汽车为什么需要防冻冷却液,又是从什么时候开始应用的呢?


#老司机聊汽车知识#

两个问题:

  1. 防冻冷却液的作用是什么,又要如何发挥作用

  2. 防冻冷却液未来的应用场景

燃油汽车在使用中总要“加水”,为什么要加水,又是从什么时候开始有这种设定?很多汽车爱好者对于这两个问题都感到好奇,咱们今天就来聊一聊。初期的汽车确实是要加水,水的作用是防止发动机高温损坏,车用的发动机叫作“内燃式热机”,运行的原理是依靠燃烧产生的热能转化为机械能,燃烧当然会产生高温,钢铁也是会融化的哦。

这就是内燃机,在运行中要保证高温不至于让发动机损坏,可是单纯依靠风冷又无法有效控制温度,所以就需要“水冷循环”系统;通过水泵把水箱里的水压入发动机里进行吸热,水箱放在车头,通过行驶中的风冷和足够大的撞风面有效降低水箱温度,被加热后的水流动到水箱里会被吸热降温,再配合风冷就能有效控制发动机的温度了。

可是这又出现了另一个问题,那就是无法防冻。

水在零度时就会结冰,结冰后则无法为水箱降温;同时水结冰后的体积会膨胀,一旦膨胀则有可能撑破水箱,很麻烦哦。

怎么防冻并保护水箱呢?

只有选择一种凝固点低的溶液,也就是所谓的防冻液,防冻液还得有兼顾冷却的功能才行,因为发动机不好设计出两套循环系统;于是在1927年防冻液问世了,这种防冻液采用了乙二醇(俗称甘醇)为原料,与水混合后可以达到两个高标准。

  • 甘醇≤60%,水≥40%,凝固点最低﹣48.3℃

  • 甘醇沸点 197.4℃

温度低于零下48℃的环境不要考虑如何给发动机防冻了,压根就不适合人类居住。

所以以最高60%的比例让甘醇与水混合,能实现零下48.3℃的防冻就足够了,甘醇占比低于60%或超过60%都会让凝固点升高,那么在冬季温度不是那么低的区域里,使用的防冻液则可以适当降低比例。

至于防止沸腾也很简单,水虽然到100℃就会沸腾(常压标准),但有了沸点接近200度的甘醇持续吸收热能,水则无法吸收到足够的热能实现沸腾,这就是乙二醇基防冻液能保证发动机不高温的方式。除了乙二醇以外,丙二醇和丙三醇也能作为防冻液的原料使用,但这两种原料的制造成本过高且流动性能不理想,所以时至今日的防冻液也主要都是乙二醇基;乙二醇防冻液的价格实际比饮用的蒸馏水还便宜哦。

综上所述,防冻液和乙二醇基防冻冷却液的诞生与应用就是这样了,不过未来的汽车也许用不到这种溶液了;目前的防冻液主要用于燃油车,但电动汽车也需要使用,只是驱动电机不需要冷却和防冻,主要用于循环冷却电池组或加热后给动力电池升温,加温的方式多为PTC陶瓷电加热模块。

电加热防冻液的耗电量很大,冬季驾车会明显影响续航里程;所以现在就有使用热泵暖风系统的电动或插混汽车,热泵的制热方式与压缩机制冷相同,都是以驱动制冷剂运转的方式实现冷热交换,这就不需要防冻冷却液了。

同时动力电池未来也不需要用防冻冷却液控制温度,参考脉冲加热系统,通过电池的“互充”同样可以加热电池,期间的能量损耗会非常小;至于冷却可以考虑风冷,如果效果并不理想则仍需要用冷却液,但在高温极限很低的电池组里进行冷却,冷却液的使用寿命基本都能达到终身免维护。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

天和MCN发布,保留版权保护权利

喜欢我们的内容请点赞关注哦