柴油发动机缸体是如何被冻坏的

时间：2021-03-15

作者：无极县聚诚发电机租赁部

由于现在天气冷了，特别是北方，肯定又会冻坏一大批机体，以前我们在北方每年开春以后都会换一批机体。今天小编给大家解读一下机体是怎么冻裂开的。

大家有没有注意：比如气温在零下10度时，机体如果加的是水，大家都知道机体肯东会冻裂开。如果把水换成防冻液，同样防冻液的温度也是在零下10度，为什么机体就不会裂开呢?

物理学告诉我们：只要有温差就会产生热传递，环境温度零下10度，防冻液也同样会是零下10度。

其实在同样的温度下，加注防冻液和加水，他们的区别就在于是否结“冰”。

所以说：冰才是导致机体破裂的主要原因。

这是为什么呢?其中要牵扯到一个专业术语：反膨胀。

什么是反膨胀：大家都知道物体有一个物理现象，叫：热胀冷缩。这是正常的膨胀现象。但是水有反膨胀现象。就是热缩冷胀。

请看这个水的密度曲线图就会发现，水在0℃—4℃时有反膨胀现象，在4℃时密度达到较大，在温度低于或者**4℃后就开始慢慢变小了，一直到0℃。

水的冰点是0℃，所以在0℃时就开始由液体凝固为固体，

物质四种形态：固态、液态、气态、等离子态。

物质改变形态的现象：

固→液=融化。固→气=升华。

液→固=凝固。液→气=气化。

气→液=液化。气→固=凝华。

其中伴随的放热或吸热的现象自己去看物理学。

为什么出现反膨胀现象：这主要是由分子排列决定的。

由于水分子有很强的极性，能通过氢键结合成缔合分子。液态水，除含有简单的水分子(H2O，水的化学式，两个氢原子和一个氧原子组成成一个水分子，看化学式就知道分子的结构)外，同时还含有缔合分子(H2O)2和(H2O)3等，当温度在0℃水未结冰时，大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在，当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以(H2O)2缔合分子形式存在，分子占据空间相对减小，此时水的密度较大。如果温度再继续升高在3.98℃以上，一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0℃时，水结成冰，水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子，在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键，两个氢键)。如上图所示。这样一种排布导致成一种敞开结构，也就是说冰的结构中有较大的空隙，所以冰的密度反比同温度的水小。

看到这里是不是晕了，是不是觉得当初应该好好学学物理和化学?其实数学才是物理和化学的基础。

密度的计算公式是：p=m/v。密度=质量除以体积。

注意：物体的重量在物理学中叫质量，不是评价东西好不好的意思。

看公式可以知道：质量不变的情况下，密度变小，体积就会增大。

冰在低温环境下体积会增大，硬度很高，-40℃时能达到4(莫式硬度，金刚石是10。)，而发动机的机体硬度一般为HB200左右，还是铸铁材料料，含碳量高，属于脆性材料，抗拉强度低。

结论就是：冰的体积强行增大，强度**过了铸铁的材料强度，强行把机体撑坏了。

仔细看图上破裂位置的情况就能发现，破裂的地方都是向外扩张的，都是被撑坏的。

由于防冻液是经过某些化学元素的组合，所以他的凝固点很低，不会结冰，才能保护机体不会被撑坏。就如同海水一样，含盐量大，它的凝固点低，所以杰克其实是被冻死的，而露丝因为没跳入海里所以才活下来了。

但机器不能加海水的，酸碱盐都是有腐蚀性的。

所以当温度低于4℃时就要考虑更换防冻液了，水在低于0℃时是冰，**0℃时是水，在0度时可以是水，也可以是冰，也可以是冰水混合物。

其实还是建议大家在全年都加注防冻液，因为这个产品不能只依靠名字去理解它的功能，它还有很多其他的功能：

1：防冻：这个不必说了。

2：防沸：大家都知道水的沸点是100℃，在100℃时开始沸腾蒸发，而防冻液沸点可达110℃-120℃，提高散热性能，防止夏天温度高时机器开锅的情况。温度达到100℃时，缸套冷却壁会出现沸腾产生气泡等现象，造成冷却效果进步降低，导致拉缸。更能有效防止缸套在高频振动的情况下气泡导致的穴蚀现象

3：防腐：发动机的冷却系统中有铁、铝、钢等材料，如果使用普通水，难免会出现腐蚀和生锈的现象，防冻液可以有效防止这些情况的发生。

4：防垢：水在冷却液道内流转，与各种材料产生化学反应，产生新的物质：水垢，会进一步影响冷却效果，并出现更严重的故障，导致日后维修困难，费用大。

就如上图，八个缸套，用了半天的时间以破坏性的方式拆下来一个，较终只能建议客户更换机体。实在难拆，就算拆下来了，对机体的破坏性也较大。

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