大家打開發動機艙蓋給汽車添加防凍液時，會發現不同的車型防凍液添加位置和方法是不一樣的：有的車型在水箱上有一個水箱蓋，直接打開向裡面添加就可以了，另外還有一個副水箱也要添加到合适的位置；還有的車型隻在副水箱上有水箱蓋，隻要把這裡面的防凍液添加到合适的位置就行了。那麼這兩種型式有什麼區别呢？汽車的冷卻系統是密封的嗎？這個副水箱有什麼用呢？如果沒有它行不行？今天我們就來說說這個話題。

現在的汽車普遍采用是發動機強制循環水冷系統。它的工作原理是：水泵将發動機内的冷卻液提高到一定的壓力，是冷卻液在發動機整個冷卻系統中不停的循環流動。水泵從散熱水箱中吸入低溫水并使其産生一定的壓力後，通過管道輸送到氣缸體和氣缸蓋的冷卻水套中，冷卻液吸收熱量後又流回散熱水箱，通過風扇的強力抽吸，空氣從前向後高速流過散熱水箱，不斷的将流經散熱水箱的熱量散發到空氣中去。

這種發動機強制循環水冷系統一般都采用一種帶有自動閥門的水箱蓋把它密封起來，使散熱水箱内的冷卻液與空氣隔絕，組成了閉式冷卻系統。在水箱蓋中有兩個閥門——空氣閥和蒸汽閥。空氣閥是用較軟的螺旋彈簧或片狀彈簧壓住，當熱發動機停止運轉時，冷卻系統中的水蒸氣冷凝成水，系統内壓力降低，當壓力下降到0.9bar左右時，空氣閥打開，散熱水箱與外界大氣相通，外部空氣進入冷卻系統，防止内外壓力差将散熱水箱的芯管壓扁，阻礙冷卻液的正常循環；而蒸汽閥是用較硬的彈簧壓住，當冷卻系統中的冷卻液沸騰、相通壓力升高到1.3bar左右時，蒸汽閥打開，将部分水蒸氣通過溢流管排入大氣，以防系統内部壓力過高，導緻芯管被壓壞，或其它部位漏水。

這種閉式冷卻系統有很多優點，其中最重要的一點是可以使冷卻系統内部的壓力高于外界的大氣壓力，從而将冷卻液的沸點相應地提高到120℃左右，從而擴大了散熱器與周圍空氣的溫差，提高了散熱器的換熱效率，進而保證了發動機可以在較長時間及較高的負荷下正常工作；另外由于散熱器散熱能力的增強，還可以相應地減小散熱器尺寸，使發動機艙結構更加緊湊；第二個優點就是閉式水冷系可減少冷卻液外溢及蒸發損失，這一點對于高原地區特别重要，可以有效避免冷卻液過早沸騰，減小冷卻液的消耗。

但是這種閉式冷卻系統也有很多缺點，其中最重要的一點是蒸汽混合在冷卻液中無法分離，并且水箱蓋在調節系統壓力時又會放進一部分空氣，這樣就會導緻冷卻系統中産生氣阻，水泵的泵水量降低，使冷卻效果和循環強度降低，并造成冷卻系統内部的壓力不穩定和冷卻液的不斷消耗。特别是現在的發動機強化程度越來越高，對冷卻系統散熱能力的要求也越來越高，這個問題越來越突出。

系統内氣液不能徹底分離還會造成一個嚴重的問題就是氣穴腐蝕。很多人對這一點不是很理解，但是它卻是導緻發動機損壞的一個重要因素。它的作用機理是：這些積存在冷卻液中的空氣是以氣泡型式存在的，當這些氣泡在發動機金屬表面破裂時，會産生沖擊力對金屬造成沖擊，長時間作用就會造成金屬疲勞剝落，即機械剝蝕；另外，氣泡中還伴有空氣中的氧，它們借助于氣泡破裂時放出的熱量，對金屬進行化學腐蝕。這種機械剝蝕和化學腐蝕共同作用，使金屬表面逐漸産生麻點和穴孔，這種現象稱為氣穴腐蝕，簡稱穴蝕。這種現象最常見于氣缸套、水泵葉輪等水壓較低的部位，在一些柴油機上，穴蝕成了導緻發動機損壞的一個重要因素。

為了克服這些缺點，聰明的汽車工程師研究出了一張帶有膨脹水箱（也稱為副水箱）的閉式冷卻系統。這種冷卻系統是在散熱水箱之外，另加了一個膨脹水箱來分離蒸汽和存儲冷卻液。膨脹水箱通常是用透明的塑料材質制成，它的位置略高于散熱水箱，一般安裝在發動機艙的一角，與發動機和散熱水箱有多條管路相連。它的作用是将冷卻系統變成了一個永久性的封閉系統，避免了空氣不斷進入，減小了對冷卻系統内部的氧化腐蝕；可以使冷卻系統中的氣液分離，保持系統内部壓力的穩定，增大水泵的泵水量和減小水泵的氣穴腐蝕；另外還避免了冷卻液的損耗，可以在較長的時間内保持冷卻系統内的水位不變（沒有洩漏可以保持幾年）。

這種膨脹水箱的工作原理是：在散熱水箱的水套和散熱器上部，容易積存空氣和蒸汽的部位用水管與膨脹水箱相連，使空氣和蒸汽不再直接放出到大氣中，而是引導到膨脹水箱中與水分離，蒸汽冷凝成水後又通過進水管返回到了水泵的進水口，使水泵進水口出保持較高的水壓，從而增大了泵水量；而積存在膨脹水箱液面以上的空氣，得到了冷卻，不再受熱膨脹，因而變成了冷卻系統内壓力上升的緩沖器和膨脹空間，使系統内的壓力保持穩定。

膨脹水箱也分為兩種，一種是非常簡單的，就是把從散熱水箱蓋處的溢流管直接通入到膨脹水箱中，這種膨脹水箱也稱為補償水桶。當散熱水箱中壓力升高時，蒸汽閥打開，膨脹出來的冷卻液排入到了膨脹水箱中儲存起來，不再直接排入大氣中，從而減少了冷卻液的消耗；當散熱水箱中壓力降低時，空氣閥打開，但是不是吸入空氣，而是把膨脹水箱中的冷卻液吸入到散熱水箱中，這樣就避免了空氣進入到冷卻系統中，也能夠保持冷卻系統中正常的水量。這種膨脹水箱的蓋子一般都是非常簡單的，上面沒有閥門，一般會有一個小小的通氣孔。這種冷卻系統其實不是完全密封的，儲存在這裡面的冷卻液一般并不參與冷卻系統的循環，隻是做為備用。這種結構成本也比較低，一般用于低強化的自然吸氣發動機上，并且日韓系車應用的較多。

另一種膨脹水箱就較為複雜了，它有多條管路與發動機和散熱水箱相連通，補水、排氣、保壓、散熱都通過它來進行，它事實上是散熱水箱的一部分。在散熱水箱上并沒有水箱蓋，而在膨脹水箱上的水箱蓋中，也有空氣閥和蒸汽閥，通過這兩個閥門調節冷卻系統内部的壓力。不過在一般情況下，這兩個閥門是不開啟的，系統内的壓力和水量可以長時間保持穩定。這種冷卻系統基本上是完全密封的，裡面的冷卻液幾年的時間都不用添加。不過這種系統的成本是較高的，一般歐美系車應用的較多，特别是在搭載了渦輪增壓發動機的車型上，幾乎都使用這種密封式的冷卻系統。

我們在日常使用中要經常檢查膨脹水箱中的水位，使其處于最低位與最高位之間，如果水位過低就要及時添加。需要注意的是，冷卻系統内部的壓力高于大氣壓力，所以在發動機熱态下打開水箱蓋時，一定要注意安全，應該緩慢旋開，使壓力降低，以防熱水噴出，造成燙傷。

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