不论是风冷还是水冷方式都无法对活塞顶部的高温进行冷却,所在活塞顶部的冷却必须采用另外的冷却方式。如图2所示,活塞顶部的冷却是依靠汽油的汽化来冷却的。
汽油是燃料,并不属于冷却系,但汽油具有很强的冷却能力,下面讲解一下汽油的冷却作用。汽油只有汽化之后才能快速燃烧。从化油器吸出的汽油并不是气体,而是雾状的油滴在进气管和进气道里,部分汽油开始气化。但进入燃烧室的汽油并未完全汽化。一般,有70%左右的汽油仍是雾状油滴。
混合气进入气缸后,首选流向活塞顶面。其中的汽油油滴在高温的活塞顶面汽化,同时吸收大量的汽化热使活塞顶面冷却。当然,汽油油滴也同时冷却燃烧室中的其他部位。如
气缸盖的燃烧室表面,气缸壁、排气门等。
在汽油汽化过程中,需要吸收大量的热,比汽油温度上升所吸收的热量大得多,所以汽油的冷却效果相当大。一般都认为,在活塞的冷却上,汽油汽化占有举足轻重的地位。
正是由于这个道理,许多热负荷过高的风冷发动机,往往有意地多供给一些汽油,用汽油的汽化潜热来冷却活塞和排气门。这也是风冷发动机比水冷发动机费油的原因之一。此外,
在某些高性能水冷发动机上,也经常使用较浓的混合气来降低发动机的热负荷。
为了消除不良状况,现在汽车发动机已采用风、水、油混合冷却的方法。利用机油的压力定点喷射方法,提高发动机局部的冷却效果。不论是哪种冷却方式,冷却系统必须满足以下三种条件。
1.防止高温出现
发动机各部温度超过某一极限温度之后,发动机性能将下降,这种现象叫发动机过热。
发动机过热将使进气效率下降。这个道理十分简单,因为发动机过热将使进气温度升高,密度下降。在相同的进气体积和压力条件下,进气质量将变小。
发动机过热严重时,驾驶者能听到“嗒嗒”的金属敲击声,这时发动机不是产生了爆燃,就是出现了炽热表面点火。
在上述二种情况下,发动机功率都将下降,油耗量变大。在这期间,如果不采取措施继续行驶,很可能使发动机产生烧损破坏。
2.防止冷却过量现象
发动机各部都是按一定工作温度设计的。所以发动机过热固然不好,过冷也不好。
当发动机过冷时,各部温度过低,这将使汽油的汽化发生困难。此外,燃烧室温度过低,将使混合气燃烧速度变慢。
在发动机各运转部分之间存在着间隙,各间隙也都是按发动机正常工作温度设计的。由于发动机温度过低,将使各部分间隙变大,从而产生一系列的问题。例如活塞和气缸的间隙变大,将使发动机漏气量增加。其他部分的间隙过大,将产生各种敲击响声。当然这时机油的私度也较高,这将增加发动机的摩擦损失。
发动机具有较高的油门响应性,但在发动机过冷时,不得突然加大油门。如果使用大油门将使发动机各滑动面产生拉伤。发动机过冷,和刚起动后的发动机一样,都必须用小油门进行暖机。车辆正常行驶时,很少出现发动机过冷。如果出现这种情况应采取一些保温措施,例如用橡胶皮覆盖在散热器上。
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