柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是如何被凍壞的

時(shí)間：2020-08-12作者：山東中動(dòng)電力工程有限公司瀏覽：303

由于現(xiàn)在天氣冷了，特別是北方，肯定又會(huì)凍壞一大批機(jī)體，以前我們?cè)诒狈矫磕觊_春以后都會(huì)換一批機(jī)體。今天小編給大家解讀一下機(jī)體是怎么凍裂開的。

大家有沒有注意：比如氣溫在零下10度時(shí)，機(jī)體如果加的是水，大家都知道機(jī)體肯東會(huì)凍裂開。如果把水換成防凍液，同樣防凍液的溫度也是在零下10度，為什么機(jī)體就不會(huì)裂開呢?

物理學(xué)告訴我們：只要有溫差就會(huì)產(chǎn)生熱傳遞，環(huán)境溫度零下10度，防凍液也同樣會(huì)是零下10度。

其實(shí)在同樣的溫度下，加注防凍液和加水，他們的區(qū)別就在于是否結(jié)“冰”。

所以說：冰才是導(dǎo)致機(jī)體破裂的主要原因。

這是為什么呢?其中要牽扯到一個(gè)專業(yè)術(shù)語：反膨脹。

什么是反膨脹：大家都知道物體有一個(gè)物理現(xiàn)象，叫：熱脹冷縮。這是正常的膨脹現(xiàn)象。但是水有反膨脹現(xiàn)象。就是熱縮冷脹。

請(qǐng)看這個(gè)水的密度曲線圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)，水在0℃—4℃時(shí)有反膨脹現(xiàn)象，在4℃時(shí)密度達(dá)到較大，在溫度**或者**4℃后就開始慢慢變小了，一直到0℃。

水的冰點(diǎn)是0℃，所以在0℃時(shí)就開始由液體凝固為固體，

物質(zhì)四種形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)。

物質(zhì)改變形態(tài)的現(xiàn)象：

固→液=融化。固→氣=升華。

液→固=凝固。液→氣=氣化。

氣→液=液化。氣→固=凝華。

其中伴隨的放熱或吸熱的現(xiàn)象自己去看物理學(xué)。

為什么出現(xiàn)反膨脹現(xiàn)象：這主要是由分子排列決定的。

由于水分子有很強(qiáng)的極性，能通過氫鍵結(jié)合成締合分子。液態(tài)水，除含有簡(jiǎn)單的水分子(H2O，水的化學(xué)式，兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成成一個(gè)水分子，看化學(xué)式就知道分子的結(jié)構(gòu))外，同時(shí)還含有締合分子(H2O)2和(H2O)3等，當(dāng)溫度在0℃水未結(jié)冰時(shí)，大多數(shù)水分子是以(H2O)3的締合分子存在，當(dāng)溫度升高到3.98℃(101kPa)時(shí)水分子多以(H2O)2締合分子形式存在，分子占據(jù)空間相對(duì)減小，此時(shí)水的密度較大。如果溫度再繼續(xù)升高在3.98℃以上，一般物質(zhì)熱脹冷縮的規(guī)律即占主導(dǎo)地位了。水溫降到0℃時(shí)，水結(jié)成冰，水結(jié)冰時(shí)幾乎全部分子締合在一起成為一個(gè)巨大的締合分子，在冰中水分子的排布是每一個(gè)氧原子有四個(gè)氫原子為近鄰(兩個(gè)共價(jià)鍵，兩個(gè)氫鍵)。如上圖所示。這樣一種排布導(dǎo)致成一種敞開結(jié)構(gòu)，也就是說冰的結(jié)構(gòu)中有較大的空隙，所以冰的密度反比同溫度的水小。

看到這里是不是暈了，是不是覺得當(dāng)初應(yīng)該好好學(xué)學(xué)物理和化學(xué)?其實(shí)數(shù)學(xué)才是物理和化學(xué)的基礎(chǔ)。

密度的計(jì)算公式是：p=m/v。密度=質(zhì)量除以體積。

注意：物體的重量在物理學(xué)中叫質(zhì)量，不是評(píng)價(jià)東西好不好的意思。

看公式可以知道：質(zhì)量不變的情況下，密度變小，體積就會(huì)增大。

冰在低溫環(huán)境下體積會(huì)增大，硬度很高，-40℃時(shí)能達(dá)到4(莫式硬度，金剛石是10。)，而發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體硬度一般為HB200左右，還是鑄鐵材料料，含碳量高，屬于脆性材料，抗拉強(qiáng)度低。

結(jié)論就是：冰的體積強(qiáng)行增大，強(qiáng)度**過了鑄鐵的材料強(qiáng)度，強(qiáng)行把機(jī)體撐壞了。

仔細(xì)看圖上破裂位置的情況就能發(fā)現(xiàn)，破裂的地方都是向外擴(kuò)張的，都是被撐壞的。

由于防凍液是經(jīng)過某些化學(xué)元素的組合，所以他的凝固點(diǎn)很低，不會(huì)結(jié)冰，才能保護(hù)機(jī)體不會(huì)被撐壞。就如同海水一樣，含鹽量大，它的凝固點(diǎn)低，所以杰克其實(shí)是被凍死的，而露絲因?yàn)闆]跳入海里所以才活下來了。

但機(jī)器不能加海水的，酸堿鹽都是有腐蝕性的。

所以當(dāng)溫度**4℃時(shí)就要考慮更換防凍液了，水在**0℃時(shí)是冰，**0℃時(shí)是水，在0度時(shí)可以是水，也可以是冰，也可以是冰水混合物。

其實(shí)還是建議大家在全年都加注防凍液，因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)品不能只依靠名字去理解它的功能，它還有很多其他的功能：

1：防凍：這個(gè)不必說了。

2：防沸：大家都知道水的沸點(diǎn)是100℃，在100℃時(shí)開始沸騰蒸發(fā)，而防凍液沸點(diǎn)可達(dá)110℃-120℃，提高散熱性能，防止夏天溫度高時(shí)機(jī)器開鍋的情況。溫度達(dá)到100℃時(shí)，缸套冷卻壁會(huì)出現(xiàn)沸騰產(chǎn)生氣泡等現(xiàn)象，造成冷卻效果進(jìn)步降低，導(dǎo)致拉缸。較能有效防止缸套在高頻振動(dòng)的情況下氣泡導(dǎo)致的穴蝕現(xiàn)象

3：防腐：發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)中有鐵、鋁、鋼等材料，如果使用普通水，難免會(huì)出現(xiàn)腐蝕和生銹的現(xiàn)象，防凍液可以有效防止這些情況的發(fā)生。

4：防垢：水在冷卻液道內(nèi)流轉(zhuǎn)，與各種材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的物質(zhì)：水垢，會(huì)進(jìn)一步影響冷卻效果，并出現(xiàn)較嚴(yán)重的故障，導(dǎo)致日后維修困難，費(fèi)用大。

就如上圖，八個(gè)缸套，用了半天的時(shí)間以破壞性的方式拆下來一個(gè)，較終只能建議客戶更換機(jī)體。實(shí)在難拆，就算拆下來了，對(duì)機(jī)體的破壞性也較大。


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