无水冷却液(防冻液)比普通水基冷却液好么?效果究竟如何?

无水冷却液(防冻液)比普通水基冷却液好么?效果究竟如何?_58汽车

从理论上讲,无水冷却液(防冻液)相较于普通水基冷却液确实有一定的优势,但并非言过其实。要全面了解这个问题,首先需要明白冷却液在发动机中的作用。通过热平衡分析,我们可以得知发动机在不同工况下的能量分配,从而设计出合适的冷却系统。冷却液的主要任务是带走发动机产生的热量,保持适宜的水温。水温的高低直接影响发动机的性能,过高或过低都不利于发动机的正常工作。一般而言,发动机的最佳工作水温在90℃以上。无水冷却液由于比热容较低,能够更快地提升发动机温度,缩短热车时间,这在一定程度上可以提高燃油经济性。然而,无水冷却液也存在一些潜在的问题。由于其比热容较低,在高负荷工况下可能无法满足发动机的散热需求,导致机舱内零部件热负荷增加,甚至影响润滑油的性能。此外,无水冷却液的价格通常也高于普通水基冷却液。值得注意的是,现代汽车的冷却系统已经相当成熟,通过电子节温器、电子水泵等智能控制元件,可以实现更精确的热管理。在这种情况下,无水冷却液的优势可能并不明显。而且,汽车原厂的冷却系统设计都是经过严格测试和优化的,随意更换冷却液可能会破坏原厂的热平衡。总之,无水冷却液(防冻液)在某些方面可能优于普通水基冷却液,但并非万能。在选择冷却液时,还需要综合考虑车辆的具体情况和使用环境。对于大多数乘用车而言,遵循原厂的推荐,使用合适的水基冷却液,配合良好的维护保养,已经足够满足日常使用需求。无水冷却液(防冻液)与普通水基冷却液的比较分析在汽车发动机的热管理中,冷却液扮演着至关重要的角色。本文从理论角度出发,深入探讨了无水冷却液(防冻液)与普通水基冷却液的性能差异,并分析了各自的优缺点。通过热平衡分析,我们了解到发动机在不同工况下的能量分配,以及如何设计合适的冷却系统来保持最佳的工作水温。无水冷却液由于比热容较低,能够更快地提升发动机温度,缩短热车时间,从而在一定程度上提高燃油经济性。然而,在高负荷工况下,其散热能力可能不足,导致机舱内零部件热负荷增加,甚至影响润滑油的性能。此外,无水冷却液的价格通常也高于普通水基冷却液。现代汽车的冷却系统已经相当成熟,通过电子节温器、电子水泵等智能控制元件,可以实现更精确的热管理。在这种情况下,无水冷却液的优势可能并不明显。而且,汽车原厂的冷却系统设计都是经过严格测试和优化的,随意更换冷却液可能会破坏原厂的热平衡。因此,在选择冷却液时,车主需要综合考虑车辆的具体情况和使用环境。对于大多数乘用车而言,遵循原厂的推荐,使用合适的水基冷却液,配合良好的维护保养,已经足够满足日常使用需求。无水冷却液虽然在某些方面具有优势,但并非万能,需要根据实际情况慎重选择。

以下所有言论仅从理论角度进行讨论,完全没有实战经验,不一定对,欢迎打脸。

我认为是有些用处的,然而言过其实。

要理解这个问题,首先要知道冷却水的用处。

不从整车的角度看问题了,因为能量流到整车上的实际上是发动机的输出。在

里提过这个模型…

对于一般内燃机工作过程的通用方程组可简要写成下面这样:

frac{dm}{dvarphi}=frac{dm_{B}}{dvarphi}+frac{dm_{s}}{dvarphi}+frac{dm_{e}}{dvarphi}

pV=mrT

大概很多人对这几个式子都很熟悉,它们是发动机数值计算的基础,是基于理想简化模型假定下的数值计算方法。varphi是曲轴转角,p/V/T分别是缸内气体压力、容积以及温度,Q是与外界的交换热量,m是气体质量,u为比内能,h为比焓,r为气体常数,lambda是瞬时过量空气系数,下标s指通过进气门流入气缸的气体,e指通过排气门流出气缸的气体,B表示燃料燃烧放热项,w表示通过壁面与系统发生的热量交换。求解这方程就能得到温度、压力以及质量三个未知量随曲轴转角的变化关系。

每个工况能量的这几个去处比例是很不一样的,我们在设计冷却系统之前,是要先做这样一个热平衡分析,大致了解到能量最终的组成,从“做功输出”的比例里可以得知机器的热效率水平,从“尾气排放能量”可以得知燃烧完全的程度,从“散热消耗”里得到冷却系统的设计边界。那么剩下的就很简单了,冷却液体是我们选的,比热容C_{p}是已知的,需要带走的热量Q_{heat}是通过热平衡分析得来的,水温是通过节温器进行控制,设计好温差就得到冷却液的流量Q_{flow}。Q_{heat}=left(t_{out}-t_{in} ight)cdotC_{p}cdotQ_{flow}

每个工况能量的这几个去处比例是很不一样的,我们在设计冷却系统之前,是要先做这样一个热平衡分析,大致了解到能量最终的组成,从“做功输出”的比例里可以得知机器的热效率水平,从“尾气排放能量”可以得知燃烧完全的程度,从“散热消耗”里得到冷却系统的设计边界。

那么剩下的就很简单了,冷却液体是我们选的,比热容

是已知的,需要带走的热量

是通过热平衡分析得来的,水温是通过节温器进行控制,设计好温差就得到冷却液的流量

是不是已经看出了什么端倪?一般的整车冷却系统是这样的,曲轴通过附件皮带带动水泵运动,水泵带动冷却液流动,把缸内的热量带入大循环或者小循环。冷却液温度过低就进小循环,也就是出了缸体过了水泵又进缸体迅速暖机;水温高到一定程度节温器工作堵住小循环的入口,打开大循环的入口,冷却液进入大循环,流入散热器,通过风扇以及汽车行驶过程中的迎风来冷却液体,然后继续进入水泵和缸体。

是不是已经看出了什么端倪?

一般的整车冷却系统是这样的,曲轴通过附件皮带带动水泵运动,水泵带动冷却液流动,把缸内的热量带入大循环或者小循环。冷却液温度过低就进小循环,也就是出了缸体过了水泵又进缸体迅速暖机;水温高到一定程度节温器工作堵住小循环的入口,打开大循环的入口,冷却液进入大循环,流入散热器,通过风扇以及汽车行驶过程中的迎风来冷却液体,然后继续进入水泵和缸体。

所以,水温是高还是低,是由节温器来控制的;发动机水套内冷却液的流量是由水泵来控制的;最终通过散热器和风扇组成的系统来散热。知道这些有什么用呢。平时我们开车,一般水温也就85℃到105℃。更低更高当然也有。为什么无水冷却液宣传的时候会强调动力足而且节油,并不是没有理论依据,事实上水温对发动机的性能其实是有影响的。冷却能力太强的情况下,不仅会把应该带走的热量带走,还会把原本一部分可以用来做功的能量也一起带走,使得经济性下降,所以发动机保持水温在90+℃的水平是比较合适的。那水温可以高到什么水平呢?常压下水的沸点是100℃,但是水的沸点和压强有关,高压下的水,沸点会更高,在冷却系统里这个沸点可以达到115℃~130℃,而水的压力可以达到1.5bar。膨胀水箱的作用就是在这里,水箱里有一半是空的,需要给液体一定的膨胀空间。这也是为什么冷机之前不能打开膨胀水箱的原因,压力太高,高温液体会喷涌而出,容易伤人。部分负荷时,如前所说,提高水温是可以改善经济性的,但是在追求动力性的外特性上,可以降低水温使进气得以冷却,就可以喷入更多的燃油来提升动力性。所以部分负荷的水温在95℃~110℃是比较合适的,而在外特性上水温可以适当的调低。当然了,外特性上本来热负荷就很大,水温过高则缸内温度过高,爆震问题需要得到进一步考虑。

所以,水温是高还是低,是由节温器来控制的;发动机水套内冷却液的流量是由水泵来控制的;最终通过散热器和风扇组成的系统来散热。

知道这些有什么用呢。

平时我们开车,一般水温也就85℃到105℃。更低更高当然也有。

为什么无水冷却液宣传的时候会强调动力足而且节油,并不是没有理论依据,事实上水温对发动机的性能其实是有影响的。

冷却能力太强的情况下,不仅会把应该带走的热量带走,还会把原本一部分可以用来做功的能量也一起带走,使得经济性下降,所以发动机保持水温在90+℃的水平是比较合适的。

那水温可以高到什么水平呢?

常压下水的沸点是100℃,但是水的沸点和压强有关,高压下的水,沸点会更高,在冷却系统里这个沸点可以达到115℃~130℃,而水的压力可以达到1.5bar。

膨胀水箱的作用就是在这里,水箱里有一半是空的,需要给液体一定的膨胀空间。

这也是为什么冷机之前不能打开膨胀水箱的原因,压力太高,高温液体会喷涌而出,容易伤人。

部分负荷时,如前所说,提高水温是可以改善经济性的,但是在追求动力性的外特性上,可以降低水温使进气得以冷却,就可以喷入更多的燃油来提升动力性。所以部分负荷的水温在95℃~110℃是比较合适的,而在外特性上水温可以适当的调低。

当然了,外特性上本来热负荷就很大,水温过高则缸内温度过高,爆震问题需要得到进一步考虑。

好了,所以你们现在知道,实际上每个工况都有一个优选的水温,在这个水温下可以得到最好的经济性或者动力性。传统的发动机节温器只能在某个温度下开关,但如今电子节温器可以通过在任意时刻进行主动开关来更精确的控制水温。传统的机械水泵与发动机的转速是绑定的,有确定的关系,设计时往往以满足额定功率为先行条件,不可避免的造成了部分负荷时的浪费,如今有了电子水泵,可以自行主动通过调节转速来对冷却液流量进行调节。风扇也是一样,过往没有太多的选择,现在也可以通过PWM来主动调节风扇的转速。总之,热管理可以做的更精确。但对于目前市面上的乘用车来说,一般的配置都是传统的节温器和传统的机械水泵。也就是说,冷却系统的能力存在一定的盈余,会有一点浪费。那么回到这个问题上来。以上所述的一切可以看到对冷却所有的控制、调节因素都是以机械零部件为基础的,它们以水温传感器读到的数据来进行调节,冷却液并不能改变ECU对它们的控制逻辑。也不要过度着眼于“是否温度过高”,“压力过高”这样的问题,这些都是表象,并不是实在。比如说,能随时打开水箱有什么用?学乌鸦喝水吗?最廉价的冷却液当然是水。甚至如今很多台架试验为了省钱还是会用自来水,不过自来水里存在很多杂质,容易在缸内形成水垢影响散热。各位如果上路临时缺水江湖救急,尽量上的是纯净水……冷却液也常在水中加入乙二醇来降低冰点形成防冻液,避免在北方冬天结冰,也会加入添加剂抗腐蚀抗水垢。之所以4S店会告诉你原厂使用的冷却液或者润滑油也好,是什么牌子,是因为原厂的零部件就是在这种介质里获得原厂想要的性能的。换了其它介质也行,性能可能更好可能更差,你不知道,主机厂也无法保证,更重要的是作为一个普通人很难比主机厂里的千百个工程师考虑得更多—-一般人真不知道他们做了多少试验。诸如性能、油耗都好,一台车出厂以后基本上都已经定型。而无水冷却液的主要成分是丙二醇,它宣传的好处都有哪些?热车快?热车快即发动机迅速升温,冷却系统带走的热量少,在机械结构不发生任何改变的情况下,水泵流量是一样的,水的比热容常温下大概是丙二醇的1.6倍,,丙二醇能带走的热量更少,发动机温度上升更快是可能的。油耗低?当然前面我提到了部分负荷工况下水温升高经济性是提高的,这是无水冷却液节油的理论基础。可是比热容低意味着全工况里,它带走的热量都更少。缸内温度上升,温度梯度一上来,水温也会上升,达到一定程度节温器就开始工作,这意味着会更早进入大循环,更早的需要散热器来进行热管理。在额定功率的时候机械水泵达到最大流量,这也是冷却液能带走最多热量的时候了,比热容降低就意味着它无法保证满足所有的散热需求,机舱内的所有零部件都会有热负荷提升的风险。缸内温度的升高,也意味着进气密度减小,充气效率降低。另外,为什么发动机温度过高会报警甚至停机?爆震还是小问题,最重要的是润滑油的最佳工作温度在105℃~120℃左右,水温提升,意味着润滑油的冷却压力变大,温度变高润滑能力下降,摩擦那点损失是可以不在乎,可是零部件的磨损飞快。缺水状态下强行开个十几二十公里,发动机约莫就废了…您大可一试。加速快?不知道是什么鬼…低凝点?普通的冷却液也可以做到啊…高沸点低压力避免开锅?前面提到了温度过高的问题,实际上并不会允许升到太高的温度,所以然而并没有什么用。热平衡?不会比原厂做的更好了……这都是针对普通的乘用车来说的,如果是使用了电子节温器或者电子水泵这种可以主动对冷却系统进行调节的零部件,那么呵呵……原厂标定的温度都是最优的…用了这个活生生把原厂的标定给毁了…省油是个什么玩意……总之,城市工况热负荷不高时也许它还是有用处的,但上了高速或者负载比较大的时候,它的作用不一定比普通的冷却液好。除非原厂的零部件就是以它为前提来进行设计的,否则问题实际上有很多。更何况它还那么贵。请相信原厂,么么哒。

好了,所以你们现在知道,实际上每个工况都有一个优选的水温,在这个水温下可以得到最好的经济性或者动力性。

传统的发动机节温器只能在某个温度下开关,但如今电子节温器可以通过在任意时刻进行主动开关来更精确的控制水温。传统的机械水泵与发动机的转速是绑定的,有确定的关系,设计时往往以满足额定功率为先行条件,不可避免的造成了部分负荷时的浪费,如今有了电子水泵,可以自行主动通过调节转速来对冷却液流量进行调节。风扇也是一样,过往没有太多的选择,现在也可以通过PWM来主动调节风扇的转速。

总之,热管理可以做的更精确。

但对于目前市面上的乘用车来说,一般的配置都是传统的节温器和传统的机械水泵。也就是说,冷却系统的能力存在一定的盈余,会有一点浪费。

那么回到这个问题上来。

以上所述的一切可以看到对冷却所有的控制、调节因素都是以机械零部件为基础的,它们以水温传感器读到的数据来进行调节,冷却液并不能改变ECU对它们的控制逻辑。

也不要过度着眼于“是否温度过高”,“压力过高”这样的问题,这些都是表象,并不是实在。

比如说,能随时打开水箱有什么用?学乌鸦喝水吗?

最廉价的冷却液当然是水。甚至如今很多台架试验为了省钱还是会用自来水,不过自来水里存在很多杂质,容易在缸内形成水垢影响散热。各位如果上路临时缺水江湖救急,尽量上的是纯净水……

冷却液也常在水中加入乙二醇来降低冰点形成防冻液,避免在北方冬天结冰,也会加入添加剂抗腐蚀抗水垢。

之所以4S店会告诉你原厂使用的冷却液或者润滑油也好,是什么牌子,是因为原厂的零部件就是在这种介质里获得原厂想要的性能的。换了其它介质也行,性能可能更好可能更差,你不知道,主机厂也无法保证,更重要的是作为一个普通人很难比主机厂里的千百个工程师考虑得更多—-一般人真不知道他们做了多少试验。诸如性能、油耗都好,一台车出厂以后基本上都已经定型。

而无水冷却液的主要成分是丙二醇,它宣传的好处都有哪些?

热车快?热车快即发动机迅速升温,冷却系统带走的热量少,在机械结构不发生任何改变的情况下,水泵流量是一样的,水的比热容常温下大概是丙二醇的1.6倍,,丙二醇能带走的热量更少,发动机温度上升更快是可能的。

油耗低?当然前面我提到了部分负荷工况下水温升高经济性是提高的,这是无水冷却液节油的理论基础。

可是比热容低意味着全工况里,它带走的热量都更少。

缸内温度上升,温度梯度一上来,水温也会上升,达到一定程度节温器就开始工作,这意味着会更早进入大循环,更早的需要散热器来进行热管理。

在额定功率的时候机械水泵达到最大流量,这也是冷却液能带走最多热量的时候了,比热容降低就意味着它无法保证满足所有的散热需求,机舱内的所有零部件都会有热负荷提升的风险。

缸内温度的升高,也意味着进气密度减小,充气效率降低。

另外,为什么发动机温度过高会报警甚至停机?爆震还是小问题,最重要的是润滑油的最佳工作温度在105℃~120℃左右,水温提升,意味着润滑油的冷却压力变大,温度变高润滑能力下降,摩擦那点损失是可以不在乎,可是零部件的磨损飞快。

缺水状态下强行开个十几二十公里,发动机约莫就废了…您大可一试。

加速快?不知道是什么鬼…低凝点?普通的冷却液也可以做到啊…高沸点低压力避免开锅?前面提到了温度过高的问题,实际上并不会允许升到太高的温度,所以然而并没有什么用。热平衡?不会比原厂做的更好了……

这都是针对普通的乘用车来说的,如果是使用了电子节温器或者电子水泵这种可以主动对冷却系统进行调节的零部件,那么呵呵……原厂标定的温度都是最优的…用了这个活生生把原厂的标定给毁了…省油是个什么玩意……

总之,城市工况热负荷不高时也许它还是有用处的,但上了高速或者负载比较大的时候,它的作用不一定比普通的冷却液好。除非原厂的零部件就是以它为前提来进行设计的,否则问题实际上有很多。

更何况它还那么贵。

请相信原厂,么么哒。

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