冷卻油歷程

冷卻油發(fā)展背景

引擎在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，汽車零部件受燃燒氣體及摩擦力的影響，不斷吸收熱量，在給定的工作條件下，這些熱量必須與吸熱過程相同的速度擴(kuò)散到大氣中去，達(dá)到相對的平衡，維持發(fā)動機(jī)給定的工作溫度。從體積結(jié)構(gòu)上看，冷卻系統(tǒng)占了整個引擎的三分之一?？梢娎鋮s系統(tǒng)是引擎正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可缺少的重要架構(gòu)。形象的講：引擎工作在液體包圍之中。冷卻媒介的優(yōu)劣，直接影響引擎的性能。

早期的引擎冷卻僅僅是維持引擎能正常工作就可以了。二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后，美國的汽車制造商意識到：通過提高引擎的工作溫度，可以減少磨損和積炭。于是加裝了節(jié)溫器，使引擎的工作溫度恒定在85℃左右。隨著時代的發(fā)展，汽車制造業(yè)的進(jìn)步，對冷卻媒介提出了更高的要求。很多高性能的汽車，如：奔馳、寶馬更是要求配備原廠冷卻液。發(fā)達(dá)國家的火車機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)的出水口溫度，更是高達(dá)120℃。提高引擎工作溫度，已成為提高引擎性能的重要手段。

冷卻油傳統(tǒng)冷卻媒介的缺陷

水是冷卻媒介的一種。長久以來，選擇水作為冷卻媒介，主要是出于其安全，易取的特點(diǎn)。但水本身固有的缺陷，如：沸點(diǎn)低，結(jié)冰，腐蝕，水垢等，使其無法滿足現(xiàn)代引擎發(fā)展的需要。在百余年的汽車工業(yè)發(fā)展史上，經(jīng)歷了許多技術(shù)變革，但冷卻媒介卻從未得到根本的改變，始終離不開水。過去，人們對冷卻系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)的認(rèn)識是模糊的，當(dāng)使用含水冷卻液時，由于水的沸點(diǎn)低，以及產(chǎn)生的水蒸汽層阻礙導(dǎo)熱的原因，在氣缸工作時產(chǎn)生的高溫，熱量交換不出來，使發(fā)動機(jī)工作在過熱狀態(tài)，導(dǎo)致產(chǎn)生預(yù)燃，爆震，引擎性能下降，油耗增加，故障率上升。很多汽車制造商，以冷卻系統(tǒng)增加壓力裝置，來緩解過熱“開鍋”問題，既增加了制造成本，又沒有從根本上解決問題，治標(biāo)不治本。所有引擎只要使用含水冷卻媒介，都將受此危害。并且在冷卻系統(tǒng)管路內(nèi)產(chǎn)生水垢、水銹，系統(tǒng)工作在高壓下，使冷卻系統(tǒng)壽命大幅縮短。

引擎在設(shè)計和使用上，冷卻媒介往往是習(xí)慣和依賴使用含水的冷卻液，這樣，引擎的工作溫度必須控制在100℃以下。通常是80℃~95℃之間。這是含水媒介的一個臨界狀態(tài)，也是不得已而為之。引擎是金屬制品，按理說，多承受高幾十度的溫度，是一點(diǎn)問題沒有的。問題是海拔在0高度時，水的沸點(diǎn)只有100℃。也就是說：水溫超過沸點(diǎn)時，引擎冷卻系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生大量的水蒸汽導(dǎo)致氣阻，引擎內(nèi)部溫度高達(dá)幾百度，引擎的曲軸抱死、卡環(huán)、甚至拉缸。實(shí)踐證明：使用含水的冷卻媒介，引擎始終工作在危險的狀態(tài)，無法科學(xué)的設(shè)定引擎工作溫度。而采用提高引擎工作溫度來提高引擎性能，受到阻礙。所以講:使用和依賴含水的冷卻媒介是制約引擎高性能發(fā)展的障礙和誤區(qū)。

鑒于水媒介的種種弊端，上世紀(jì)90年代，歐美及發(fā)達(dá)國家，已成功開發(fā)出無水冷卻液，最早為軍隊專用，以后賽車和高性能的汽車上開始使用，已向民用普及。

依據(jù)美國交通部在全美范圍的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計：有50%車輛的引擎故障來源于冷卻系統(tǒng)。而70%的冷卻系統(tǒng)故障是由于散熱器生鐵銹和水垢造成的。如此重要的功能結(jié)構(gòu)，卻往往被人們邊緣化，認(rèn)為冷卻系統(tǒng)的冷卻媒介，一定是水，卻不知水給引擎所造成的傷害和誤區(qū)。下面淺談一下。

⑴、超寬的工作溫度：-45℃~180℃，保障引擎在更高的溫度下有效的工作，真正解決冷卻系統(tǒng)的汽蝕和汽阻的發(fā)生。氣缸在工作時，發(fā)熱是不均衡的，氣缸的頂端，受壓縮氣體，及點(diǎn)火，排氣的影響，極易產(chǎn)生過熱頂點(diǎn)，造成預(yù)燃和爆燃頻發(fā)，損失動力和燃油，而冷卻油的高沸點(diǎn)，避免蒸汽阻層產(chǎn)生，消除氣缸的“過熱頂點(diǎn)”均衡散熱，有超強(qiáng)的熱平衡能力，使引擎處于最佳工作狀態(tài)。

⑵、冷卻油，設(shè)計有隨溫度變化的運(yùn)動黏度，在引擎溫度100℃以下，散熱遲緩，這個特性，即可快速暖引擎，又可減少無功損耗；而在100 ℃以上，超能熱傳導(dǎo)。這樣的特性十分貼合引擎的工作狀態(tài)。所以說：冷卻油有人性化的自動熱平衡功能。

⑶、我國幅員遼闊，地理、氣候條件復(fù)雜多樣。以中西部為例，高海拔、低氣壓使冷卻媒介沸點(diǎn)降低，80℃就開鍋。冷卻系統(tǒng)的氣化、氣蝕、氣阻、高壓、水垢等弊端，致使導(dǎo)熱下降，引擎狀態(tài)惡化。加上戈壁沙漠干旱缺水，給汽車運(yùn)輸帶來極大的不便和困擾。冷卻油冰點(diǎn)低，高沸點(diǎn)的特性，可以徹底消除引擎的高原沙漠綜合癥。為我國的西部大開發(fā)添磚加瓦。

⑷、冷卻油以國際上最先進(jìn)的抗腐配方為參照，品質(zhì)長效穩(wěn)定。杜絕氣蝕，水垢及其他腐蝕的傷害，全面保護(hù)金屬部件，潤滑并加速水泵的運(yùn)作，消除壓力差對水泵造成的汽泡沖擊。與橡膠管路有極好的相容性。使冷卻系統(tǒng)內(nèi)部歷久如新，免維護(hù)。

⑴、燃油效能的大小，在于燃油能否在引擎內(nèi)充分燃燒。冷卻油高沸點(diǎn)的特性，提升了引擎的工作溫度及超強(qiáng)的熱平衡能力，給引擎提供了安全的最佳工作溫度環(huán)境。使油料燃燒更完全。同樣的油耗，可以產(chǎn)生更多動力，能夠確保降低油耗5%--10% 左右。

⑵、隨著引擎溫度的提高，機(jī)油的溫度也跟著提高，機(jī)油溫度的提高，相應(yīng)于潤滑油的黏度降低了一個級號。國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明：在流體潤滑范圍內(nèi)，潤滑油黏度每相差1mm2./s.能耗約相差0.5%~1%；黏度相差一個級號，則能耗相差1%~5%；引擎溫度提高10℃左右，潤滑黏度降低，潤滑性能不降低，油耗降低。

油冷能低成本提高引擎性能。所以說：油冷替代水冷是必然趨勢。

縱觀中國和歐美及發(fā)達(dá)國家的差距，其實(shí)就是精細(xì)方面的差異。要提高產(chǎn)品的競爭力，必須以人為本，在精細(xì)上很下功夫。冷卻油的應(yīng)用，給引擎提供了最友好的工作環(huán)境，是發(fā)動機(jī)向精細(xì)發(fā)展的最具體的表現(xiàn)之一，是低成本提高引擎性能最理性的選擇。對于實(shí)現(xiàn)國家十一五提出的創(chuàng)建環(huán)保、節(jié)能型社會的偉大戰(zhàn)略目標(biāo)，有深遠(yuǎn)的意義?？茖W(xué)的價值在于大眾對相關(guān)技術(shù)的理解和應(yīng)用，了解冷卻油您會產(chǎn)生引擎冷卻新概念。

德國KLUBER HT220貼片機(jī)冷卻油

SYNTHESO HT系列是一種高性能的潤滑油。

具有減少磨擦、抗老化的性能。

可有效減少設(shè)備使用時的保養(yǎng)費(fèi)用。

作為多用途/多功能的油，

內(nèi)含特殊添加劑確保在寬闊的溫度和速度領(lǐng)域內(nèi)抗高壓/極壓。

用于貼片機(jī)變速箱齒輪，

又名冷卻油，該油品是合成優(yōu)質(zhì)齒輪油，

能有效控制齒輪箱溫度，使用長達(dá)8000-10000小時才需更換。

松下、環(huán)球、三洋貼片機(jī)INDEX齒輪箱指定用油.2100433B

1、通過冷卻油進(jìn)、出口溫差來計算發(fā)熱量

Q = SH × De × F × DT / 60

Q: 發(fā)熱量 KW（注明：川本1P冷油機(jī)的發(fā)熱量約為2.5KW）

SH：比熱 油的比熱為 1.97KJ/Kg*C (1.97千焦耳/千克*攝氏度)

De: 比重 油的比重0.88Kg/L (0.88千克/升)

F： 流量 LPM (L/min 升/分鐘)

DT: 冷卻油進(jìn)出口溫差（出口溫度-進(jìn)口溫度）

注： "/ 60" 是用于將流量 升/分 變?yōu)?升/秒 ；1kW = 1kJ/s ；

例1： 冷卻水進(jìn)油為15度，出油20度，流量20升/分鐘

發(fā)熱量 Q = 4.2 ×1 × 20 × (20-15) / 60 = 7KW

選擇冷水機(jī)冷量時可適當(dāng)加大 20%-50% 即可選用 CBEY-04W

例2： 冷卻油進(jìn)口為18度，出油26度，流量15升/分鐘

發(fā)熱量 Q = 1.97× 0.88×15×(26-18) /60 = 2.6KW

選擇冷水（油）機(jī)冷量時可適當(dāng)加大 20%-50% 即可選用CBE-02A

2、通過設(shè)備的功率、發(fā)熱量估算

a、如用于主軸冷卻，可根據(jù)主軸電機(jī)功率的30%估算所需制冷機(jī)組的冷量。

例： 15KW電機(jī)，可選配4.5kw 或 5.8kw冷量的制冷機(jī)組；

3、通過油箱的溫升來計算發(fā)熱量

Q = SH × De × V × DT / 60

Q: 發(fā)熱量 KW

SH：油的比熱為 1.97KJ/Kg*C (1.97千焦耳/千克*攝氏度)

De: 比重 油的比重0.88Kg/L (0.88千克/升)

V： 油容量 L（升）包括水箱及管路中的總水容量

DT: ）在一分鐘內(nèi)的最大溫升

注： "/ 60" 是用于將溫升 攝氏度/分變?yōu)?攝氏度/秒 ； 1kW = 1kJ/s；

注意： 測量時，油箱的溫度需略低于環(huán)境溫度；并且設(shè)備處于最大的負(fù)荷下工作。

例： 水箱容積 3000L 最大的水溫 0.6度/分鐘

發(fā)熱量 Q = 4.2 × 1 × 3000 × 0.6 / 60 = 126KW

選擇冷油機(jī)冷量時可適當(dāng)加大 20%-50% 即可選用 CBEY-50W ；

補(bǔ)充說明：

1、冷油機(jī)的制冷量與環(huán)境溫度及出水溫度不同而變化；

2、設(shè)備實(shí)際發(fā)熱量亦會因?yàn)椴煌墓ぜ⒛＞?、參?shù)等發(fā)生變化；

3、使用冷油機(jī)后溫度下降，連接管路、水箱、油箱、模具、主軸、設(shè)備表面溫度會低于環(huán)境溫度，因此會吸收熱量導(dǎo)致負(fù)荷增大；

4、在工業(yè)冷卻的實(shí)際應(yīng)用中很多情況是無法準(zhǔn)確利用以上方法計算的，這時只能通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、同類設(shè)備類比等方法估算。

5、任何的計算方法都有可能會出現(xiàn)偏差，以致實(shí)際選用的制冷機(jī)組過大或過少，所以上面的方法僅作參考；