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汽车保养需要换散热系统吗

汽车散热系统需要定期检修_无需成组更换

说明:发动机散热系统分为外部散热和冷却水循环散热两组系统,其中涵盖一条普遍被错误理解的散热结构。这两路系统只有「防冻冷却液」系统定期检查与补充,更换周期要按照耗材类型区分。本篇将分为三节解析所有与散热系统相关的核心知识,首先从“电子扇”系统开始。


风冷系统

  • 电子扇×2

打开发动机舱在车头位置找一找,能发现的是散热水箱后面总会有两个风扇,这就是发动机散热的电子扇。很多人将电子扇理解为「水箱散热风扇」,功能似乎是往前吹风为水箱散热;实际这是错误的理解,风扇是不会完全吹风的。因为汽车行驶时最大的阻力是风阻,也就是正面撞击的空气形成的阻力;那么电子扇如果往前吹风,结果必然是增加与“空气墙”的对抗作用力,也就是加大汽车行驶阻力导致油耗提升,所以电子扇是往后吹风。

知识点:汽车第一路「机体散热系统」为风冷散热,基础结构正是电子扇。其功能是通过引导进入发动机舱的紊流形成有序气流,不断吹到内燃式热机(燃油动力汽车发动机)上,实现由外至内的有效散热。不过电子扇的运行比较有意思,因为两组风扇大部分时间都不会同步运转。

远因为电子扇由电控系统控制,内燃机在温度不是很高的时候并不需要“高强度风冷”,此时只需要一组风扇运转即可。长途或长时间驾驶会提升机体温度,电控系统侦测到高温后才会自动激活两组风扇。所以车辆启动后有一组风扇不转并不见得是故障,只要多开一会后能同时运转,且水温正常即可。(该系统故障概率很低/出现故障通过水温变化可及时发现)


水冷系统

  • 防冻冷却液
  • 水箱

燃油动力汽车装备的发动机叫做「活塞往复循环式-内燃式热机」,这种机器是通过燃烧燃油产生热能,再将人呢过转化为机械能的发动机。热能自然会产生高温,高温必然会加热机体;然而由金属材料打造的发动机是有热饱和极限的,达到一定标准后就会造成熔化,或者因热胀冷缩导致材料应力不均造成开裂。而在内部的燃烧仅依靠外部的风冷是不够的,所以还需要水冷系统。

「防冻冷却液」是水冷系统的核心,在冷却管路内会由水泵驱动冷却液(简称)运转,“泵”的概念是为液体增压使其高速流动。这种化学溶液具备冰点很低与沸点很高的特点,在不同地区加注的冷却液可保证冬季不结冰,其次可以保证循环流动时有效吸收机体热量还不会“煮沸”。其运行步骤为:流经至内燃机缸盖吸收热能(为机体降温),随即流动至前置散热水箱(撞风不断降温)吸收冷却液的热,冷却液降温后再次流到缸盖吸热——周而复始。

图1:内燃机冷却液循环系统概念

图2:冷却液循环流动的概念

  • 常见故障点

水冷系统的故障率同样很低,如果出现故障则同样可通过仪表盘水温表发现。正常水温指针会在仪表中线位置,代表温度一般在90/110℃(摄氏度)左右;如果水冷系统的水泵或水箱故障,冷却液的温度会超过中线而一定程度升高。发现温度异常后就要及时靠边停车,散热降温后再就近寻找维修站检测修理。

水冷系统的第二类故障为「无法升温/升温缓慢」,原因多为节温器或水温传感器损坏。前者故障会造成发动机冷启动时就用“大循环”模式让冷却液流动,而正常状态为冷启动使用“小循环”、以少量冷却液恒温并快速加热机体(达到理想热效率状态)。后者损坏会造成水温采集数据错误,水温可能已经升高但是ECU获得不了正确的数据就会持续加大喷油(冷启动特有状态),所以在出现无法升温和升温缓慢的问题后也要及时检修。

下图1:冷启动小循环概念

下图2:热车后大循环概念


防冻冷却液相关知识

  • 会蒸发
  • 需补充

绝大多数汽车使用的防冻冷却液为:EG_乙二醇水基型,溶液的主要成分为EG、水、防蚀剂、着色剂等等。EG的沸点应为197.4℃,在于水混合后不会被内燃机的高温加热到沸腾状态,而EG能够以足够高的沸点吸热则不会让水获得足够的热能达到沸点,这是冷却液能够有效循环散热的基础。不过水的蒸发不见得一定要沸腾,理论上在任何温度中水都会蒸发。

知识点:水的蒸发是分子运动本身在能量作用下出现的「汽化变化」,所谓的蒸发本质为液体表面粒子流动时,因产生摩擦和撞击导致的结构;白话一些的描述就是水分子运动过程中被撞断了【氢键】,同时粒子运动在撞击中使其达到了从液体表面逃逸的力量阈值,从而使得这些水变成气态离开了水。在高温环境中这种转化的强度会加强一些,所以正常使用的汽车总会造成防冻冷却液的减少。


  • 补充标准

防冻冷却液在发动机内有一个“加注水壶”,准确的称呼为【膨胀壶】。这个水壶上会有两道刻度线,分别为“MAX&MIN”;正常蒸发会使得水位越来越接近MIN线,补充时需要达到两条线中间偏上1cm左右的位置即可。冷却液是不能使其降低至MIN线以下的,因为在低温环境中冷却液“冷缩”可能导致膨胀壶内失去冷却液,此时冷却管路运行就会从膨胀壶吸入空气,导致管路空气加热碰撞造成气阻,发动机则无法有效散热了。(仅有一条刻度线的膨胀壶,加注至该线偏上位置即可)


  • 补充选项

正常补充防冻冷却液应该选择「蒸馏水」,因为EG并不是一种容易挥发的原料,这是一种油状物质。蒸发减少的部分主要是水,那么补充自然也应该以水为主。但并不是所有的水都可以用,比如各类型的饮用水包括净化水都不可以,因其含有过量的矿物质(以碳酸镁碳酸钙为主),在高温环境中矿物析出会凝结为水垢(俗称水碱)造成管路堵塞。所以应该选用去杂质的蒸馏水才能保证系统正常运行,每补充三次蒸馏水可补充一次防冻冷却液,为均衡少量减少的EG。(下图为蒸馏水制造方法/超商有成品蒸馏水销售)


重中之重:防冻冷却液是可以不同颜色混用的,但一定要为同类型。比如同为EG乙二醇基可以混用,EG和PG丙二醇就不应混用,甘油型丙三醇也不宜混用。同时「EG乙二醇基防冻冷却液」没有使用完的一定要妥善保存,更换放出的废液也要妥善处理;因为EG是有极强毒性的物质,其一公斤水溶液中有“1.6克”EG即可成人致死!所以剩余部分一定要放好,防止误饮!!!(乙二醇是有些微甜味道的液体)


总结:关于汽车「散热系统」的相关知识了解这些就好,电子扇、水泵、节温器、水温传感器等硬件都只有很低的概率性故障。防冻冷却液的定期检查补充不要忘记了,至于整体更换则有两个标准;普通冷却液建议每三年更换一组,长效型冷却液可以使用到六年。其区别主要是防蚀剂性能衰减的周期,供参考。

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