汽车发动机的工作温度范围在90.5度至104.4度之间。这是由于发动机内部的高燃烧率导致大量能量以热能形式释放。
需要有效散发这些热能,将发动机温度维持在适当范围内。当温度达到临界值时,发动机将受损。为维持温度,汽车散热器被用于散热。
散热器的功能
散热器本质上是一种热交换器,使用水等冷却液吸收发动机产生的热量。冷却液在发动机间循环时会被加热。此时,安装在散热器旁的冷却风扇发挥关键作用。
冷却液吸热后温度上升,但散热器附近的风扇会送风冷却。通过送风产生的空气对流可大幅降低冷却液温度。这种通过辐射吸热、再借风扇对流散热的持续循环,有效维持了汽车发动机的温度。
现代散热器采用塑料-铝合金材质。铝的导热性虽不及黄铜,但大型铝制散热器提升了发动机冷却速度。这些散热器通过铝翅片管与扁平铝管的钎焊工艺制造,单排铝管即可达到双排铜制或黄铜散热器的同等性能。
节温器也安装在发动机前部,用于监测发动机是否超出温度极限。当温度上升时,水和冷却液会从散热器流出,吸收发动机摩擦与燃料燃烧产生的热量。散热器表面面积经过精密设计以确保充分流体冷却,除风扇外还会从发动机冷却进气口引入环境空气。
散热器故障症状
散热器在发动机散热中起关键作用,保障发动机正常运转并防止故障。随着时间推移,散热器可能因多种原因出现异常。主要成因包括:
冷却液液位降低
冷却液通常为水,理想状态是防冻液与水的混合液,通过泵在发动机周围循环并经散热器冷却。这种防冻液可防止严寒环境下液体冻结及高温环境下沸腾。冷却液液位下降是导致过热的常见根本原因之一。冷却液不足意味着流入发动机的液体减少,进而降低发动机吸热和散热能力。
正常情况下液位不会下降,但若存在垫圈泄漏或管路/散热器泄漏等问题,可能导致液位下降引发过热。若在停放车辆下方发现冷却液泄漏,强烈建议立即检查散热器,否则可能发展成严重问题。
过热
冷却液液位下降会导致发动机过热。堵塞的散热器同样会引起过热。发现过热现象时务必检查散热器。关于过热的详细信息请参阅本站《过热》专题文章。
散热器故障导致的过热成因
堵塞的散热器
散热器可能被污垢或沉积物堵塞,限制冷却液流动。堵塞主因包括灰尘、昆虫尸体及异物。这类堵塞可从发动机舱直接观察。若肉眼不可见,可能是散热器内部堵塞,可通过红外热成像仪检测。
材质不当
散热器传统上采用铜或黄铜制造,后来为减轻重量和降低成本改用铝合金。除成本与重量优势外,铝在冷却性能方面也优于铜和黄铜。若仍在使用老式黄铜散热器,因其温度控制效率低下,建议更换为铝制散热器。
散热器盖故障
损坏的散热器盖会导致冷却液溢出。散热器盖故障是最常见却最易被忽视的因素之一。若盖子未正确密封,将引发冷却液泄漏并导致发动机温度升高。
节温器故障
节温器不仅控制压缩机启停,还作为阀门根据发动机温度调节吸热流体流量。若节温器工作异常会卡滞,导致发动机内冷却液无法回流而引起过热。这是最高发的故障类型。
风扇问题
即使散热器整体完好,其连接的风扇也可能故障,原因包括电气中断或风扇电机异常。风扇功能失效会导致冷却液无法充分冷却。根据具体情况,风扇可维修或更换。
散热器还配备进出水槽。这些水槽负责将高温冷却液从发动机输送至散热器。泄漏部位可进行维修,必要时也可单独更换整个水槽。通常散热器更换费用(含人工费)约为350-400美元。