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發動機在工作的過程中，缸體內部經過混合氣體的燃燒推動活塞運轉從而來產生動力。而直接與氣缸內部接觸的氣缸蓋，氣門等部件溫度就會很高，如果不及時得到冷卻零部件有可能因溫度過高而損壞，影響發動機正常工作。所以這些在高溫區域內作業的零部件必須要得到合適的冷卻，才能正常工作。根據冷卻介質的不同，發動機冷卻系統可以分為風冷和水冷，風冷卻是將需要冷卻的部件直接與大氣接觸進行冷卻，水冷卻是先將熱量傳遞給冷卻液，然后再散入大氣中。由于水冷卻系統的冷卻均勻，傳遞熱量快，汽車發動機多用水冷卻系統。
1 水冷卻系統的組成和工作過程
1.1 發動機水冷卻系統的組成
水冷卻系統一般是由散熱器、水泵、水道、節溫器、膨脹水箱、冷卻風扇等組成。
圖1 發動機水冷卻系統的組成
散熱器絕大多都放置在發動機的前端，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扇配合散熱器進行冷卻，它的水管和散熱片大多是用鋁材料制成，同時散熱片帶波紋狀，更好地提高冷卻效率。
水泵是通過皮帶與曲軸連接的，通過曲軸的運轉帶動水泵，從而使冷卻液進行循環。根據工作條件的不同可以分為離心泵、旋渦泵和旋轉容積泵等。
節溫器是根據經過的冷卻液溫度高低來調節管路內的循環方式，當冷卻液溫度較低時，節溫器內的石蠟呈固態，主閥門處于關閉狀態，副閥門開啟，冷卻液此時進行的是小循環。溫度升高時，石蠟逐漸熔化成液態，體積就會膨脹，推動主閥門開啟，同時副閥門開始關閉，冷卻液溫度進一步升高到一定值時，主閥門*開啟，副閥門也正好關閉小循環水路，此時冷卻液全部經過散熱器進行大循環。
膨脹水箱一般是圓形或者矩形，用于平衡循環系統內的冷卻液容量。當冷卻液溫度升高時，系統中的冷卻液容積就會增加，水冷卻系統內的水壓就會增高，多余的冷卻液就會排進膨脹水箱。當系統降溫時，膨脹水箱為系統補充冷卻液，同時還起到穩定系統壓力和排除管路內空氣的作用。
圖2 小循環
1.2 水冷卻系統的工作過程
水冷卻系統小循環。在冷卻液的溫度還沒有達到節溫器開啟溫度（78-80℃）時，節溫器只開啟了通往水泵的旁通管道，這時冷卻液經水泵增加壓力后流經水套壁，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溫器，然后再次回到水泵的旁通管道內，進行發動機的小循環冷卻。水冷卻系的小循環水流線路短，散熱強度弱。
水冷卻系統大循環。在冷卻液經過發動機小循環吸熱一段時間后，冷卻液的溫度不斷上升，當流經節溫器的冷卻液的溫度高于78℃時，節溫器將打開通往散熱器的通道，當溫度繼續升高到90℃時，通往散熱器的通道*打開同時也關閉了小循環流經的旁通管道。此時冷卻液經過節溫器后進入散熱器進水管，通過散熱器的散熱后從出水管流出返回水泵，進行發動機的大循環冷卻。水冷卻系的大循環水流線路長，散熱強度強。當流經節溫器的冷卻液溫度在78-90℃時，此時冷卻液在進行小循環的時候一部分冷卻液進行的是大循環。
2 發動機水溫高故障分析
2.1 冷卻液泄漏
水冷卻系統在工作時應有足夠的冷卻液，如果冷卻液不足會導致汽車在行駛時發動機會很快因過熱而損壞。通常情況，蒸發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：外滲和內滲。
外滲的主要原因可能為出水口或進水口接頭接縫處破裂或冷卻水管腐蝕破裂、松脫。內滲的主要原因有可能時氣缸蓋緊固螺栓松動或者因為墊片損壞，水套鑄件產生裂紋等導致內滲。
圖3 大循環
2.2 節溫器失效
當節溫器內的石蠟泄露或者內部的彈簧失效時，可能導致節溫器無法打開、打開不*等情況，這樣冷卻系統內的冷卻液就無法正常得到冷卻，導致發動機水溫高。
2.3 水泵損壞
當水泵密封圈密封不嚴或者老化等情況下，冷卻液就會泄漏從而冷卻液不足導致發動機水溫高。另一種是當發動機通過皮帶輪帶動水泵運轉時，會因為皮帶輪打滑使水泵無法正常運作，就會產生因冷卻液循環不充分而造成發動機水溫高。
2.4 散熱器損壞
散熱器損壞一般可分為兩種：散熱器內部堵塞后導致大循環受阻，冷卻不充分產生水溫高現象。當冷卻風扇或者溫度傳感器損壞時，冷卻風扇無法接收溫度傳感器所傳輸的信號導致散熱器無法快速冷卻造成發動機水溫高現象。
2.5 膨脹水箱壓力影響
當排查節溫器、散熱器、水泵等無損壞，冷卻液無泄漏時，可能是膨脹水箱蓋子的壓力過大導致。因為當管路內出現空氣時會經冷卻循環進入膨脹水箱從而液化或者通過膨脹水箱蓋子排出循環系統（液化的只是少數空氣），但當膨脹水箱蓋子的壓力過大時管路內的空氣就無法排出，導致空氣一直在管路內影響節溫器的開啟從而影響冷卻液的冷卻，產生水溫高現象。
3 結語
發動機水冷卻系統使發動機得到適度的冷卻，從而保持發動機在適合的范圍溫度內工作。但當發動機冷卻不足時活塞、氣門等高速運動件容易變形，造成發動機無力，嚴重時，膨脹變形的活塞會拉傷氣缸、曲軸軸瓦溶變而抱死曲軸等。水冷卻系統即使出現再小的故障也可能在這樣的區域造成災難性的后果。所以汽車水冷卻系統對汽車來說至關重要，只有掌握相關知識后，才能更好地將它應用到生產、生活當中。
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