水泵殼體安裝在發(fā)動(dòng)機氣缸體上，水泵葉輪固定在水泵軸上，水泵泵腔與氣缸體水套相連接。

水泵的作用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系統中循環(huán)流動(dòng)。

（6）暖風(fēng)水箱

大多數汽車(chē)裝有暖風(fēng)系統，發(fā)動(dòng)機冷卻液是該系統的熱源。暖風(fēng)系統中有一個(gè)加熱器芯，也叫暖風(fēng)水箱，它由水管和散熱器片組成，且兩端分別連接冷卻系統的出口和入口。發(fā)動(dòng)機高溫冷卻液進(jìn)入暖風(fēng)水箱，加熱流經(jīng)暖風(fēng)水箱的空氣，然后返回發(fā)動(dòng)機冷卻系統。

（7）冷卻液

汽車(chē)會(huì )在不同的氣候下行駛，通常要求車(chē)輛在-40~40℃的溫度環(huán)境中能夠正常工作，因此發(fā)動(dòng)機冷卻液必須具有低冰點(diǎn)和高沸點(diǎn)。

冷卻液是軟水、防凍劑和少量添加劑的混合物。軟水中不含（或含少量）可溶性鈣、鎂化合物，能夠有效防止水垢產(chǎn)生，保證冷卻效果。防凍劑既可以防止冷卻液在寒冷季節結冰，避免散熱器、氣缸體、氣缸蓋脹裂，又可以適當提高冷卻液的沸點(diǎn)，保證冷卻效果。最常用的防凍劑是乙二醇，乙二醇是一種無(wú)色、透明、稍有甜味、具有吸濕性的黏稠液體，它能以任何比例與水相溶。冷卻液中還添加有防銹劑、泡沫抑制劑、殺菌防霉劑、pH調節劑、著(zhù)色劑等。