不可忽略的冷卻系統（水箱，tangki，Radiator）概論

smffox

一部內燃機引擎工作時所產生的功率，1/3推動活塞下行，達到真正的效率輸出，那其餘的2/3從何消失呢？其中的1/3熱能從排氣管系統消耗，其餘的1/3則由冷卻系統所消耗掉，由此可知冷卻有多麼重要，卻又總是被忽略！  



冷卻系第一關 水箱與其奧妙

        因屬熱內燃機的工作屬性，為了因應基礎機件的運作，故需要冷卻系統來消除引擎爆炸行程所產生的高熱。在整個冷卻系統是由：1.水箱、2.散熱風扇、3.水管、4.水泵浦、5.節溫器等機件所構成，而其間傳導熱交換的介貿就是冷卻水，通常在水箱中必須加入水箱精，而構成所謂的[ 冷卻液 ]。因為純水的沸點為100℃，而低於0℃就會結冰變為固態，水箱精的作用就是將沸點提昇 (約105℃至115℃) 並且降低冷凍點，且需防止水箱及引擎水道生鏽。而近年來也由於冷卻系統管路的重新設計，大都採用高壓式水道設計，藉此來升高冷卻液的沸點，故新款水箱精更需要有抑制汽泡產生之功能。

冷卻液因為添加了水箱精的緣故，是利用化學變化來達到抗凍、高沸點、防鏽功能，當時間到達一定的範圍，因化學變化的物質將失去原有的標準功能，故基本上每年都需更換一次引擎冷卻液，且順便檢查所有的冷卻機件是否正常，在更換完冷卻液、重新添加水箱精時，千萬要注意水箱精濃度及比例的多寡！通常是利用比重計和液體濃度規來偵測，在專用儀器上務必達到抗凍能力在-30℃的規範，也就是說必須達到-30℃的規格時，水箱精的濃度比例才算標準。



水箱蓋之壓力值 水箱內部構造

        前述現代汽車皆採高壓水道之設計，藉以提昇冷卻液之沸點，而控制和調節此壓力值的主元件就在水箱蓋上。通常水箱蓋上都會標示0.9、1.1、1.3、1.7等數字，其代表的意義乃是它而承受到多少壓力，才會令壓力活門釋放，讓膨脹的液體進入副水箱儲存，等引擎冷卻水溫度下降時，因容積的變化再讓副水桶內的液體吸回主水箱。所以當整個冷卻水系統管路上無洩漏時，只需要觀察及添加副水桶的水量即可，但如果發現副水桶老是沒水的話，就不能只添加副水桶的水量而已！一定要在引擎冷了以後打開水箱蓋，確實檢查主水箱的冷卻液，液面有沒有到達規定的液面高度，而補充它。因為水箱蓋密閉的材質通常都是使用橡膠製品，時間長久下來橡膠也因而劣化，導致液體洩漏，故檢查冷卻水時也需要檢查水箱蓋的密封性能。

         水箱蓋下的主機件就是散熱水箱，是一種熱交換器，高熱的引擎冷卻液經由水箱管道傳給外界低溫的空氣。所以水箱包含三個主要之零件，即 [水箱芯] ， [上、下儲水蓋及出入口] ，和連接通道用的細管，而在一排排細管的周圍又有連在管子上的鰭片，散熱細管由入口箱通到出口箱，冷卻液流過管子；而空氣則在鰭片間流過，高溫冷卻液的熱經過管子傳到鰭片，外界的冷空氣流過鰭片，將鰭片的熱帶走從而降低冷卻水溫度。一但明瞭水箱散熱原理，就可証明一個道理：水箱並非大就是好！


迎風面積與角度 鋁與銅質的爭議

        真正評估一個散熱器的重要指標，在於散熱介貿的接觸面積，但是介貿的散熱面積不代表、也不等於水箱的迎風面！容量大、水裝得多的水箱，效果不見得好到那裡，原因都是和散熱鰭片的總接觸面無關。所以說水箱散熱最重要的要素，在於散熱鰭片的 [迎風總面積] [迎風的角度] 。過度的迎風角，也會阻礙空氣進出散熱鰭的速度，進而降低了水箱的總散熱效能。另外水箱材質的運用，一直眾說紛云，銅或鋁材質的散熱效能，孰優孰劣呢？事實上熱的特性最重要的就是高溫往低溫的方向傳導，所以散熱器一定要做到的，就是接觸介質的面積要大、材質本身的比熱要小！

         比熱小的物質容易加熱也容易降溫，當比熱的概念清楚時，很多讀者會認為，明明銅的比熱就比鋁來得小，為何高性能水箱終究使用鋁製品呢？原因在於先前提到的一個好的散熱器，除了本身的材質要比熱低外，接觸介質的面積大也是相當重要！而鋁的延展性相當優異，所以整個水箱的散熱鰭片及管道，相對的都可以作得更加密集且細緻，也就是說和相同容積的銅製品比較，強化型的鋁水箱可以擁有更大的接觸面積，能快速的將熱透過空氣的接觸、輻射的方式散播出去。且鋁質本身有著不易鏽蝕，貿輕的特性，所以為何鋁水箱會被要求高效率的散熱系統所採用，其真正的原因在此。


風扇吹拂水箱 節溫器是閥門


節溫器

        水箱散熱依賴空氣流動所帶走的熱量來完成，當車輛速度高時迎風力量大，水箱散熱無任何問題；但是如果在慢速行駛狀態下，或者引擎運轉而車輛不行進時，水箱散熱就需要靠風扇來作強制式的氣流供應。以往直列引擎、後輪驅動車的散熱風扇，直接由引擎曲軸驅動，在風扇基座上設計了熱感式風扇離合器，藉以調整風扇的開關時機。而現代的前輪驅動車，因引擎擺設方向不同、無法直接利用引擎動力來驅動風扇，故改由電動風扇來完成此項工作。

         電動風扇消耗引擎的動力較小，也比機械式驅動的風扇噪音小，同時也無需檢查、調整或更換風扇皮帶。而且電動風扇啟閉時機，由溫度控制Sensor所控制，在設定值到達時作用、等冷卻液溫度下降到設定溫度時就停止工作，如此可以準確的保持正常的工作溫度。

         提到保持引擎工作溫度，當引擎冷車發動後如何控制水的流動，讓引擎儘早達到工作溫度，此時﹁節溫器﹂就關閉冷卻水在管路中的通路，水由汽缸頭再度被水泵浦打入引擎體循環流動，並未經過水箱，此一循環路徑即稱為小循環。待引擎溫度達到節溫器設定之開啟溫度時( 原廠約75℃-80℃) ，節溫器的閥門開啟，此時水箱中的冷水被水泵浦泵入引擎水套內，而引擎內的熱水，經由上水管進入水箱散熱，此時之路徑稱之為大循環。因為節溫器的啟閉純粹屬於機械的結構，也會因使用年限的影響而損壞。一旦發現風扇正常、水箱水無減少，而溫度卻無端上升時，此時最有可能的即是節溫器卡死無法作用！因此，每年更換冷卻水、添加足夠的水箱精，使冷卻水道保持乾淨不生鏽，是讓 [節溫器] 活得更久的最好方法。

        當各位讀者都清楚冷卻系統各機件的作用原理之後，接著就比較能清楚的判斷及診斷，引擎冷卻系統故障的原因。大致上故障分為三大類：1.為引擎過熱、2.暖機太慢、3.冷卻液洩漏。其中第二項為引擎熱得不夠快，而1.3項都是過熱的現象！所以暖機太慢最大的原因，大都只是節溫器卡在﹁開﹂的位置，引擎一發動冷卻水即循環到水箱，故引擎必須運轉更久才能達到暖機狀態，因而增加引擎的磨耗。但是此種問題通常在冬天才會被車主注意到，在夏天的話，則問題比較會被注意到。


冷卻液之內洩漏 極可能傷害引擎

        冷卻液流失會有兩個比較令使用者困擾的現象：1.須經常添加冷卻液、2.冷卻液洩漏處通常都會留下明顯的漬痕。冷卻液之洩漏在引擎的內外都有可能，典型的外部洩漏是在管子或水管接頭、暖氣芯子、水箱芯子或者水泵浦。而內部洩漏的話，從外表則分辨不出來，但是須常常添加冷卻液、及引擎冒出白煙的現象判斷為內部洩漏。內部洩漏可能嚴重的傷害引擎，冷卻液會污染機油，使機油乳化喪失潤滑能力，並引起內部機件的生鏽！而更誇張的情況下就是引擎未運轉時，冷卻液就滲入汽缸內，一旦引擎運轉時活塞向上壓縮，極可能產生連桿彎曲或活塞爆裂的悲慘下場。

         通常此一內部洩漏現象所損壞的零件，都是所謂的汽缸床墊片；汽缸床墊片，其負責密封引擎本體及汽缸頭的神聖使命，無論你的引擎更換了再好的活塞，更高壓縮的爆炸力，都加諸在這一張薄薄的汽缸床墊片！近來的新引擎大都採用金屬的汽缸床，其密封的部分完全依賴金屬平面上所刻意製造的凸起肋條。正廠設定的抗壓能力及金屬材質，皆使用高強度之不鏽鋼材質，而一般外廠製造的金屬汽缸床，鋼材、及壓鑄力都不如原廠規格，說穿了就只是徒具一個外型而已！此舉往往造成修護人員及車輛使用者無窮的困擾，因為使用者的不察，往往被此種所謂的副廠汽缸床墊片弄得灰頭土臉，白忙一場。更不要說把此種零件用在改裝引擎上或Turbo車上，那下場會是更加的慘！


引擎過熱的原因 需追根究底解決

        引擎過熱的主因包含了：1.因為冷卻液的漏出，而使冷卻液面過低，此時應該使用冷卻系統壓力測試器，在冷卻管路上施以1kg以上之壓力，找出洩漏源，加以更換或修理。2.鏽與水垢的累積，使冷卻水無法正常的循環流動，應該清理冷卻系統之管路，使用清潔劑來幫助水套內或水箱裡部的水垢、油脂的清除，最後施以逆沖清潔法來確實達到清潔之功能。


3.扁癟的上下水管會使冷卻液無法順利的流動，應檢查和更換這此不正常的水管。通常發現上水管破裂，大都只更換上水管，如果一部車輛使用超過70000公里或三年以上，就必須考慮其它的水管是否也接近損壞的階段，最好全部一次更換！以免換好這條爆那條，那時才叫做 [禍不單行] 。4.節溫器卡在關閉的位置，因為節溫器的損壞，通常沒有任何先前的跡象可循，且一般使用狀態、節溫器不開的話，冷卻液溫度會非常快速的升至沸點，然後成為水蒸氣，迫使冷卻系統的壓力上升快於水箱蓋所能釋放者！過高的壓力可能使水箱水管裂開或脹脫，或者使水箱的接合縫裂開，若是這種情況發生，更換節溫器的同時，更需要檢查汽缸墊片是否也遭到損壞！


         5.水泵浦損壞，使冷卻液循環量不夠，正常水泵浦應該能使用個五到十萬公里，如果水泵浦太快損壞的話，有一個主因是帶動水泵浦的皮帶調整的太緊，應該按正常的規格緊度來調整水泵浦皮帶，避免水泵浦不正常的磨損。最後還有一些與冷卻系統無關的理由而導致的引擎過熱，這些可能的原因包含了，高海拔的運轉機油油面太低，導致油溫升高，進而使水溫一併上昇；引擎的壓縮壓力太高、燃燒室溫度驟然的上升，還有點火正時的不正確、過早的爆震及太晚的放炮等，都會使溫度上升！

         有一種是肉眼所無法查覺的現象，乃因為混合比的不正確，使燃燒室溫度快速上升，通常改裝的引擎在硬體與軟體的搭配上，不協調時極易出現此高熱現象，如果一昧的從冷卻機件著手改善的話，那即所謂的治標不治本，唯有真正處理燃燃的混合比才是正確之道。

[ 本帖最后由 smffox 于 1-8-2005 11:58 PM 编辑 ]

cbkl

第二个精华了
呵呵

BOTAK_WAI

原帖由 cbkl 于 1-8-2005 11:38 PM 发表
第二个精华了
呵呵

你也骗了5个~~~

cbkl

原帖由 BOTAK_WAI 于 1-8-2005 11:40 PM 发表

你也骗了5个~~~

那你还不快加油? 呵呵
那时我灌的才10分而已,哪里有划?

smffox

什么骗来骗去的。。
我看了之前的贴，发现没有人贴关于冷却系统的嘛

小魔鬼

我的车有水箱问题啊...
水表有时会上升有时又会降...
不稳定了，很容易水滚...
到底是什么事呢？
我已换了水箱还是一样

smffox

原帖由 小魔鬼 于 25-11-2006 02:38 AM 发表
我的车有水箱问题啊...
水表有时会上升有时又会降...
不稳定了，很容易水滚...
到底是什么事呢？
我已换了水箱还是一样

你架什么车呢？？
有没有检查你的风扇，Water Pump是否操作正常？
还有你的车里面的水管Hose。。 有没有漏或者阻塞的现象
不是说欢乐水箱就好得。。 很多车厂就是乱来。。没有好好检查
就说水箱坏。。要换新的。

小魔鬼

原帖由 smffox 于 25-11-2006 07:39 AM 发表

你架什么车呢？？
有没有检查你的风扇，Water Pump是否操作正常？
还有你的车里面的水管Hose。。 有没有漏或者阻塞的现象
不是说欢乐水箱就好得。。 很多车厂就是乱来。。没有好好检查
就说水箱坏。。要换新 ...

风扇是否一开车就会动的呢？
我的备水箱的水会滚，为什么会酱紫的？

小魔鬼

原帖由 smffox 于 25-11-2006 07:39 AM 发表

你架什么车呢？？
有没有检查你的风扇，Water Pump是否操作正常？
还有你的车里面的水管Hose。。 有没有漏或者阻塞的现象
不是说欢乐水箱就好得。。 很多车厂就是乱来。。没有好好检查
就说水箱坏。。要换新 ...

如果是节温器坏通常情况会是怎样的呢？
我检查了...
风扇能动，pump也能操作,无泄漏，
但阻塞就不知道...
汽缸垫片坏的话车子会怎样的呢?
有无迹象可寻？
谢谢帮忙...

yuloong

学习了！谢谢！