大多数朋友熟悉的内燃机冷驱动系统,其实就是汽车上应用最广泛的循环水冷汽、柴油内燃机。也就是说,如上图所示,封闭管路中的冷却液(或水)不断循环,低温冷却液吸收发动机运转的热量后升温,再循环到热交换器(散热器)的位置,高温冷却液携带的热量被热交换器传递给空气体,使高温冷却液失去热量,再次变成低温状态, 这样低温冷却液再次循环到发动机并继续吸热,这就是循环水冷内燃机。
蒸发式水冷单缸柴油机
如上图所示,这是一台单缸蒸发冷却柴油机(不好意思没找到太清晰的结构图,就拿这个来处理吧),首先映入眼帘的是顶部的大水箱;实际上,与循环冷却系统的复杂性相比,蒸发冷却系统的结构非常简单。这个大水箱直接和柴油机的水套相连。机器一启动运转,热量就会不断传递到水箱中,最后通过水箱顶部的开口直接传递到空气体中,所以这就是沸腾蒸发的原理。其实这种柴油机的锅炉开度和循环水冷机的锅炉开度是两个概念。
与循环水冷机相比,蒸发水冷柴油机结构简单,成本低,因此其价格优势也使其具有一定的生存时间空;有利必有弊。蒸发式水冷柴油机的缺点在于只要使用就有水,随着水的蒸发需要不断补充水分,因此受地域环境的影响。比如在干旱地区使用比较麻烦,剩下的水冬天一定要放出来不然会结冰。但是对于那些在郊区工作的人来说,释放出来的水该如何储存呢?到处都结冰了。第二天怎么用?如果不让水出来,机器就会结冰,所以这种柴油机往往只在中原地区广泛使用,因为那里取水方便,因为冬天那里的温度不会太低!
蒸发水冷柴油机同样会过热
事实上,蒸发水冷柴油机也会过热,但与循环水冷机不同。常见的循环水冷发动机和锅炉沸腾过热(现在车辆都有水温表,温度高的时候能及时发现,甚至锅炉沸腾都很少见),所以锅炉沸腾可以作为判断发动机过热的一种方式;但蒸发水冷内燃机在正常运行时,水箱不断沸腾沸腾,因此不能以沸腾来判断其过热。判断蒸发水冷柴油机是否过热,首先要看其排气温度,一般在550℃左右。如果排气温度飙升到700℃左右,就会过热,此时不采取措施就会卡死(参考S-195型)。
另一种方法是看用水量。正常情况下,用水量约为每小时1.50升。当用水量超过每小时2.00升时,也可视为柴油机过热。从来没有一种说法说内燃机可以在过热状态下运行而不损坏。蒸发水冷柴油机也有过热的情况,毕竟蒸发传递给空气体的热量是有限的。当蒸发传递给空气体的热量小于机器的散热量时,热量会在机器上积聚,最终过热。一旦过热油的油粘度下降变薄,那么运动部件表面的油膜就会变薄,最终的结果就是拉缸、粘缸甚至烧瓦!
所以,蒸发水冷柴油机并非不能过热,但锅炉沸腾不能证明其过热,而循环水冷内燃机正好相反。锅炉早期沸腾是判断其过热的一种方式。锅炉沸腾不是重点,重点是锅炉沸腾的意义。对于蒸发水冷柴油机来说,蒸发代表着散热的顺利进行。对于循环水冷机来说,冷却液的沸腾意味着它不能继续吸热,所以它不能冷却机器,机器自然会面临过热。所以请不要拘泥于表面现象,煮锅只是一种表现形式,不是本质!但重要的是本质而不是现象!