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带你认识增压发动机(六)冷却系

时间:2018-12-19 09:54  来源:绍兴汽车网

  增压发动机,特别是涡轮增压发动机,由于燃烧温度高、涡轮工作环境恶劣,这对发动机的冷却系统提出了更高的要求。今天我们就来聊聊增压发动机是如何被冷却的。

  关于缸体和缸盖内的冷却水道

  说到缸体(为了简化语言,缸体和缸盖暂时统称缸体),不得不为大家引入一个概念。或许我们都觉得双VVT、涡轮增压、可变长度进气管等“高科技”最重要,但一款发动机好与坏,其实在缸体设计的时候就已经决定了。打个比方,现在冬天来了,缸体设计得好的发动机就好比身体好的人,穿少量衣服就能御寒;而缸体设计差的发动机就是先天身体素质差的人,需要多穿衣服来弥补,这些“衣服”就好比我们刚才所说的各种复杂的外加机器,例如双VVT、涡轮增压、可变长度进气管等。

缸体的设计极其复杂,属于发动机最基础的工作,一旦这个工作做得好,发动机将具备优秀的性能和超长的服役周期(一般发动机7-8年就要换代,否则没有竞争力,但优秀的发动机能使用10年以上)。

  好的缸体设计具备非常低的摩擦消耗,冷却均匀,这比什么都管用。例如日系厂家的发动机在减少摩擦消耗这个环节上做得极为出色,可以用极致来形容,因此他们的发动机非常省油,这点我们不能不承认。此外,冷却均匀的缸体让气缸壁没有温度特别高的地方,我们称为“热点”,没有热点的缸体就不容易引起爆震,就可以采用更大的压缩比。获得更高的效率。

  由于发动机的缸体内部具有很复杂的水道,冷却水在里面流动起到冷却发动机的作用。这些水道如何设计才能达到最大的效率又不影响整体强度,就是冷却系统所要做的事情。由于增压发动机的燃烧特性有所不同,可能导致的热量分布也有所不同,因此一款涡轮增压发动机就很有必要在缸体的冷却系统上加以改进,只不过是我们看不到罢了,不过虽然我们看不到,但这些东西还是要算进发动机成本的。

  涡轮的冷却

  涡轮的冷却一度是涡轮机器被用户诟病的大问题之一,好比涡轮迟滞。以前的涡轮增压发动机在剧烈驾驶后不能马上熄火,还需要怠速一段时间让机油为涡轮降温才可以,但现在已经没有这个问题了,这也算是一种进化吧。

  首先看看涡轮在正常的时候是如何冷却的。在发动机运转的时候,机油泵除了润滑其他零部件外,还会通过油道润滑涡轮增压器的转轴。还记得我们提到过的涡轮增压器最大的敌人就是高温吗?它的热量来自于三方面,但最终只能靠转轴上的轴承来降温。

  在一般的工作状态下,油泵通过发动机的转动而获得动力,源源不断地为涡轮轴承输送低温润滑油,带走涡轮的热量。但如果一旦发动机停止转动后,机油泵就无法工作,涡轮增压器就会被残留的高温烘烤。这时候增压器转子仍在惯性作用下高速旋转,这样就会因为增压器转轴与轴承间瞬间产生的高温而损坏轴承和轴。此外,停留在增压器内部不流动的机油会被烘烤成积炭。阻塞进油口,导致轴套缺油,加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。所以以前的涡轮增压发动机只能采用笨办法,停车后继续怠速运转几分钟,直到涡轮降温。

发动机冷却

  现在的涡轮增压发动机往往会增加一套独立的冷却系统来解决这个问题。以我们熟悉的大众1.4T发动机为例,它增加了一个由电脑控制的电动水泵,水泵在一些特定的时候会开启,例如停车熄火后涡轮依然高温的情况,最长可以独立运转6分钟。

发动机冷却

  总结

  其实目前已经有不少用户在使用涡轮增压的汽车,只要随便问问身边的人,都知道他们的车跟普通车用起来没什么两样。不过要注意的是,一般城市使用的情况下,车辆从正常行驶到停车往往能有一段低转速运转的时间,而如果在高速公路上的汽车进入服务区的话,是不适宜立即关闭发动机的,毕竟涡轮一直处于高温状态。还有一种情况是,电动水泵的运转是通过电瓶带动的,如果您的电瓶已经用了很长时间,或许会出现容量不足而导致的一些衍生问题,例如系统自动停止熄火后的降温功能,或者为了降温而过度耗电而影响下次的启动。这些问题还有待我们用户在使用中获得更多的经验。

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