变频器水冷系统如何运行？
1 水冷型SFC工作原理
1.1 SFC工作原理
静止变频器根据发电机转子位置以逐渐升高的频率交替向发电机定子某两相通入电流，产生超前于转子磁场的定子旋转磁场，通过定子磁场与转子磁场的相互作用生成加速力矩将转子加速到指定转速。如图1所示，控制机侧变流器晶闸管的顺序导通和换向，保证在定子两相绕组中流通的直流电流Id产生的定子磁场s总是超前于转子磁场f。
作为一种自控式同步电机变频驱动系统，需要实时准确观测发电机转子位置作为逆变桥换相依据。与此同时，由于晶闸管是半控型器件，当发电机转速较低时，同步电机感应电势无法满足晶闸管关断需求，需采用脉冲换相方式。当发电机转速高于10%额定转速时，感应电势幅值升高，可采用负载换相方式。
图1 SFC基本工作原理
1.2 水冷系统原理
静止变频器运行过程中，晶闸管产生大量热量，通过水冷散热方式，可高效、快速地带出热量，水冷系统流程图如图2所示，水冷系统包含内循环和外循环两个回路。
在内循环回路中，主循环泵提供适当压力，使冷却介质流经晶闸管散热器件，并将晶闸管中的热量带走。经过板式换热器，内循环回路中的冷却介质热量传递到外循环回路冷却介质中。内循环回路中的冷却介质温度降低再次流入晶闸管散热器中，形成闭式循环。
在外循环回路中，板式换热器的热量通过冷却介质回流到抽蓄电站水源，由于水源体量巨大，自然冷却即可实现外循环冷却介质重复利用。此外，为了保证冷却系统容量稳定、保护静止变频器的冷却管路以及满足电气运行要求，在内、外循环回路中均需要加入过滤器、去离子支路、稳压支路等，提高冷却介质质量。
图2 水冷系统原理图
2 水冷型SFC紧凑型阀组设计
本次提供的紧凑型阀组以12-6脉动拓扑结构为设计依据，在外形尺寸、检修维护及可靠性方面进行了特殊设计，目的是应对小空间、设备改造、定期维护等需求。
2.1 整体布局概述
如图3所示，本方案从左至右依次为控制柜及水冷柜、网桥柜、直流电抗器柜、机桥柜。进线电缆从网桥柜底部接入，通过铜排转接至直流电抗器柜和机桥柜。布局中，控制柜及水冷柜背靠背布置，可节省横向尺寸、并使柜体宽度保持一致。
图3 SFC整体平面布局图
按照该布局，设备整体二次控制部分集中在控制柜内，与功率器件部分间隔远，提高了操作的安全性。网桥柜、直流电抗器柜与机桥柜为三联柜，柜间接线及水路预先安装，减少现场工作。
2.2 阀组布置及紧凑型结构设计
整体布局中，阀组的尺寸及出线位置决定了网桥柜与机桥柜的走线方式。在满足检修、维护的基础上，减小阀组尺寸、合理布置阀组高度可增大柜内走线空间，提高电气安全裕度。阀组在机桥柜与网桥柜内均为三层布置，分别对应A、B、C三相。
单个阀组包括晶闸管、散热器、晶闸管控制单元、电阻、电容、加压装置及其他辅助结构件。阀组作为完整模块可进行单独安装和拆卸。如图4所示，阀组为三层结构。晶闸管、散热器、加压装置与辅助结构件构成的硅堆位于阀组中层，电阻及电容布置在阀组上层。
根据各器件在现场的维护频次及难度，将需要水冷却的电阻布置在阀组前侧，电容布置在后侧，便于电阻年检及水接头更换。电阻与硅堆高度方向预留90mm的空间，便于拆装电阻底部的固定螺钉。晶闸管控制单元布置在阀组下层，通过硅堆的散热器翅片固定并取晶闸管阴极电位。
晶闸管控制单元光纤插口朝外，接线端朝内，方便光纤的现场敷设。晶闸管压接力135kN，根据国标GB/T 1972—2016选取承载力、刚度较大的A系列碟簧，计算单片碟簧工作状态压缩量为2.35mm。为确保检修时有足够空间取出晶闸管定位销，须确保加压机构加压前后约有10mm的伸缩量，故碟簧片数定为4片，此时伸缩量为9.4mm。
电阻、电容固定用安装板采用环氧玻璃布层压板，具有较低的吸湿性和较高强度，防止晶闸管级间爬距在湿度较大环境失效。电阻外表面包覆PVDF外壳，绝缘能力强。各级电容之间的安装板上开槽，增大电容间爬距。
图4 硅堆及阀组布置图
2.3 阀组水路设计
水冷型SFC采用纯水对散热器冷却的方式间接冷却晶闸管和电阻。每个散热器均设置有一个进水口和一个出水口。图4中，阀组前方横向安装一根进水管和一根回水管，并根据散热器位置开设有水嘴。进水管水嘴通过四氟管连接到散热器进水口，回水管水嘴连接到散热器出水口，形成散热器水路循环。
为减小水路流阻，确保电阻散热效果，电阻与散热器水路采用并联方式。进水管、回水管单独开设水嘴对应电阻，通过四氟管连接到电阻进、出水口，形成电阻水路循环。
网桥柜、机桥柜中，阀组按照A、B、C三相对应关系布置在同一高度、同一深度。该特点使柜内主水管弯头减少、布局精简。为降低阀组水路最高点，避免水管对水冷系统形成负压导致气体聚集，主水管均从柜体底部接入阀组，顶部阀组支路水管即为设备水位最高点。
3 水冷系统设计
冷却系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿桶、，发动机主体、气缸盖和其他附件中的水套。汽车发动机中使用的大多数水冷系统都是强制循环的水冷系统，它利用水泵迫使水在冷却系统中循环。水冷系统一般由蒸发器、冷凝器、水泵和压缩机组成。
其工作原理是通过循环水泵的工作，冷却水在设备与压缩机冷却系统蒸发器之间连续循环，设备运行过程中产生的热量最终通过循环输送到空气中压缩机冷却系统的冷却系统。相应的控制器可以根据参数设置的要求控制压缩机冷却系统的功能，确保设备的冷却水温度始终控制在规定范围内。
水冷系统的组成：
（1） 水泵：压缩制冷剂以确保其在冷却系统中循环。
（2） 散热器：由进水室、出水室和散热器芯三部分组成。制冷剂流入散热器芯，空气通过散热器芯。散热器是一个热交换器，因为它通过吸收制冷剂排放的转换而变冷。
（3） 冷却风扇：当风扇旋转时，通过散热器恢复空气并进行更换，以提高散热器的散热能力，加速制冷剂的冷却。
（4） 恒温器：控制制冷剂流量的阀门。根据制冷剂的温度打开或关闭从制冷剂到散热器的通道。
（5） 补偿箱：冰箱加热膨胀后，部分冰箱注入补偿箱；当制冷剂冷却时，部分制冷剂被吸入散热器，因此制冷剂不会溢出。
水冷却实际上是一个循环冷却过程，其中热量从液体中带走。由于技术不成熟，早期冷却散热器一直被认为是危险的；但是，失水会导致硬件烧坏，目前的水冷工艺非常成熟，安装后组件连接紧密。水冷头是水冷的主要组成部分之一，水冷块工艺的好坏对硬件的散热影响很大，好的水冷块不仅要有设计合理的水道，还要有平滑的表面。目前水冷块的材料均为导热性能更好的全铜材料。
包括一个完整的电脑水冷系统，至少也要包括：水冷头、散热排（冷排）、水箱、水泵、水管、水冷液这些最基本的部分。冷头又针对不同的电脑散热对象分为：CPU冷头、主板冷头、内存冷头、显卡冷头等等。散热排针对不同规格的风扇也有大小、厚薄不同的型号。
使用水冷式散热的最大原因，便是能有效控制因散热扇转动时所引水冷机箱起的噪音问题。打开机箱，可看到除了水冷式散热管外，上头还特别增设了一把大散热扇，由於主要依赖水冷作散热工作，故操作时风扇所发出的噪音亦非常轻微。而且，由於此系列以宁静减噪作主要卖点，在硬碟的选取上亦有特别的安排，就是采用了发出声浪较低的型号，务求令超频、散热及工作都可以在一个宁静的环境下进行。
d =
式中mw------------水流量, m³/s
v------------水流速, m/s
我们建议，水系统中管内水流速按表一中的推荐值选用，经试算来确定其管径，或按表二根据流量确定管径。
表一、管内水流速推荐值（m/s）
管径㎜
15
20
25
32
40
50
65
80
闭式系统
0. 4~0.5
0.5~0.6
0.6~0.7
0.7~0.9
0.8~1.0
0.9~1.2
1.1~1.4
1.2~1.6
开式系统
0.3~0.4
0.4~0.5
0.5~0.6
0.6~0.8
0.7~0.9
0.8~1.0
0.9~1.2
1.1~1.4
管径㎜
100
125
150
200
250
300
350
400
闭式系统
1.3~1.8
1.5~2.0
1.6~2.2
1.8~2.5
1.8~2.6
1.9~2.9
1.6~2.5
1.8~2.6
开式系统
1.2~1.6
1.4~1.8
1.5~2.0
1.6~2.3
1.7~2.4
1.7~2.4
1.6~2.1
1.8~2.3
表二、水系统的管径和单位长度阻力损失
钢管管径/㎜
闭式水系统
开式水系统
流量/(m³/h)
kPa/100m
流量/(m³/h)
kPa/100m
15
0~0.5
0~60
--
--
20
0.5~1.0
10~60
--
--
25
1~2
10~60
0~1.3
0~43
32
2~4
10~60
1.3~2.0
11~40
40
4~6
10~60
2~4
10~40
50
6~11
10~60
4~8
--
65
11~18
10~60
8~14
--
80
18~32
10~60
14~22
--
100
32~65
10~60
22~45
--
125
65~115
10~60
45~82
10~40
150
115~185
10~47
82~130
10~43
200
185~380
10~37
130~200
10~24
250
380~560
9~26
200~340
10~18
300
560~820
8~23
340~470
8~15
350
820~950
8~18
470~610
8~13
400
950~1250
8~17
610~750
7~12
450
1250~1590
8~15
750~1000
7~12
500
1590~2000
8~13
1000~1230
7~11
玩水冷是种追求极致的态度和喜欢动手的热情。想要玩好，你就得通过规划、设计、选材、安装、试水义及试水调试等一系列繁琐过程。但要让这一系列动手的过程如计划中的完美、畅快，想获得完成“作品”后的成就感，那么选好机箱则是最为关键的第一步。骨灰级的玩家甚至会自己设计、定制机箱，而没有这个时间和精力的我们，掌握基本的水冷机箱选购原则也是必要的。
机箱是用来玩的，玩水冷更是一种追求极致的DIY精神。只有喜欢DIY的用户才能够明白其中的乐趣，通过它完成不断突破的挑战，并且在此过程中寻求无限的成就感。真正的DIYer就是把它当成兴趣，升华为精神的高端玩家。而在玩家里，大家的兴趣又不尽相同，有人玩超频，有人玩改造，有人玩游戏，也有人纯粹为了最高性能和外观而砸钱等等。不管是哪一种，他们都以DIY为乐，都想把自己的电脑做成最好，或者独一无二的。而水冷则几乎可以说是DIY里的集大成者，极致个性、极致性能、极致外观、极致静音，你总能在水冷系统上找到你想要的极致。当然以上特指DIY的分体式水冷，而市场上还有一种满足部分想捡懒或只想尝鲜玩家的水冷产品——一体式水冷。这类产品没有太多“极致”的特性可言，但是在散热效果、工作噪音、方便性和安全性等各方面都平衡得很好，也比风冷产品更个性，是初涉散热DIY领域的最佳“新手玩具”。
水冷机箱应该有哪些特点？
如上原因，水冷机箱也根据市场需要分为两种，一种比较适合安装一体化水冷系统，另一种则更适合安装分离式水冷系统。通常来说第二种模式的产品，定位普遍更高。
1.外观、体积、材质一个都不能少
水冷玩家口中“适合上水”基本都只指用于安装DIY分离式水冷的机箱，这种系统方便扩展，便于更换、添加散热组件，以随时根据发热量、噪音等需求的改变而做出相应调整。既然要方便随时调整和添加，所以这类机箱几乎都是大体积产品，以全塔机箱为主，还有部分设计合理的中塔产品。这类产品普遍有较高的售价，采用新的模具和更复杂的制造工艺，细节设计也更加出色。同时，由于需要承载更重的高端显卡、CPU冷头和各种水冷设备，并容纳更多的光驱和硬盘，因此这类机箱在板才厚度上也远超主流产品。一般钢箱结构板材从0.8mm起，而铝合金材质的更是超过1.5mm。此外，水冷机箱一般都有自己的空间优化设计，例如规范化的散热风道系统，独特的电源位置，多用途的内部空间隔板，提供节省空间或者方便走管的水泵安放位置，机箱背后留有水冷预留孔等等。而外观工艺上，为了追求个性化，且有相对较高的成本空间，水冷端机箱通常都是机箱产品创新和奢华的排头兵，例如镜面全铝阳极、拉丝、冲孔网、磨砂、类肤漆外壳设计等等。
预留水冷孔能方便玩家设计外置水冷系统，方便走管。
至于一体式水冷，其实符合这类产品安装需求的机箱相当多，很多也并不贵。实际上不少主流机箱都具有12cm/14cm或12cm/14cm×2的风扇安装孔位，对于安装一体式水冷来说足够了，玩家们只需要注意箱体空间是否太局限，保证安装好冷排后不至于导致主板的安装兼容性问题就行了。
原本用来隔离风道的隔板，在水冷机箱上赋予了它更多的意义，例如加上水冷孔，支持上下连体的水冷系统设计；为隔板开孔，利用隔板增加内部冷排安装空间等等。
2.细节设计更有针对性
一般来说，无论是适合DIY的分体式还是适合一体式的水冷机箱，满足了内部空间充裕、扩展能力强、风道设计出色、安装方便和理线轻松等设计，用来“上水”都算合格了。只不过，针对要求更高的分体式DIY水冷玩家，厂商在设计产品时也自然会为其添加上更多具有针对性的.设计，以满足水冷装配过程中的便捷和高扩展性需求。不仅一定要满足E-ATX，超长顶级显卡，多卡互联、多硬盘等高规格硬件的安装需求。在此基础上，还必须满足剩下的空间依然充裕，能轻松容纳下可满足这些顶级硬件产品散热需求的大量冷排、风扇和其他水冷附件。最好，还能再预留一些扩展或者改造空间。
类似安装好冷排后，会挡住CPU供电口的情况也是需要玩家们注意的，这在紧凑型的小机箱中特别容易遇到。
当然，并不是说箱体一定越大越好。一则太过高大会需要非常厚实的板材支持，这将成倍增加材料和加工成本。其次，对安放空间要求也更高，并不是每个玩家都能接受。再者，厚实板材的大机箱加工不易，要做得“好看”也更加困难。
所以适当的大空间加上若干针对利用率和水冷安装便捷、兼容性问题的空间优化设计才是优秀水冷机箱的典型。
目前机箱产品已经非常丰富，且外观、结构、功能的差异化较大，大家在选购水冷机箱时一定要注意以下要点。
1. 选购前心里要有数，打算花多少钱在机箱上？最想要的是外观酷炫的机箱、安静的机箱、散热好的机箱还是扩展强的机箱？并了解平台打算使用的水冷散热器尺寸和显卡的尺寸，判断与机箱是否存在冲突。要注意散热风道的设计与自己的水冷散热平台是否搭配。
2. 安装一体水冷玩家要注意机箱风扇位是否与主板散热器、接口冲突，水冷散热排的风向是否与机箱出风方向一致。分离式水冷玩家要注意水冷散热排是否与侧板冲突，风道是否畅通，要留意机箱内部是否有空间安放水泵、水箱等配件，水冷孔的数量是否足够等。
此外，对于需要改变机箱造型的MOD玩家来说，选择铝合金材质的机箱非常重要，因为铝合金比钢板更容易加工成型，最好选择外形工整、线条简单的全铝机箱。
购买CPU水冷头时需要注意以下几点：
明确产品需求：
无论购买什么产品，在购买之处，最该明确的就是自身对于产品的需求，要干什么，买什么样的东西，需要达到什么效果和目的，才能最终购买正确的产品，挑选水冷的时候也一样。面对琳琅满目的商品，首先确定是该选分体还是一体水冷，是全平台水冷还是只是CPU或显卡水冷。
作为一个发烧友，喜欢全平台水冷并且预算很充足的话，那么就考虑全平台水冷吧，组装出来不仅性能强劲，同时可以提升主机质感。不会安装的话，建议找专业人士安装工；
如果你只是想通过水冷来达到降温与静音的效果，那么一体式水冷是个非常好的选择，他们往往成本较为低廉，并且散热有针对性，效果也比风冷有一定优势。前提是你购买的时候一定要考虑机箱内部安装位置和空间，这点我们在后面会提到。
如果只是想通过水冷来达到降温与静音的效果，那么一体式水冷是个非常好的选择，成本较为低廉，并且散热有针对性，效果也比风冷有一定优势，购买时需要考虑机箱内部安装位置。
品牌和产品规格：
了解完自身需求之后，就要对行业及一些品牌进行了解了，水冷是一个会涉及主机是否稳定运行配件，严重更会造成硬件损坏的产品，所以在挑选的时候尽量选择大厂产品，避免因为贪图便宜选择产品而造成后期隐患。
在挑选一体式水冷的时候，可以参考几个专业做散热器大厂的产品，或者看看其他发烧友都在关注那些散热产品，但是如果选择分体式水冷散热器，那么口碑就更为重要，不要贪图价格便宜。
同样在挑选分体水冷散热配件的时候，品牌及质量也是需要衡量的。挑选水冷的时候，跟选风冷散热器是相同的，要注意散热器的扣具、尺寸及兼容性，而分体水冷在组合搭配的时候，也要考虑整体的协调性及机箱的兼容能力，不可轻易盲目出手，如果在选择的时候没有把握，可以把信息提交给商家来协助参考。
机箱和水冷的兼容问题：
机箱对于水冷的兼容问题很重要，机箱是否可以安装120mm或者240mm冷排都要看机箱是否设计了孔位。对于120mm的冷排来说大部分机箱都是可以安装的，而且还可以根据机箱的风扇位来选择安装地方，一般会选择放置在机箱后部出风口，顶部出风口或者下部设有的通风口处；
有些机箱在顶部开设了两个风扇位，这样的机箱产品可以放置240冷排支持硬件的散热。或者像是酷冷至尊克斯摩2、海盗船900D这样的机箱产品可以放置多个水冷排支持安装同时可以满足240大冷排；
有些机箱想放置大冷排（分体式水冷）需要进行改造，这对安装有一定的要求，需要设计出合理的水冷系统。否则水管也会出现问题，水冷系统设计起来很是复杂，如果对水冷没有一定的了解，建议找专业人士进行设计。
冷排和冷头：
冷排和冷头，是最影响性能的配件。在常见的冷排中往往都是采用12条扁铜管设计的，扁铜管再把热量传递给焊接在扁铜管之间的波浪型散热鳍片，最后由风扇把散热鳍片上的热量吹到空气中。在这个热交换 过程中，水冷液中的热能减少温度降低，散热的目的就实现了；
冷散热器的水冷液流入冷排上方的水室，通过六条扁铜管流到冷排的另一头，然后再通过连通室走另外六条扁铜管回到冷排下方的水室，最后流出冷排。冷排一般没有方向性，在实际使用中如果不是有特殊需求的话，进出水方向可以随意选择。
随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热密度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求，因为此时发动机产生的热量最大。然而，在部分负荷时，冷却系统会发生功率损失，水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短。因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。
2 现代发动机冷却系统的特点
传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。
先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。
2.1 温度设定点
发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统，这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。
通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值，可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点，这取决于希望达到的目的。
2.2 提高温度设定点
提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点，它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度，降低发动机摩擦磨损，降低发动机燃油消耗。
研究表明，发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃，使气缸温度升高到195℃，油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内，使发动机机油的最高温度为140℃，则油耗在部分负荷时下降10%。
提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果，降低冷却液的流速，减小水泵的额定功率，从而降低发动机的功率消耗。此外，可采用不同的方式，进一步减小冷却液的流速。
2.3 降低温度设定点
降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率，降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本，提高部件使用寿命。
研究表明，若气缸盖温度降低到50℃，点火提前角可提前3℃A而不发生爆震，充气效率提高2%，发动机工作特性改善，有助于优化压缩比和参数选择，取得更好的燃油效率和排放性能。
2.4 精确冷却系统
精确冷却系统主要体现在冷却水套的结构设计与冷却液流速的设计中。在精确冷却系统中，热关键区，如排气门周围，冷却液有较大的流速，热传递效率高，冷却液的温度梯度变化小。这样的效果来自缩小这些地方冷却液通道的横截面，提高流速，减少流量。
精确冷却系统的设计关键在于确定冷却水套的尺寸，选择匹配的冷却水泵，保证系统的散热能力能够满足低速大负荷时关键区域工作温度的需求。
发动机冷却液流速的变化范围相当大，从怠速时的1 m/s到最大功率时的5 m/s。故应将冷却水套和冷却系统整体考虑，相互补充，发挥最大潜力。
研究表明，采用精确冷却系统，在发动机整个工作转速范围，冷却液流量可下降40%。对气缸盖上冷却水套的精确设计，可使普通冷却道的流速从1.4m/s提高到4 m/s，大大提高气缸盖传热性，将气缸盖的金属温度降低到60℃。
2.5 分流式冷却系统
分流式冷却系统为另外一种冷却系统。在这种冷却系统中，气缸盖和气缸体由各自的液流回路冷却，气缸盖和气缸体具有不同的温度。分流式的冷却系统具备特有的优势，可使发动机各部分在最优的温度设定点工作。冷却系统的整体效率达到最大。每个冷却回路将在不同冷却温度设定点或流速下工作，创造理想的发动机温度分布。
理想的发动机热工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO，HC和NOx的形成，也提高输出功率。较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度相差100℃。气缸温度可高达150℃，而缸盖温度可降低50℃，减少缸体摩擦损失，降低油耗。较高的缸体温度使油耗降低4%-6%，在部分负荷时HC降低20%-35%。节气门全开时，缸盖和缸体温度设定值可调到50℃和90℃，从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。
2.6 可控式发动机冷却系统
传统的发动机冷却系统属于被动式的，结构简单或成本低。可控式冷却系统可弥补目前冷却系统的不足。现在冷却系统的设计标准是解决满负荷时的散热问题，因而部分负荷时过大的散热能力将导致发动机功率浪费。这对轻型车辆来说尤为明显，这些车辆大多数时间都在市区内部分负荷下行驶，只利用部分发动机功率，引起冷却系统较高损耗。为解决发动机在特殊情况下过热的问题，现在的冷却系统体积较大，导致冷却效率降低，增大了冷却系统的功率需求，延长了发动机暖机时间。可控式发动机冷却系统一般包括传感器、执行器和电控模块。可控式冷却系统能够根据发动机工作状况调整冷却量，降低发动机功率损耗。在可控式冷却系统中，执行器为冷却水泵和节温器，一般由电动水泵和液流控制阀组成，可根据要求调整冷却量。温度传感器为系统的一部分，可迅速把发动机的热状态传给控制器。
可控式装置，如电动水泵，可将冷却系温度设定点从90℃提高到110℃，节省2%-5%的燃油，CO减少20%，HC减少10%。稳定状态时，金属温度比传统冷却系统的高10℃，可控式冷却系统具有较快的响应能力，可将冷却温度保持在设定点的±2℃范围。从110℃下降到100℃只需2 s。发动机暖机时间减少到200s，冷却系统工作范围更贴近工作极限区域，能够缩小发动机冷却温度和金属温度的波动范围，减少循环热负荷造成的金属疲劳，延长部件寿命。
3 结论
前面介绍的几种先进冷却系统具有改善冷却系统性能的潜力，能够提高燃油经济性和排放性能。冷却系统的能控性是改善冷却系统的关键，能控性表示对发动机结构保护的关键参数，如金属温度、冷却液温度和机油温度等能够控制，确保发动机在安全限度范围内工作。冷却系统能够对不同工况作出快速反应，最大地节省燃料、降低排放，而不影响发动机整体性能。
从设计和使用性能角度看，分流式冷却与精密冷却相结合具有很好的发展前景，既能提供理想的发动机保护，又能提高燃油经济性和排放性。这种结构有利于形成发动机理想的温度分布。直接向气缸盖排气门周围供给冷却液，减少了气缸盖温度变化，使缸盖温度分布更加均匀，也能将机油和缸体温度保持在设计的工作范围，具有较低的摩擦损失和污染排放量。■
冷却系统的功能及维护保养方法如下：
1、冷却系统的功能，就是将发动机零件吸收的一部分热量带走，保证柴油发动机各零件维持在正常的温度范围内。
2、冷却水应是不含溶解盐的软水，如清洁的河水、雨水等。不要用井水、泉水或海水等硬水，以防产生水垢，引起发动机散热不良，气缸过热等问题发生。
3、用漏斗将冷却水加入水箱时，应当防止水飞溅到发动机与散热器上，防止散热片和机体上积尘、弄脏，影响冷却效果。
4、若因发动机缺水而引起温度过高时，不能马上加水，应使发动机慢速运转10—15分钟，等温度稍降低后，在发动机不息火的情况下慢慢加入冷却水。
5、冬季，水箱内应加热水。启动后应慢速运转至水温超过40度时才能工作。工作结束后，必须放尽冷却水。
6、要定期清除水箱内的水垢，对风冷发动机的散热片要经常擦洗污泥、脏垢。散热片不可损坏，若损坏后要及时更换，以免影响散热效果。
