精品汽车冷却液沸点与发动机燃烧的关系及诊断毕业论文设计.docx
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精品汽车冷却液沸点与发动机燃烧的关系及诊断毕业论文设计
毕业设计（论文）
题目：
汽车冷却液沸点与发动机燃烧的关系及诊断
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汽车冷却液沸点与发动机燃烧的关系及诊断
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摘要
当今世界汽车工业突飞猛进的发展，汽车正在日益普及，随着国民收入不断提高。
汽车消费逐步走进家庭。
而汽车中发动机是的心脏，它工作时会产生非常大的热量。
因此，一般汽车都是通过用水冷却的方法进行散热。
而冷却的沸点直接影响发动机的自身温度，也就影响着燃烧。
一个正常、高效的冷却系统所使用的冷却液的沸点设定直接影响着发动机的燃油经济性、加速性、可靠性以及使用寿命。
冷却系统出现故障会带来非常严重的后果。
发动机冷却液所提供的冷却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。
而且冷却液不单是冬季防冻，优质冷却液具有多项功能，是水和劣质防冻剂无法相比的。
各国对此都做了大量的研究，不断推出配方专利和优良的防冻液商品。
一些先进国家的防冻液普及率达到了100%。
本论文主要研究发动机冷却液沸点与燃烧的关系，对发动机的热效率应用有重要的意义。
本文通过对于汽车冷却液沸点与发动机燃烧的关系的分析，针对汽车发动机使用过程中，冷却液对于发动机的影响进行研究，并将由于冷却液问题以及冷却系统问题造成的发动机漏液、过热、过冷等问题如何诊断和检修进行分析，期望对于汽车发动机的更好运行，冷却液的合理使用提供借鉴。
关键词:
冷却液;沸点;热效率；热量......
第一章绪论1
1.1、发动机冷却液应用与发展1
1.1.1、发动机冷却液的类型3
1.2、发动机冷却液的组成4
第二章发动机冷却液沸点与燃烧的关系9
2.1、发动机冷却液功用与沸点质量评9
2.1.1、发动机冷却液的功用9
2.1.2、发动机冷却液的沸点质量评判10
2.2发动机冷却液沸点与燃烧关系12
第三章发动机冷却系统诊断14
3.1、冷却系故障的原因14
3.2冷却系故障诊断与排除16
第四章正确使用乙二醇或丙二醇冷却液21
4.1、怎样正确使用冷却液21
第五章加注冷却液注意事项23
结论24
致谢25
参考文献26
第一章绪论
发动机冷却液，是一种含有特殊添加剂的冷却液，可用于在低温条件下运转的液冷式发动机冷却系统。
汽车发动机冷却液具有五大功能：
冷却功能，防腐蚀功能,防冻功能，防垢功能,防沸功能。
在实际使用过程中，很多的用户错误的认为发动机冷却液（或防冻液）只具有防冻的作用，所以他们在冬天来临之前换上“防冻液”，一到夏天就赶紧放出来，换上水，水中的阴阳离子，会腐蚀冷却系统和造成冷却系统工况恶化。
使用寿命1年-2年的冷却液，半年即换掉，浪费资源，污染环境。
1.1、发动机冷却液应用与发展
近年来，随着世界汽车工业的快速发展，对汽车发动机冷却液的质量要求越来越高；与此同时，出于环境保护和人类自身健康因素的考虑，一些国家和汽车造厂家对发动机冷却液的组成也提出了具体要求。
在这种情况下，发动机冷却液标准需要不断修订与完善，并且更新换代。
综观而言，新型优质长效防冻液（即发动机冷却液）呈快速发展之势。
目前，由于美国和日本汽车工业在世界汽车工业的重要地位，美国材料与试验学会（astm）、美国汽车工程学会（sae）制订的发动机冷却液产品标准和试验方法以及日本工业标准（jis）已成为世界各国发动机冷却液行业最有影响的标准和方法。
中国发动机冷却液标准的现况。
目前，中国现行发动机冷却液产品标准有三对发动机冷却液产品的质量指标进行了全面的规，因此，它在上述三个标准中对产品质量求最高，包括浓缩液和-25号、-30号、-35号、-40号、-45号及-50号六个冷却液产品。
符合该标准的发动机冷却液适用於各种道路车辆，尤其是发动机及其冷却系统中含有铸铝合金材料的高级轿车使用。
交通行业标准它从发动机冷却液如何保汽车安全运行的角度出发，提出了关键性的技术要求，是冷却液生产企业保其产品可以在汽车上使用的最低要求，该标准将发动机冷却液分为-25号、-35号和-45号三个牌号。
由於该标准中没有模拟使用腐蚀、铝泵气穴腐蚀和考察高温传热条件下，冷却液对铸铝合金防腐性能的铸铝合金传热腐蚀指标，因此，即使符合该标准的防冻液产品，也不一定适用於含铸铝合金材料的轿车发动机冷却系统。
“ylb1006a-1997军用长效防冻液”标准主要应用於部队。
2.传统型汽车发动机冷却液存在的问题。
自从1927年乙二醇型防冻液开始应用於汽车发动机冷却系统以来，曾用作金属防腐剂和乙二醇抗衰变剂的物质较多，既有有机物，也有无机物。
然而，随着人们对发动机冷却液的深入研究，发现有添加剂的防腐剂在使用中存在一些问题。
3.硼砂：
它是最早加入乙二醇防冻液中的防腐剂，对钢铁有良好的腐蚀抑制效果，也是最好的缓剂之一，但在传热条件下对铝金属部件表面有明显的腐蚀作用。
4.磷酸盐：
对发动机冷却系统中大部分金属都有保护作用，也能防止铝水泵的气穴腐蚀，还是良好的缓剂；但在高热负荷和高温条件下容易使铝表面发生腐蚀。
此外，磷酸盐遇硬水时很容易沉淀析出，欧洲许多汽车厂家明确规定禁止在其生产的汽车中使用含磷酸盐的防冻液。
5.亚硝酸盐：
它是黑色金属的有效防腐剂，但已经实亚硝酸盐与三乙醇胺一起使用时，能生成含致癌物质的亚硝酸胺，一些国家的有关法规和汽车厂家明确规定禁止使用。
6.三乙醇胺：
对铝合金有良好的防腐性能，日本生产的防冻液一直将其作为主要防腐剂广泛使用。
但它除了会与亚硝酸盐反应生成致癌物外，在乙二醇防冻液中，还会与铜生成络合物附在铁、铝等金属表面加速腐蚀。
美国是首先禁止使用胺类防腐剂的国家，欧洲各国及日本的汽车造厂家也随之出现限制和禁止在防冻液中使用三乙醇胺。
7.钼酸盐：
对冷却系统中的多种金属有防腐蚀作用，也是使用较多的防腐剂，但有些汽车厂家生产的车辆，如德国大众系列车型，明确禁止使用含钼酸盐的防冻液产品。
当这些产品在使用中防腐剂配方组成失去平衡时，其副作用就会更加明显。
8.3.新型汽车发动机冷却液的发展趋势和性能特点。
优秀的防冻液产品除了要有足够的防冻性能外，由於汽车发动机及其冷却系统使用的金属品种多，如铜、铁、钢、铝、焊锡等，因此，必须在各种使用条件下对多种金属零部件具有优异的防腐蚀性能。
目前，汽车防冻液产品配方按所使用的添加剂类型，可分为全有机型、无机型和有机物、无机物混合型三种。
全有机型配方近年来在国外发展比较快，使用量逐渐增加。
研究指出，全有机型配方防冻液的优点是其使用寿命和储存寿命长，如美国德士古（texaco）公司生产的havolinedex-cool乙二醇型长寿命发动机防冻/冷却液在汽车上的使用寿命长达五年，储存期最少八年。
但其缺点包括：
有机酸及其盐在乙二醇水溶液中的溶解度较小，产品外观不够清澈透明；有机酸的价格高；有机酸型防冻液的起泡性较大，需要使用性能优良的消泡剂才能使产品的泡沫倾向指标合格，当起泡倾向不能很好地控制时，在使用中有产生气穴腐蚀的危险。
无机型防冻液的优点是生产工艺简单、生产成本较低，缺点是使用寿命相对较短。
有机物、无机物相结合的混合型配方，从总体上看同时具有全有机和无机配方的优点，克服了彼此的缺点，因此是较好的选择，同时也适合中国的国情。
1.1.1、发动机冷却液的类型
冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。
按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型冷却液。
酒精型冷却液是用乙醇作防冻剂，价格便宜，流动性好，配制工艺简单，但沸点较低、易挥发损失、冰点易升高、易燃等，现已逐渐被淘汰；甘油型冷却液沸点高、挥发性小、不易着火、无毒、腐蚀性小，但降低冰点效果不佳、成本高、价格昂贵，用户难以接受，只有少数北欧国家仍在使用；乙二醇型冷却液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。
由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68℃，这种冷却液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点，是一种较为理想的冷却液，目前国内外发动机所使用的和市场上所出售的冷却液几乎都是乙二醇型冷却。
1.美国德士古为首的OAT（有机酸）阵营代表产品就是大名鼎鼎的DEX-COOL冷却液。
国内常见的还有大众的G12（BASFOEM），GM通用的装车冷却液，零售市场上的加德士特效防冻防腐液。
有机酸冷却液不含硅、胺、硼、磷、亚硝酸盐等对人体或者环境有害的物质，同时有机酸不易消耗和分解，因此可以维持比较长的寿命，OAT都是长效冷却液，推荐更换周期5年或者25WKM。
2.日本车系的冷却液.日本车系用的冷却液比较独特，但它们一般都含磷酸盐，对环境有害。
日本车系绝对排斥硅酸盐和亚硝酸盐添加剂。
而我们市面上绝大多数劣质冷却液都含亚硝酸盐，正品冷却液都是硅酸盐型，因此日本车不能更换市面上大部分冷却液。
3.欧洲车系的冷却液。
欧洲是国际上对环保最重视的地区，因此欧洲车使用的冷却液，除了DEX-COOL类型的有机酸冷却液外，绝大多数是复合型的冷却液。
欧洲车冷却液中拒绝胺、硼、磷、亚硝酸盐，但允许含有较低量的硅酸盐以保护铝合金发动机。
1.2、发动机冷却液的组成
防冻剂是防冻液的主要成分，约占防冻液原液的92%～98%，防冻液原液可以根据各地气温的高低，按一定比例与水混合，将冰点控制在适当范围内。
有效的防冻剂是各种有机醇。
各国从50年代以来几乎全部采用乙二醇作为防冻剂。
乙二醇是一种无色、透明、稍有甜味和具有吸湿性的粘稠液体，它能以任何比例与水相溶。
乙二醇的浓度不同时。
冰点亦不同。
乙二醇--水防冻液的冰点同乙二醇质量分数不成线性关系。
它的水溶液的冰点并不完全是随浓度的增加而降低，当浓度超过70%时，冰点反而上升。
在配制过程中，应从实际出发加以合理选择，以达到防冻性及经济性的要求。
缓蚀剂汽车冷却系统一般由铜、铝、铸铁、钢、焊锡组成，乙二醇防冻液在长期工作中会引起冷却系统的材质腐蚀，腐蚀介质是水和乙二醇。
关于水对金属的腐蚀已为人们所熟悉，而乙二醇在常温下不会引起材质的明显腐蚀，但温度升高，乙二醇会被氧化，使酸度增高，生成多种腐蚀性物质：
这些腐蚀物质的析出而引起发动机热传导率下降，致使冷却器管部易堵塞，引起发动机过热，所以，必须在防冻液中添加缓蚀剂。
而且要求添加的缓蚀剂具有用量少及缓蚀效果好的特点。
缓蚀剂可分为两类：
一类是无机化合物缓蚀剂，它包括偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐等。
作为无机化合物缓蚀剂，可使金属表面形成一层致密的钝化膜，能阻滞或防止金属的渗氢和渗酸作用。
另一类是有机化合物缓蚀剂，在防冻液中常作防锈添加剂使用。
常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐等，缓蚀性能较好。
不同成分的金属构件需用不同的缓蚀剂，亚硝酸钠对钢、铸铁的缓蚀效果好，但对焊料产生孔蚀；三乙醇胺、磷酸盐、有机磷酸盐虽对黑色金属缓蚀效果好，但对黄铜、紫铜有腐蚀；硅酸盐是铝优良的缓蚀剂，但极度易水解，形成大量絮状沉淀。
这些单品种缓蚀剂虽成本较低，但难以满足防冻液诸多方面的性能要求。
现在的市售防冻液采用具有协同作用的多种缓蚀物质的复合配方，缓蚀率很高。
目前国外专利中使用的缓蚀剂是多种缓蚀剂复合而成，缓蚀效果很理想。
从近些年来的防冻液专利看，至少有一半以上文献的缓蚀剂组分中有硅酸盐。
虽然硅酸盐不稳定，在使用过程中易析出凝胶，但由于其对Al、Cu、Fe等金属都有较好的保护作用，且价廉易得，完全无毒，因此延用至今。
为避免产生凝胶必须向防冻液中添加少量的硅酸盐稳定剂。
关于稳定剂的报道很多，主要是硅氧烷类，Si2N及Si2P化合物。
各种缓蚀剂对不同的金属有不同的作用，一种缓蚀剂对同一种金属有防腐作用，但它对另一种金属也可能很少或没有防腐作用。
在多种金属存在的条件下，要想达到良好的全面防锈效果，需用多种缓蚀剂来复配。
一般缓蚀剂总加入量为防冻液原液的0.5%～5%。
消泡剂。
汽车运行中，由于车身的跳动和振动，有空气渗入防冻液会产生泡沫，这些溶于防冻液中的空气对乙二醇有氧化作用，这些泡沫附着在器壁上，加剧孔蚀的发生，影响热传导，为此，在防冻液内须加入适量的消泡剂。
消泡剂可以使用硅酮、醇类和失水甘油醚等。
比较好的消泡剂为烷基非离子型表面活性剂。
消泡剂的浓度只要0.001%～0.1%就能达到理想的消泡效果。
着色剂。
在防冻液中加入无毒的水溶性着色剂，以区别于一般的冷却水，这就便于观察汽车发动机冷却系统中的防冻液是否泄露，同时，它还具有指示剂的作用，监视防冻液的酸碱度变化，指示酸度的变化提醒使用者添加原液或进行清洗更换。
着色剂可使用溴甲蓝、酚红、甲基红等，使防冻液呈现一定指示色，一旦发现防冻液超过指示范围，则表明防冻液呈酸性而失去防锈作用。
着色剂的质量分数一般在0.01%～0.005%。
防霉剂。
防冻液在工作状态下由于温度较高，微生物难以繁殖，但在贮存过程中可能引起微生物滋长，使防冻液发霉变质，因此，需要加入微量的杀菌防霉剂，以保证防冻液在1～2年贮存期内不变质。
常用的防霉剂有氯化锌、糖酸、苯甲酸钠。
缓冲剂。
防冻液中所加的缓蚀剂在中性介质中效果较好。
但是防冻液在工作过程中，介质会酸化，pH值下降，使缓蚀剂效果降低，甚至完全失效，因此，防冻液中需要添加缓冲剂，可以在一定程度上使防冻液的pH值稳定在7.5～10范围之间现代汽车的发动机的冷却液除了冷却功能外，还必须解决穴蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀和水垢等四大问题。
冷却液是水与防冻剂的混合物。
由于水的来源不同，其成分和清洁度也不同。
1.不要加井水、污水。
水就其是否溶解有矿物质来说，可分为硬水和软水两种。
硬水中含有铁、钙、镁等离子，未经处理的井水、泉水就属于硬水，如果向发动机中加注这类硬水，经发动机加热蒸发后，就会产生碳酸钙、硫酸钙等化合物，沉淀下来形成水垢。
而水垢，一方面是热的不良导体，另一方面当水垢增加到一定程度时，就会使管路变窄，水的流量随之减少，就会影响发动机散热，造成发动机过热。
而污水中含有泥沙和腐烂的有机物，易腐蚀水箱和缸体水套，影响其使用寿命。
2.不要不管不问。
发动机加注长效冷却液，在工作一段时间后，应打开水盖进行检查，当水箱出现水污、水锈和沉淀物时，应及时更换冷却液。
3.不要缺水运行。
温天气行车，水箱内的冷却液蒸发加快，要时刻注意检查冷却液量，注意观察冷却液温度表。
水箱如果不完全加满，冷却液在水套内循环就存在问题，水温容易升高造成“开锅”。
有的车，加水时不易加满，其水箱位置较发动机低，加水时水箱加水口显示已经加满，但实际上发动机水套内缺水。
如贸然行车，水箱易“开锅”。
对这类车，正确的方法是：
应在加水口显示加满后，启动发动机运转，待发动机温度升高至节温器开启时，水套内空气排出后，水面就会下降，此时再将水箱加满即可。
对于轿车，冷却液液面应位于补偿水桶外表面“高”线和“低”线之间。
4.水箱“开锅”时不要贸然开盖。
因为“开锅”时，水箱内温度很高（至少100℃），压力大，突然开启水箱盖，滚开的水及水蒸气便会向外急速喷出，易烫伤加水者。
出现“开锅”时一般应怠速运转，等发动机温度降下来后再开盖加注冷却液。
如时间紧迫，可先用湿布盖住水箱盖，再用湿毛巾包住手，然后慢慢将水箱盖打开。
另外，加冷却液速度不宜过快，应缓缓加入。
5.加水时不要将水洒到发动机上。
加水时，若将水洒到发动机的火花塞孔座、高压线插孔、分电器上都可能会对跳火有影响；水溅到传动带上也可能导致其打滑；洒到机体上还有可能导致机体变形甚至产生裂纹。
6.不要忘记向冷却液中加防冻剂。
有的驾驶员认为，夏季冷却液中不需要加注防冻剂。
这种想法是错误的。
因为防冻剂可防止冷却液过早沸腾，提高了冷却液的沸点，可防止水箱过早出现“开锅”现象。
另外，防冻剂中还含有防锈剂和泡沫抑制剂。
防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀。
冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。
泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。
7.人体不要接触防冻液。
防冻液及其添加剂均为有毒物质，请勿接触，并置于安全场所。
放出的冷却液不宜再使用，应严格按有关法规处理废弃的冷却液，否则易引起化学反应。
8.不同型号的防冻液不要混合使用。
生成沉淀或气泡，降低使用效果。
在更换冷却液时，应先将冷却系统用净水冲洗干净，然后再加入新的防冻液和水。
用剩的防冻液应在容器上注明名称以免混淆。
有的驾驶员认为，夏季冷却液中不需要加注防冻剂。
这种想法是错误的。
因为防冻剂可防止冷却液过早沸腾，提高了冷却液的沸点，可防止水箱过早出现“开锅”现象。
另外，防冻剂中还含有防锈剂和泡沫抑制剂。
防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀。
冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。
泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。
冷却液使用注意事项
1.要坚持常年使用冷却液，要注意冷却液使用的连续性。
那种只要在冬季使用的观点是错误的，只知道冷却液的防冻功能，而忽视了冷却液的防腐、防沸、防垢等作用。
2.要根据汽车使用地区的气温，选用不同冰点的冷却液，冷却液的冰点至少要比该地区最低温度低10℃，以免失去防冻作用。
3.要针对各种发动机具体结构特点选用冷却液种类，强化系数高的发动机，应选用高沸点冷却液；缸体或散热器用铝合金制造的发动机，应选用含有硅酸盐类添加剂的冷却液。
4.要购买经国家指定的检测站检测合格的冷却液产品，应向商家索要检测报告、质量保证书、保险以及使用说明书等资料，切勿贪便宜购买劣质品，以免损坏发动机，造成不必要的经济损失。
5.冷却液的膨胀率一般比水大，若无膨胀水箱，冷却液只能加到冷却系容积的95％，以免冷却液溢出。
6.如果发动机冷却系原先使用的是水或换用另一种冷却液，在加入新的一种冷却液之前，务必要将冷却系统冲洗干净。
7.不同型号的冷却液不能混装混用，以免起化学反应，破坏各自的综合防腐能力，用剩后的冷却液应在容器上注明名称，以免混淆。
8.在使用后，若因冷却系渗漏引起散热器液面降低时，应及时补充同一品牌冷却液，若液面降低系水蒸发所致，则应向冷却系添加蒸馏水或去离子水，切勿加入井水、自来水等硬水；当发现冷却液中有悬浮物、沉淀物或发臭时，证明冷却液已起化学反应，已变质失去功效，应及时地清洗冷却系统，并全部更换其冷却液。
9.若购买的是浓缩冷却液，如乙二醇型浓缩冷却液，可以按比例添加适量的纯水，以配制出适合本地区气温的冷却液。
第二章发动机冷却液沸点与燃烧的关系
冷却系统所使用的冷却液的沸点设定直接影响着发动机的燃油经济性、加速性、可靠性以及使用寿命。
冷却系统出现故障会带来非常严重的后果。
发动机冷却液所提供的冷却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。
2.1、发动机冷却液功用与沸点质量评
一个正常、高效的冷却系统所使用的冷却液的沸点设定直接影响着发动机的燃油经济性、加速性、可靠性以及使用寿命。
汽车发动机冷却液（简称“冷却液”）是发动机冷却系统中的传热介质，主要用于汽车发动机的冷却、防腐、防垢及防冻等。
为加强对市场上销售的冷却液质量的监督管理。
2.1.1、发动机冷却液的功用
冷却作用。
冷却是冷却液的基本作用。
发动机工作时产生大量的热量，其中60%的热量要通过冷却系统散发到周围空间。
水和甲醇冷却液沸点低，易沸腾，如果车辆在冷却液沸腾条件下工作，即使在很短时间也会造成发动机损坏，甚至瘫痪。
用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。
市场上销售的冷却液，乙二醇浓度一般保持在33～50％之间，也就是冰点在-20℃～-45℃之间，往往根据不同地域的实际需要合理选择，以满足使用要求。
防腐作用。
冷却系统中散热器、水泵、缸体及缸盖、分水管等部件是由钢、铸铁、黄铜、紫铜、铝、焊焊锡等金属组成，由于不同的金属的电极电位不同，在电解质的作用下容易发生电化学腐蚀；同时冷却液中的二元醇类物质分解后形成的酸性产物、燃料燃烧后行的酸性废气也可能渗透到冷却系统中，促进冷却系统腐蚀。
冷却系统腐蚀会使散热器水箱的下水室、喷油嘴隔套、冷却管道、接头以及水箱排管发生故障，同时腐蚀产物杜塞管道，引起发动机过热甚至瘫痪；若腐蚀穿孔，冷却液渗入燃烧室或曲轴箱会产生严重的破坏，因为当冷却液或水与体贴油混合时，产生油污和胶质，削弱润滑，使得阀、液压阀推杆和活塞环黏结。
因而冷却液中都加入一定量的防腐蚀添加剂，防止冷却系统产生腐蚀。
防垢作用。
冷却系统中的水垢来源于水中的钙、镁等阳离子，这些碱土金属阳离子在热负荷条件下，容易与水中的引离子反应生成水垢。
水垢能磨损水泵密封件并覆盖在汽缸体水套外壁，使其导热率下降，并使缸盖高温区温度剧增，引起缸裂。
因此为了减少水垢的生成，冷却液在生产和加注过程中均要求使用经过软化处理的去离子水。
防冻作用。
冬季气温低，为使汽车在冬季低温下仍能继续使用，发动机冷却液都加入了一些能够降低水冰点的物质作为防冻剂，保持在低温天气
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