汽车冷却系统大小循环切换原理与油耗的关系-概述
天和Auto2020-01-17 15:40
燃油动力汽车装备的发动机为内燃式热机，其动力转化原理是燃烧燃油产生热能，燃烧的本质是一种化学反应；反应过程中分子的无规则剧烈运动会产生推动力，所谓的膨胀冲程正是利用这种推动力推动活塞下行带动曲轴运转。
而运动的同时会因摩擦产生极高的温度，也就是所谓的热能；这些热能需要规律的散发才能保证发动机稳定运行，否则缸盖或机体的某一区域持续升温，其材料必然会产生损坏，于是在冷启动之后则需要开始小循环。
第一节：发动机冷却系统小循环概念
小循环指发动机冷却液不通过水箱循环，只是通过贮存水壶在缸盖管路中完成冷热交替。这一流程没有主动散热功能，所以其本质是在“烧水”。也就是通过冷却液流动过缸盖不断且均匀的吸收热量，冷却液的温度则会缓慢的上升，结构特点与运行状态参考以下图组。
在冷启动后之所以要用这种方式循环，目的是正是加热冷却液以减少冷却动力损耗。内燃式热机的是将燃油燃烧产生的热能转化为动能，参考热力学第二定律热能会无序的像低温物体传导；如果让发动机冷却液启动之后随即进行大循环，这就等于让固定热能去“烧”大量的水，冷却液整体升温速度会变慢。同时热能被冷却液大量吸收也造成动力的明显下滑，所以冷启动后要以小循环快速加温冷却液与机体；待机体达到高温（理想热效率）后，冷却液也会融化节温器切换为大循环。
第二节：大循环切换节点与时间和环境温度的关系
综上所述，冷却系统切换大循环以节温器控制，节温器的石蜡在高温状态会融化为液体，并撑起内部的橡胶结构。撑起之后会堵住小循环管路，并打开大循环的通道。实现这种状态需要冷却液达到约80摄氏度，此时机体温度也已经有合理标准。
至于时间则无法准确量化，因为不同地区的环境温度总会有很大的差异；比如在黑河零下40℃左右的环境中用车，冷却液升高至合理温度可能需要几十分钟；而在中南部地区环境温度只是在0℃左右，启动之后随即正常驾驶则不用十分钟就会切换了。
总结：冷切系统大小循环的切换没有固定的时间，那么因过度冷却导致的动力下滑与油耗升高标准也无法统一。更重要的是汽车获取暖风的时间长度不会一致，汽车暖风依靠的是发动机冷却的水暖加热。所以在冬季用车会因环境温度出现用户体验的巨大差异，想要缩短循环切换的时间，唯一的方式则是启动之后随即正常驾驶，利用高转速产生的高热能加速热机，冬季驾车需要好心态。
编辑：天和Auto-汽车科学岛
责编：天和MCN
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