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整理文--水箱工作原理-01

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引擎.發動機‧變速箱‧渦輪.冷卻系統...等相關
整理文--水箱工作原理-01

文章Alex-Chen » 2009-09-16

冷卻系統的工作原理

引擎發動後,所產生的熱能經由引擎本體中水道的水,帶到水箱中,再透過水箱中多孔的水道及散熱片,經由風扇及汽車行駛時所產生的風,將水溫降低,以達到散熱的功效。經過降溫的水,再流回引擎中,將引擎過多的熱能帶岀,以達到控制引擎溫度的目的。

這其中有兩個控溫的環節,一是節溫器,二是水箱溫度感知器(風扇馬達開關)。

當引擎還是在冷車的狀態下,節溫器閥門是關閉的,而到達引擎工作溫度的時候(就是發動引擎後,引擎會慢慢變熱,直到一個固定溫度時,水箱風扇就會開始轉了,那個溫度就是工作溫度。一般日系車大約在90℃上下,歐系車會接近100℃上下),節溫器閥門就會開啟,至於工作溫度的高低,則因每一顆引擎的設計不同而有不同的溫度範圍。

節溫器開啟時,整個冷卻系統的水才可以變成一個可以循環的工作迴路,關閉時,冷卻水是呈現成一個無法循環斷路。冷卻水開始循環後,由於溫度的上升,冷卻水也會有熱脹冷縮的現象,於是冷卻系統的水就產生了超過一大氣壓力的水壓。冷卻水管由金屬水管及橡膠水管兩部分組成,而連接的接頭都由金屬束環鎖緊,以防止水外流及空氣進入。

過大的水壓會造成橡膠水管的膨脹,過度的壓力甚至會使得水管脹破。所以在水箱溫度感知器知道水溫已經過高的時候,就會啟動風扇馬達開始猛吹,將水溫吹低一點,以達到降溫及減壓的目的。

不過假如引擎溫度急遽升高,例如爬陡坡超過20分鐘(這個20分鐘只是舉例,請勿直接套用喔~~),引擎長時間處在高負荷之下,所產生的熱能沒有辦法完全被風扇吹散,於是所產生的水壓也超過管線的設定值,這時又一個輔助系統來幫助減壓。這個輔助系統是一個雙向閥門(日系車都是設計在水箱蓋上面),當水壓升高時,壓力會推開這個閥門,讓過多的水流到副水箱;當壓力減低時(水溫降低),它的閥門會因水箱水體積縮小所產生的真空負壓,而反向吸開這個閥門,將副水箱的水吸入引擎做補充。

所以水箱水是在主水箱及副水箱兩邊跑來跑去,而這中間還有一個重要的環節,就是不可以有空氣,以免影響系統的虹吸原理。

副水箱有一個「MAX刻度線」,大約是副水箱容量的一半,將水加到這個位置就行了。副水箱必須有一定的無水空間來應付主水箱冷卻水的進出,不然滿滿的一缸水,主水箱水一進來就滿出來了。副水箱旁邊有一條排氣管,這就是為了應付主水箱水進入時,引導副水箱的空氣流通所使用的,過多的水也會由此排放出去。我們平時只要隨時注意儀表板的溫度表有沒有在正常範圍值裡面即可!

簡單的說了一點水箱水的循環原理,接下來就是實做的部分。我簡單的將DIY換水的方法說一下,一般來說是大同小異啦,只有少數的歐洲車比較機車外,其他應該都通用此法的!(尤其大多數的日系車)

夏天除了冷氣冷度的強弱,會嚴重影響開車心情,水箱冷卻水的更換更是重要。因為如果沒有水,或是水不夠,不但冷氣不會冷,連愛車也會掛點。

為什麼換完水後要把空調的溫度調到最熱,因為冷卻系統中,有一個地方之前我忘記提及,它也是冷卻系統其中的一環,就是「熱水排」。
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水箱工作原理---02

文章Alex-Chen » 2009-09-16

熱水排就跟水箱本體的構造可以說是一模一樣,但唯一的差別就是整個體積比較小,面積大約是比一台筆記型電腦還要小一點的樣子。(也許比小筆電大一點點吧,反正就差不多是那樣的大小)

冷卻水經過水箱的散熱,可以降低水溫,它經過「熱水排」時,也可以有「散熱」的功效,因為熱水排根本就像是一個小型水箱結構嘛。

但是熱水排散熱要幹嘛咧?它就是我們「暖氣」的來源。透過熱水排散熱,再用一個風扇將散出來熱量一吹,從空調出風口傳出來的熱風就是我們冬天享受的暖氣了。

由於這個熱水排的管線也是和引擎冷卻系統的水管直通,形成一個完整的迴路,所以在換水時,熱水排裡面的水也會被換掉,於是空氣就跑進去了。我先前提過,換水一定要將空氣排出來,所以我們將空調切到暖氣,在加水時,熱水排的迴路就會開始循環,等到我們發現已經有暖氣時,就代表熱水排的空氣已經被排出來了。

如果沒有排空氣的動作,熱水排內有空氣時,你的暖氣一定不夠熱(甚至是不會熱),甚至引擎風扇都轉動了,你的水箱都熱了,還沒有暖氣。冷卻系統有空氣時,冷卻系統就會出問題,冷卻效果會下降喔!

所以,切到暖氣的意思就是-「排空氣」。

有一些熱水排的迴路是一直跟水箱直通,也有一些是以控制閥門來開通(例如開暖氣時才接通),這要看車輛的設計啦!也有一些車直接就設計排空氣的「排氣孔」,但是就算是有排氣孔設計,我還是建議將空調切到暖氣,這樣比較能確保空氣一定排的乾淨!
最後摸摸出風口,檢視一下暖氣是否正常,如果沒有暖氣,繼續加水,等引擎達到工作溫度而轉動水箱風扇散熱。確定暖氣正常吹送之後,將水加滿,蓋起水箱蓋。將引擎熄火,檢查副水箱,將水加到「MAX」的滿水位指示線即可。再發動一次引擎,關掉A/C開關,切到暖氣,風量開最大,等到水箱風扇再度轉動而自動停止後,檢查水溫表是否正常,一切正常,這樣就完成了,這樣總共不花您30分鐘就可搞定收工。

一般來說,一桶水箱液通常都會用不完,有時候還只用了半桶而已,不過也有少部分情形,一桶水箱液會不夠用,不足的部分就用純水補上就行啦。也許你會發現,原廠資料不是寫水箱容量有XXXXc.c.比一桶箱液多很多啊,怎麼會用不完?其實,引擎本體裡面的水是很難換出來的,所以想要水箱水維持在一個比較清潔的環境下,唯有勤勞點
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文章Alex-Chen » 2009-09-16

[換水注意事項]
1.務必使用水箱液,清水容易導致引擎水道生鏽及冷卻水沸點不足。
2.務必不要在熱車時進行,以免水箱壓力過大被噴出的熱水燙傷。
3.務必不要將手伸入引擎跟水箱中間的位置,以免手被風扇打傷。
4.務必不要將毛巾、手套放置在水箱蓋附近,以免風扇捲入損傷機件。
5.務必不要開A/C開關,以免熱水排有空氣,造成暖氣失效。
6.水未加滿前,務必不要任意離開發動中的引擎,以免引擎缺水過熱。
7.務必執行最後一個步驟兩次,已確定冷卻系統正常,而且「放水螺絲」處沒有漏水。
8.每2萬公里換水一次效果最好。
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文章Alex-Chen » 2009-09-16

水箱精的功用:
首先我們先知道,一般的水到了100℃就會沸騰,而水一旦沸騰變成蒸氣,就代表無法再吸收熱能,無法吸收熱能就會造成引擎損壞。加入水箱精的功用就是「提高水的沸點」,在冷卻水還沒有經過水箱散熱前不至於沸騰。

而好的水箱精除了能夠有效地提升沸點,容許吸收更多的熱能之外,還有什麼作用呢?我們不可以忘記在冷卻系統中,有一個零件相當重要,就是「水泵浦」。

▲各種形式不同的水泵浦,但功能都是一樣的。(網路借圖,出處已不可考。)

如果水泵浦壞掉了,再好的冷卻水也是枉然,所以好的水箱精必須還要有保護水泵浦的功能。水泵浦都是躲在引擎本體中間,又該如何保養?其實無論做多少大保養,都無法人工來施行保養,因為我們總不行叫技師將水泵浦拆下來上潤滑油吧,所以我們仰賴的就是水箱精來替我們執行潤滑的工作。好的水箱精必須兼具潤滑的功能,同時也要使得水迸浦的O型墊圈保持彈性,因為引擎本體的高溫會使橡膠材質的O型墊圈彈性疲乏、老化龜裂,久了就會漏水,使冷卻系統之效。

▲節溫器的潤滑也要靠水箱精來維持。(圖片借自big5.made-in-china.com)

除此之外,水箱精的功用似乎該止於此了嗎?還不只這些。它還有三個強大的功能,一個是防鏽、一個是清潔、還有一個是防凍。

而將水箱蓋換成較高壓力的類型,這個作法,時間一久就會造成橡膠水管或是管路接頭的滲漏。

水泵浦的葉片是利用葉片容積的變化,由小變大、吸入冷卻水,再由大變小、排出冷卻水,經過不斷地重複這樣吸入、排出的動作,將水做成一個循環,由引擎本體將水送到水箱,再經由水箱風扇冷卻,送回引擎本體。如果水泵浦的葉片失效,這個系統也是癱瘓,而導致葉片失效的原因只有一個,就是葉片磨損,而會造成葉片磨損的原因,就是潤滑不足及鐵鏽。引擎本體是一塊大鑄鐵(所謂鋁合金的部分,除非是高性能引擎,一般市售車多半是指汽缸頭而已),所以鐵遇到水我們知道就會產生鏽蝕,生鏽的鐵屑在水道中間游走,會造成水道堵塞、水泵浦葉片磨損;所以我們必須透過水箱精的清潔、防鏽功用,來替我們克服這些問題。

一般車主為了省錢,通常都會以清水當作冷卻水來使用,久了就發現水箱水變得黃黃的而且混濁不堪,原來水道裡面已經充滿了鐵鏽,因為清水沒有「提高沸點、潤滑、清潔、防鏽、防凍」這些功能!而防凍的功能在台灣也許用不到,不過對於住在合歡山的車主來說,這又是一個不可獲缺的重要功能。

有些車主為了省錢,通常都會以清水當作冷卻水來使用,久了就發現水箱水變得黃黃的而且混濁不堪,因為清水沒有「提高沸點、潤滑、清潔、防鏽、防凍」這些功能,所以一段時間後,水箱裡面就會充滿鐵鏽!

水箱精會不會傷車子?我只能說,好的水箱精可以讓引擎機件得到降溫效果外,還可以延長它的壽命,但是品質不好的水箱精,就很容易造成機件磨損或生鏽。就我的經驗來說,水箱生鏽是最常碰到的情形,如果怕買到的水箱精不好,那就...多來01爬爬文,看看網友的建議啦。

我個人都是去大賣場買啦,而且我一年都會換一次水,沒事都會看看副水箱會不會髒髒的,或是有鐵鏽,所以...還OK,沒出過大問題。只有遇過水管老化漏水的情形,但那跟水箱精無關。
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文章gleamystar » 2009-09-16

這幾天中午室外溫度都在34~36度,我的抬頭顯示器水溫都在83~84度
目前沒高過85度,很奇怪@@
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文章劉老大 » 2009-09-16

水箱水一進來就滿出來了。副水箱旁邊有一條排氣管,這就是為了應付主水箱水進入時,引導副水箱的空氣流通所使用的,過多的水也會由此排放出去。我們平時只要隨時注意儀表板的溫度表有沒有在正常範圍值裡面即可!
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
這段參考即可'
我們的93就算水箱沒水'
已經冒白煙了''溫度指針還是在中間約90度左右
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忠貞495..15 C (慧敏) ..中科院[龍園)..205..堅實..海巡31大隊
[凡人之敦倫, 必先沐浴而後為之. 經查被告在房內並無沐浴之行為, 故顯見無通姦事實....]
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文章Alex-Chen » 2009-09-16

劉老大 寫:水箱水一進來就滿出來了。副水箱旁邊有一條排氣管,這就是為了應付主水箱水進入時,引導副水箱的空氣流通所使用的,過多的水也會由此排放出去。我們平時只要隨時注意儀表板的溫度表有沒有在正常範圍值裡面即可!
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
這段參考即可'
我們的93就算水箱沒水'
已經冒白煙了''溫度指針還是在中間約90度左右


劉老大所言甚是..... 當初也只是想說PO給大家參考!!
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