2023年11月24日发(作者：)

发动机冷却系统的组成及工作原理

摘要：冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围

内。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在发动机冷起动

之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。发动机冷

却系统有水冷和风冷之分，汽车发动机多采用水冷却系统。水冷却系统以水为冷

却介质，它主要由散热器、水泵、节温器、冷却风扇、补偿水桶、发动机机体和

气缸盖水套以及其他附属装置等组成。

冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。冷却

系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在发动机冷起动之后，冷

却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。

发动机冷却系统组成

发动机冷却系统有水冷和风冷之分，汽车发动机多采用水冷却系统。水冷却

系统以水为冷却介质，它主要由散热器、水泵、节温器、冷却风扇、补偿水桶、

发动机机体和气缸盖水套以及其他附属装置等组成。

1、散热器

散热器即我们常说的水箱，分为纵流式和横流式两种。大多数新型轿车均采

用横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动

力性。

散热器盖安装在加水口上，上面带有蒸汽—空气阀，使冷却系的压力高于大

气压力，冷却水的沸点有所提高。

蒸汽阀一般在散热器内压力达到126kPa~137kPa时，阀门开启，部分水蒸汽

经泄气管排入大气，避免损坏散热器。

空气阀在散热器内气压降到 99kPa~87kPa时，空气阀打开，散热器与大气

相通，防止散热器芯被大气压坏。

2、膨胀水箱

膨胀水箱多用半透明材料(如塑料)制成。膨胀水箱的上部用一个较细的软管

与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散

热器。

把冷却系变成永久性封闭系统，避免空气进入，使冷却系中水、汽分离，保

持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。

补充冷却液：膨胀水箱上有两条刻线，冷却液应加到上刻线(FULL)，当液

面下降到下刻线(LOW)时，应及时补充。

3、水泵

水泵的功用是对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动。现在汽车发动

机广泛采用离心式水泵。

4、风扇

风扇的功用是当风扇旋转时吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热

能力，加快冷却液的冷却速度。。

很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇，所以风扇转速与发动机转速无关。

在有些电控系统中，电动风扇由电脑控制。当发动机停机后，由于水温偏高，所

以电动风扇还会继续转动一段时间，以便更好地为发动机散热。

前面说了， 要保证发动机在最佳的温度下工作，不出现过热过冷现象，就

必须能根据使用条件的变化自动调节发动机冷却强度。

冷却强度调节方法： 一是改变流经散热器的空气流量和流速； 二是改变冷

却液的流量和循环路线。

5、节温器

节温器的作用：是随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循

环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。

6、水冷却系的大循环

冷却水经水泵—水套—节温器—散热器，又经水泵压入水套的循环，其水流

路线长，散热强度大，称水冷却系的大循环。

7、水冷却系的小循环

冷却水经水泵—水套—节温器后不经散热器，而直接由水泵压入水套的循

环，其水流路线短，散热强度小，称水冷却系的小循环。

发动机冷却系统的功用

混合气在气缸中燃烧后所产生的大量热能，约有70%不能转为发动机的机械

动能，且燃烧温度可达到2600℃，这些热能约有一半随着废气排出发动机外，

另一半则直接加在发动机机件上。

发动机必须保持一定的工作温度（为80～90℃），各机件才能维持正常的

膨胀及间隙，燃料及润滑系统也才能正常作用，因此必须装设冷却系统，使发动

机迅速达到工作温度，并一直保持工作温度。

冷却不良会导致发动机过热，各机件过度膨胀而加速磨损，甚至咬死；但过

度冷却时，会造成燃油消耗及发动机功率输出降低。

1、发动机过热的危害

(1)降低充气效率，使发动机功率下降；

(2)爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；

(3)运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；

(4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；

(5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。

2、发动机过冷的危害

(1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或

燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加；

(2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机

体和零件的侵蚀作用；

(3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，

使零件磨损加剧。

冷却液的循环路线

汽车发动机冷却系统为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却液的压力，

强制冷却液在发动机中循环流动。冷却液的循环路径受节温器的控制，根据发动

机工作温度由低到高的变化，冷却液的循环路径分为小循环和大循环。

所谓小循环，就是当冷却水或冷却液温度低于规定值（一般为80℃左右）

时，受节温器控制，循环的水或冷却液不经过散热器。即水或冷却液从缸盖水套

流出，经节温器直接进入水泵进水口，再由水泵送入缸体和缸盖的水套。由于水

或冷却液不经过散热器，可使发动机温度迅速升高。

所谓大循环，就是当水或冷却液温度超过规定值（一般为90℃左右）时，

节温器主阀门开启，副阀门关闭，循环水或冷却液全部经过散热器。散热后的冷

却水或冷却液在水泵的抽吸下回到缸体水套内，经缸体上平面上的水孔流入缸盖

的水套中，然后从缸盖出水管再流入散热器，形成一个循环系统。由于水或冷却

液流动线路长，冷却强度大，故称为大循环。