發(fā)動(dòng)機(jī)在工作的過程中，缸體內(nèi)部經(jīng)過混合氣體的燃燒推動(dòng)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)從而來產(chǎn)生動(dòng)力。而直接與氣缸內(nèi)部接觸的氣缸蓋，氣門等部件溫度就會(huì)很高，如果不及時(shí)得到冷卻零部件有可能因溫度過高而損壞，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。所以這些在高溫區(qū)域內(nèi)作業(yè)的零部件必須要得到合適的冷卻，才能正常工作。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)可以分為風(fēng)冷和水冷，風(fēng)冷卻是將需要冷卻的部件直接與大氣接觸進(jìn)行冷卻，水冷卻是先將熱量傳遞給冷卻液，然后再散入大氣中。由于水冷卻系統(tǒng)的冷卻均勻，傳遞熱量快，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多用水冷卻系統(tǒng)。
1 水冷卻系統(tǒng)的組成和工作過程
1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)的組成
水冷卻系統(tǒng)一般是由散熱器、水泵、水道、節(jié)溫器、膨脹水箱、冷卻風(fēng)扇等組成。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)的組成
散熱器絕大多都放置在發(fā)動(dòng)機(jī)的前端，通過增大冷卻面積加快冷卻效率。為了更好地將熱量帶走，在散熱器后面裝有冷卻風(fēng)扇配合散熱器進(jìn)行冷卻，它的水管和散熱片大多是用鋁材料制成，同時(shí)散熱片帶波紋狀，更好地提高冷卻效率。
水泵是通過皮帶與曲軸連接的，通過曲軸的運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)水泵，從而使冷卻液進(jìn)行循環(huán)。根據(jù)工作條件的不同可以分為離心泵、旋渦泵和旋轉(zhuǎn)容積泵等。
節(jié)溫器是根據(jù)經(jīng)過的冷卻液溫度高低來調(diào)節(jié)管路內(nèi)的循環(huán)方式，當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，節(jié)溫器內(nèi)的石蠟呈固態(tài)，主閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，副閥門開啟，冷卻液此時(shí)進(jìn)行的是小循環(huán)。溫度升高時(shí)，石蠟逐漸熔化成液態(tài)，體積就會(huì)膨脹，推動(dòng)主閥門開啟，同時(shí)副閥門開始關(guān)閉，冷卻液溫度進(jìn)一步升高到一定值時(shí)，主閥門*開啟，副閥門也正好關(guān)閉小循環(huán)水路，此時(shí)冷卻液全部經(jīng)過散熱器進(jìn)行大循環(huán)。
膨脹水箱一般是圓形或者矩形，用于平衡循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液容量。當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，系統(tǒng)中的冷卻液容積就會(huì)增加，水冷卻系統(tǒng)內(nèi)的水壓就會(huì)增高，多余的冷卻液就會(huì)排進(jìn)膨脹水箱。當(dāng)系統(tǒng)降溫時(shí)，膨脹水箱為系統(tǒng)補(bǔ)充冷卻液，同時(shí)還起到穩(wěn)定系統(tǒng)壓力和排除管路內(nèi)空氣的作用。

圖2 小循環(huán)
1.2 水冷卻系統(tǒng)的工作過程
水冷卻系統(tǒng)小循環(huán)。在冷卻液的溫度還沒有達(dá)到節(jié)溫器開啟溫度（78-80℃）時(shí)，節(jié)溫器只開啟了通往水泵的旁通管道，這時(shí)冷卻液經(jīng)水泵增加壓力后流經(jīng)水套壁，吸收熱量之后流入氣缸蓋水套，同樣是吸收熱量之后流過節(jié)溫器，然后再次回到水泵的旁通管道內(nèi)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的小循環(huán)冷卻。水冷卻系的小循環(huán)水流線路短，散熱強(qiáng)度弱。
水冷卻系統(tǒng)大循環(huán)。在冷卻液經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)小循環(huán)吸熱一段時(shí)間后，冷卻液的溫度不斷上升，當(dāng)流經(jīng)節(jié)溫器的冷卻液的溫度高于78℃時(shí)，節(jié)溫器將打開通往散熱器的通道，當(dāng)溫度繼續(xù)升高到90℃時(shí)，通往散熱器的通道*打開同時(shí)也關(guān)閉了小循環(huán)流經(jīng)的旁通管道。此時(shí)冷卻液經(jīng)過節(jié)溫器后進(jìn)入散熱器進(jìn)水管，通過散熱器的散熱后從出水管流出返回水泵，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的大循環(huán)冷卻。水冷卻系的大循環(huán)水流線路長(zhǎng)，散熱強(qiáng)度強(qiáng)。當(dāng)流經(jīng)節(jié)溫器的冷卻液溫度在78-90℃時(shí)，此時(shí)冷卻液在進(jìn)行小循環(huán)的時(shí)候一部分冷卻液進(jìn)行的是大循環(huán)。
2 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高故障分析
2.1 冷卻液泄漏
水冷卻系統(tǒng)在工作時(shí)應(yīng)有足夠的冷卻液，如果冷卻液不足會(huì)導(dǎo)致汽車在行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)很快因過熱而損壞。通常情況，蒸發(fā)僅是冷卻液損失的一小部分，大部分是冷卻液的滲漏流失。冷卻液滲漏主要有兩種形式：外滲和內(nèi)滲。
外滲的主要原因可能為出水口或進(jìn)水口接頭接縫處破裂或冷卻水管腐蝕破裂、松脫。內(nèi)滲的主要原因有可能時(shí)氣缸蓋緊固螺栓松動(dòng)或者因?yàn)閴|片損壞，水套鑄件產(chǎn)生裂紋等導(dǎo)致內(nèi)滲。

圖3 大循環(huán)
2.2 節(jié)溫器失效
當(dāng)節(jié)溫器內(nèi)的石蠟泄露或者內(nèi)部的彈簧失效時(shí)，可能導(dǎo)致節(jié)溫器無法打開、打開不*等情況，這樣冷卻系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液就無法正常得到冷卻，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高。
2.3 水泵損壞
當(dāng)水泵密封圈密封不嚴(yán)或者老化等情況下，冷卻液就會(huì)泄漏從而冷卻液不足導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高。另一種是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)因?yàn)槠л喆蚧顾脽o法正常運(yùn)作，就會(huì)產(chǎn)生因冷卻液循環(huán)不充分而造成發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高。
2.4 散熱器損壞
散熱器損壞一般可分為兩種：散熱器內(nèi)部堵塞后導(dǎo)致大循環(huán)受阻，冷卻不充分產(chǎn)生水溫高現(xiàn)象。當(dāng)冷卻風(fēng)扇或者溫度傳感器損壞時(shí)，冷卻風(fēng)扇無法接收溫度傳感器所傳輸?shù)男盘?hào)導(dǎo)致散熱器無法快速冷卻造成發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高現(xiàn)象。
2.5 膨脹水箱壓力影響
當(dāng)排查節(jié)溫器、散熱器、水泵等無損壞，冷卻液無泄漏時(shí)，可能是膨脹水箱蓋子的壓力過大導(dǎo)致。因?yàn)楫?dāng)管路內(nèi)出現(xiàn)空氣時(shí)會(huì)經(jīng)冷卻循環(huán)進(jìn)入膨脹水箱從而液化或者通過膨脹水箱蓋子排出循環(huán)系統(tǒng)（液化的只是少數(shù)空氣），但當(dāng)膨脹水箱蓋子的壓力過大時(shí)管路內(nèi)的空氣就無法排出，導(dǎo)致空氣一直在管路內(nèi)影響節(jié)溫器的開啟從而影響冷卻液的冷卻，產(chǎn)生水溫高現(xiàn)象。
3 結(jié)語(yǔ)
發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，從而保持發(fā)動(dòng)機(jī)在適合的范圍溫度內(nèi)工作。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻不足時(shí)活塞、氣門等高速運(yùn)動(dòng)件容易變形，造成發(fā)動(dòng)機(jī)無力，嚴(yán)重時(shí)，膨脹變形的活塞會(huì)拉傷氣缸、曲軸軸瓦溶變而抱死曲軸等。水冷卻系統(tǒng)即使出現(xiàn)再小的故障也可能在這樣的區(qū)域造成災(zāi)難性的后果。所以汽車水冷卻系統(tǒng)對(duì)汽車來說至關(guān)重要，只有掌握相關(guān)知識(shí)后，才能更好地將它應(yīng)用到生產(chǎn)、生活當(dāng)中。