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引擎持續運轉，會在汽缸周遭累積熱量，當冷卻循環系統失效導致熱量無法散去時，溫度便會持續提高，當溫度超過引擎的耐熱極限後，便會造成引擎的永久損壞。嚴重的便是要引擎大修，必須更換活塞環及各項墊片與磨損零件，通常大修工資會比零件費用更高，而且完修的品質大部份都無法達到原先引擎正常時的狀況。瞭解冷卻系統的運作方式，學會觀察冷卻系統的運作狀況，避免引擎進一步的受損，車主才能逃出這無止境的修車夢靨。

車停隔夜後，車子的引擎及冷卻水溫度降低到與周遭環境一樣，稱為冷車狀態。而當引擎發動後，引擎冷卻水溫度會持續升高，暖車過程會一直持續到恆溫器的設定溫度，這時便可稱熱車程度。暖車過程是冷卻系統會自動去完成的，引擎發動後，車主不需要待在駕駛座等到熱車才開動車輛，這樣只是浪費汽油燃料及製造空氣污染而已。一般是冷車發動引擎後，引擎轉速會超過1500轉，只要等引擎轉速降低並穩定在1000轉以下，這時便可開動車輛。一般夏天冷車發動後，大概等個30秒就夠了，而在冬天氣溫比較低，冷車發動後頂多也只要一分鐘後便可緩慢起步。等車子開上路後，車子慢速持續行駛個1 公里後，便可隨心所欲的加速至道路速限。

整個冷卻系統包含了引擎水套/水沯浦/主水箱/副水箱/恆溫器（調溫器or水龜）/熱水芯/水溫感測器/冷卻風扇，以及連接各部零件的水管鐵管，還有最重要的冷卻水。為了適應各種行車環境，每個零件都有其重要功能，而且是缺一不可。只要有一個零件出問題，便會讓持續運轉的引擎因高溫而損壞。請參考<為什麼我的愛車引擎水溫會偏高? >。

我們來瞭解一下冷卻系統的所有部件的功能。

1. 引擎水套：穿在汽缸周圍的冷卻水道，水道內會充滿冷卻水。汽缸內的油氣燃燒後產生的高溫會由冷卻水吸熱，並透過水沯浦將受熱的冷卻水循環到引擎外面的散熱系統散熱。

2. 水沯浦：會將引擎水套中的高溫冷卻水抽出，然後送達熱水芯及主水箱來散熱降溫後再回流到引擎水套中。通常水沯浦有一個軸承磨耗的洩水口，如果這個洩水口有冷卻水流出，就代表水沯浦的密封軸承已損壞，必須換新的水沯浦。另一種水沯浦的損壞狀況是葉片輪卡死，或者是葉片輪破裂，無法帶動冷卻水循環，一樣必須換新水沯浦。實際案例<Taurus 引擎溫度過高 (水溫逼近紅線) >。

3. 主水箱：冷卻系統在大循環中最重要的散熱設備。主水箱被水垢堵塞或者水沯浦故障，以及恆溫器卡住關閉，冷卻水便無法循環流經主水箱，無法正常散熱。夏天開車，車子冷卻風扇會常常運轉高速段，有可能是主水箱中的細水道被水垢堵塞導致散熱不良，有必要考慮更換新水箱。主水箱通常還會提供冷卻自排變速箱之變速箱油的功能，連接在主水箱上的兩條金屬油管就是直接與變速箱連接。主水箱上的散熱鰭片如果被異物塵土覆蓋，散熱能力也會降低，請參考<DIY 清洗冷凝器/水箱散熱鰭片 提高引擎冷卻系統散熱能力 > 清理。

4. 副水箱：提供水套中冷卻水受熱膨脹後多出來的體積容納的地方。並能透過主水箱及水道的排氣管將整個循環系統中的空氣分離出來。副水箱底部有皺摺，可將冷卻水中的雜質截留在副水箱底部。副水箱通常也會有冷卻水量的感知器<Taurus 副水箱水量感知器的運作原理 >，連接到駕駛座的儀表板警示燈號，當冷卻水有洩漏導致水量不足時，警示燈便會亮起。副水箱蓋有壓力釋放閥及進氣閥，當水溫降低冷卻水體積縮減，負壓會讓進氣閥開啟，使外界空氣進入副水箱。而當冷卻系統溫度異常，系統壓力超過限制時，蓋子上的壓力釋放閥會開啟，讓高溫高壓的空氣或冷卻水排出，防止主水箱爆裂而無法修復。通常更換冷卻水時，副水箱就是加水處。使用多年的塑膠材質副水箱也會產生細微裂縫，造成冷卻水不明的緩慢失水，這部份也要注意。請參考 <Taurus 換副水箱 / Matiz 補排氣管 >。

5. 恆溫器：用來調節冷卻水溫度的自動開關。他是透過恆溫器的開啟與否，來讓冷卻水流經主水箱散熱，完成冷卻系統的大循環。一般恆溫器上都會有標示溫度，這個溫度就是恆溫器的開啟溫度，通常都是當冷卻水溫度上升到開啟溫度時，恆溫器水道才會漸漸開啟，允許少部份冷卻水進入主水箱散熱循環，等水溫再上升提高十幾度，恆溫器所控制的水道才能完全開啟，讓冷卻系統提供最大的散熱能力。冷車的時候，恆溫器的水道是關閉的，冷卻系統的冷卻水只能走小循環，無法由主水箱將引擎水道中帶出的熱量散去，因此汽缸周遭的水套溫度會持續提高，讓引擎水溫儘速昇達熱車溫度。汽車引擎的運轉溫度必須限制在一個合理範圍內，引擎的運轉效率才能達到最大值，進而降低油耗，並且降低燃燒廢氣中會污染環境的廢氣含量（HC, CO, NOx)。太低的水溫容易讓汽缸產生積碳，然後引擎容易爆震無力。另外行車電腦在引擎水溫還沒升到熱車溫度時，會強制多噴一些汽油，加速達到熱車狀態。如果強制拆除恆溫器，或者恆溫器損壞卡在開的位置，那引擎必須花更多時間達到熱車狀態，這就會造成油耗升高。

6. 熱水芯：只要水沯浦正常，引擎冷卻水會持續流經熱水芯，提供空調系統將車內循環空氣加溫的熱量來源。很多車子冷卻水只用清水，這會導致平常都看不到的熱水芯鏽蝕穿孔而漏水，但卻查不到漏水處。

7. 水溫感測器：一般裝置在引擎水套的出口處，用來感測水溫，並傳送電氣訊號給行車電腦及儀表板上的水溫計。大部分的車會有兩個水溫感測器，一個用來提供水溫訊號給行車電腦，另一個則單獨提供水溫訊號到儀表板上顯示水溫。有些車子的水溫感測器會並聯控制水箱散熱風扇。Taurus 三代水溫表指針位置的溫度對照 。

8. 冷卻風扇：用來將車頭的冷空氣吸入引擎室，冷空氣通過主水箱上的散熱鰭片時，便會由鰭片帶走流經其間的高溫冷卻水熱量，讓冷卻水降溫。通常冷卻風扇至少會有兩種轉速，低速段及高速段。在引擎水溫過高時，便會啟動高速段，加快散熱速度。一般有開啟冷氣時，行車電腦便會強制冷卻風扇低速運轉，幫助主水箱及空調系統的冷凝器散熱。而風扇的低速段及高速段是透過風扇電阻（水泥或陶瓷電阻）分攤電壓降，另外由一個風扇繼電器切換要直接供應電瓶電壓（吹高速段），或是透過風扇電阻串連分壓提供較低的電壓運轉（吹低速段）。所以，如果冷卻風扇的低速段不轉，只有在達到高溫時轉高速段，通常都是這個風扇電阻出問題了（燒斷了）。冷卻風扇的啟動條件請見 <Taurus 三代引擎散熱風扇的運轉機制 >。

9. 冷卻水管路：引擎並不是完全固定在車架上的，所以水管不可能完全使用金屬管。為了容許引擎的正常抖動與換檔時的變速箱位移扭力，多數水管是使用耐熱的橡膠管，這樣才不會因為引擎的扭動而讓金屬管產生裂縫漏水。但橡膠管有其使用年限，而且不同產地的橡膠管之耐用度也不同，通常原廠材質的橡膠水管壽命會比較長。橡膠熱水管最常見的爆裂徵兆是水管異常脹大，每次保養時一定要檢查熱水管的狀況，尤其是使用多年的老車。

10. 冷卻水：在冷卻循環系統中冷卻水是最重要的吸熱與散熱媒介，任何部件有裂縫漏水導致水量不足，散熱系統就會出問題，最終導致引擎溫度過高而燒毀。為了讓冷卻水避免在冰點以下的溫度凍結（凍結的水，體積會膨脹，會把主水箱漲破），冷卻水通常會添加水箱精，大幅降低凍結溫度；另外為了提高水沯浦的壽命，會添加潤滑劑潤滑水沯浦軸心；還有為了避免水套等金屬材質鏽蝕，產生金屬氧化物，進而堵塞主水箱水道，必須添加防鏽劑；水箱精也會提高冷卻水的沸點，避免冷卻水提早沸騰，降低散熱能力，甚至是失水（水沸騰成水蒸氣，會由副水箱蓋竄出，最後導致缺水）。

台灣水公司自來水硬度無法跟先進國家相比。在我家鄉的鹿港鎮，自來水雜質率達到320ppm，用自來水燒開水，熱水壺底部都會有礦物質沉澱，如果汽車冷卻水是使用自來水的話，可以想像這些沉澱物最後終將造成主水箱散熱水道堵塞，讓主水箱提早報廢。由台灣中南部越來越多加水站（水質介於3~7ppm) 的設立，不難看出自來水的水質真的有很大的問題。更換水箱水時，水質的選擇也是必須要特別注意的。

冷卻系統的運作方式是由引擎曲軸帶動綜合皮帶，並透過綜合皮帶帶動發電機/動力方向機油沯浦/冷媒壓縮機/水沯浦運轉。水沯浦的持續運轉便會使冷卻系統中的水持續流動走小循環或大循環。至於是走小循環還是大循環，完全是由恆溫器所控制的通道啟閉來決定。水溫不夠時，恆溫器控制的通道關閉，使得冷卻系統走小循環，冷卻水會持續昇溫，等到水溫達到恆溫器的設定溫度時，通道才會 稍微開啟，讓小部份的冷卻水進入大循環。而當引擎在重負荷（爬山路，或超高速行駛），引擎水套中的冷卻水水溫會持續升高，直到恆溫器所控制的通道完全開啟後，大部分的冷卻水都能進入大循環來降低水溫，此時冷卻系統便能獲得最大的散熱能力。

車輛行駛中綜合皮帶斷掉了，發電機無法發電，儀表板中的發電機警示燈會先被點亮，而車子的電瓶應該還有剩餘的電力可以供應車子的所需，讓駕駛來得及開到汽修廠更換皮帶。而動力方向機油沯浦不轉，只是方向盤的動力補助喪失，方向盤會變成很重手，慢速轉彎時很吃力。冷媒壓縮機不轉，就只是無法吹冷氣。但是，水沯浦不轉，引擎水套內的冷卻水無法循環出去散熱，不到三分鐘，引擎水套中的冷卻水便會過熱，進而導致冷卻水高溫沸騰，副水箱壓力過大，然後將副水箱中的冷卻水由副水箱蓋排出車外，最後缺水，引擎運轉到將汽缸床墊片燒毀，接著車子就拋錨了，必須大修。

養成每個星期檢查一次車子的情況，包含冷車機油量，冷卻水量，煞車油量，電瓶液面高度，至少能降低車子拋錨在路上的機率。每次車輛保養換機油時，順道檢查一次各橡膠水管狀態，還有各水管接頭是否有水痕，水沯浦有沒有漏水，這可以大幅降低路上爆水管的拋錨風險。

車輛行駛中，一旦遇到引擎冷卻水溫度升高到接近紅線區時，駕駛必須特別注意，必須儘快釐清到底是(A)水沯浦失效了，還是(B)恆溫器卡在關閉狀態，還是單純的(C)散熱水箱散熱不良，還是最普遍的(D)冷卻系統缺水了。

(A) 水沯浦失效：這種狀況可以由儀表板的水溫觀察出來。冷車發動後，沒有十分鐘，水溫表就來到紅線區。因為水沯浦的葉輪無法帶動冷卻水循環，在引擎水套中的冷卻水很快的就會被加熱到一百多度，甚至是沸騰成高溫蒸氣，如果蒸氣被卡在水套頂端，便會有同體積的冷卻水硬是被排擠，然後由副水箱蓋子的洩壓閥流出。車主會發現常常要補充冷卻水。這種狀況必須儘速進場更換水沯浦。

(B) 恆溫器卡在關閉狀態：引擎可以正常暖車，但是引擎溫度會持續升高，只是昇高的速度沒有水沯浦失效的昇溫速度快。如果不理他，溫度還是會達到紅線區，引擎最後還是會報廢。這種狀況同樣的還是要儘速進場更換恆溫器。

(C) 散熱水箱散熱不良：散熱水箱的水道要完全堵塞的機率很低，但是水道被水垢佔據後，水道會縮小，冷卻水的流量降低，而且水垢也會阻隔熱量的傳導，散熱能力會大幅降低。這可由觀察特定路段的最高水溫來判斷。例如每天在上班途中的高速公路定速行駛。往常都是冷卻水溫度指針都維持在水平位置，近來冷卻水溫度指針常常爬到中線，停車前都可發現冷卻風扇都是以高速段運轉。這種狀況，車子並不會有大問題，但是長期來說引擎溫度會偏高，風扇持續高速運轉，發電機容易衰竭，電瓶常常充電不足，引擎室線組及熱水管/真空管持續高溫，橡膠塑膠零件易脆化，缺點很多。建議還是盡早將散熱水箱換新，才能讓引擎維持在最佳狀態。

(D) 冷卻系統缺水：一般都是有地方會漏水，造成冷卻水常常短缺。如果不將漏水的原因徹底解決時，自己開的時候都有在注意補水，但當車子借給親朋好友時，通常親朋好友便會將車子開到引擎過熱，讓自己的愛車逃不過引擎大修的命運。

本文是非汽修專業的我對於汽修DIY的熱愛之餘，整理現今我對於汽車冷卻循環系統的所有認識。其中有不少是我親身的經歷，在此提供給有興趣汽修DIY的網友參考，希望能讓網友也能逃離這無止境的修車夢靨。 

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