據(jù) Tom's Hardware 報道，瑞士聯(lián)邦洛桑理工學(xué)院的研究團(tuán)隊成功讓量子處理器的溫度降至 100 毫開爾文（mK），即零下 273°C。相比之下，太空的平均溫度約為 2.7 開爾文（零下 270.45 °C）。
為什么科學(xué)家們要如此執(zhí)著于冷卻系統(tǒng)呢？據(jù)IT之家了解，其實(shí)和傳統(tǒng)計算機(jī)一樣，量子計算機(jī)在運(yùn)行過程中也需要持續(xù)的散熱。但傳統(tǒng)電腦風(fēng)扇并不適用于量子計算機(jī)，因為進(jìn)行量子計算的關(guān)鍵部件 —— 量子比特，需要盡可能接近絕對零度才能穩(wěn)定工作，否則熱量會對其造成干擾。因此，如何更方便、高效地為量子計算機(jī)散熱一直是該領(lǐng)域的一大難題。
該研究團(tuán)隊巧妙地將組件產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而為系統(tǒng)持續(xù)制冷。更令人興奮的是，這種新型制冷裝置不僅能利用現(xiàn)有零部件進(jìn)行制造，其效率也與傳統(tǒng)電腦散熱器不相上下。
這項突破無疑是量子計算機(jī)領(lǐng)域的一大突破性進(jìn)展，將極大促進(jìn)量子計算機(jī)的研發(fā)進(jìn)程，并幫助研究人員更輕松地維持量子元件的低溫狀態(tài)。不過，想要用這種神奇的散熱器來暢玩最高畫質(zhì)的《賽博朋克 2077》，恐怕還需要一些時日。
動機(jī)冷卻系統(tǒng)是維持發(fā)動機(jī)正常溫度，保證發(fā)動機(jī)正常工作的重要系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，故障點(diǎn)不多，但是很多車主朋友對它有一定的誤解，認(rèn)為水溫低一點(diǎn)比高一點(diǎn)好，冷卻液不重要，加普通的自來水就行，等等。今天老侯系統(tǒng)的講一講冷卻系統(tǒng)，給各位車主朋友洗洗腦。
冷卻系統(tǒng)的功用是使發(fā)動機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機(jī)過熱，也要防止冬季發(fā)動機(jī)過冷。在發(fā)動機(jī)冷起動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。
發(fā)動機(jī)過熱的危害
(1)降低充氣效率，使發(fā)動機(jī)功率下降；
(2)爆燃的傾向加大，使零件因承受額外沖擊性負(fù)荷而造成早期損壞；
(3)運(yùn)動件的正常間隙被破壞，運(yùn)動阻滯，磨損加劇，甚至損壞；
(4)潤滑情況惡化，加劇了零件的摩擦磨損；
(5)零件的機(jī)械性能降低，導(dǎo)致變形或損壞。
發(fā)動機(jī)過冷的危害
(1)進(jìn)入氣缸的混合氣(或空氣)溫度太低，可燃混合氣品質(zhì)差，使點(diǎn)火困難或燃燒遲緩，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降，燃料消耗量增加；
(2)燃燒生成物中的水蒸汽易凝結(jié)成水而與酸性氣體形成酸類，加重了對機(jī)體和零件的侵蝕作用；
(3)未汽化的燃料沖刷和稀釋零件表面(氣缸壁、活塞、活塞環(huán)等)上的油膜，使零件磨損加劇。
根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，發(fā)動機(jī)的冷卻方式有風(fēng)冷式和水冷式兩種。 現(xiàn)在大部分發(fā)動機(jī)都是使用水冷式，風(fēng)冷式只在一些特種車輛、部分工程機(jī)械以及摩托車上使用。所以今天只說說水冷卻系統(tǒng)。
汽車發(fā)動機(jī)的水冷系統(tǒng)均為強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強(qiáng)制冷卻液在發(fā)動機(jī)中循環(huán)流動。這種系統(tǒng)包括水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及其他附加裝置等
工作情況：
強(qiáng)制循環(huán)式水冷卻系是用水泵把該系統(tǒng)的冷卻液加壓，使之在水套中流動，冷卻水從氣缸壁吸收熱量，溫度升高，熱水向上流入氣缸蓋， 繼而從缸蓋流出并進(jìn)入散熱器。由于風(fēng)扇的強(qiáng)力抽吸作用，空氣從前向后高速流過散熱器，不斷地將流經(jīng)散熱器的水的熱量帶走。冷卻了的水由水泵從散熱器底部重新泵入水套。水在冷卻系中不斷循環(huán)。為了控制冷卻水溫度，冷卻系中設(shè)有冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，如百葉窗、節(jié)溫器和風(fēng)扇離合器等。
散熱器即我們常說的水箱，分為縱流式和橫流式兩種。大多數(shù)新型轎車均采用橫流式散熱器，這可以使發(fā)動機(jī)罩的外廓較低，有利于改善車身前端的空氣動力性。
散熱器蓋安裝在加水口上。 散熱器蓋上帶有蒸汽—空氣閥。 使冷卻系的壓力高于大氣壓力，冷卻水的沸點(diǎn)有所提高。 蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達(dá)到126kPa~137kPa時，閥門開啟，部分水蒸汽經(jīng)泄氣管排入大氣，避免損壞散熱器。 空氣閥在散熱器內(nèi)氣壓降到 99kPa~87kPa時，空氣閥打開，散熱器與大氣相通，防止散熱器芯被大氣壓壞。
膨脹水箱多用半透明材料(如塑料)制成。膨脹水箱的上部用一個較細(xì)的軟管與水箱的加水管相連，底部通過水管與水泵的進(jìn)水側(cè)相連接，通常位置略高于散熱器。 把冷卻系變成永久性封閉系統(tǒng)，避免空氣進(jìn)入，使冷卻系中水、汽分離，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力穩(wěn)定，提高了水泵的泵水量。
補(bǔ)充冷卻液：膨脹水箱上有兩條刻線，冷卻液應(yīng)加到上刻線(FULL)，當(dāng)液面下降到下刻線(LOW)時，應(yīng)及時補(bǔ)充。
水泵的功用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動。現(xiàn)在汽車發(fā)動機(jī)廣泛采用離心式水泵。
風(fēng)扇的功用是當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時吸進(jìn)空氣使其通過散熱器，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力，加快冷卻液的冷卻速度。。
很多轎車發(fā)動機(jī)的水冷系采用電動風(fēng)扇，所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)。在有些電控系統(tǒng)中，電動風(fēng)扇由電腦控制。當(dāng)發(fā)動機(jī)停機(jī)后，由于水溫偏高，所以電動風(fēng)扇還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一段時間，以便更好地為發(fā)動機(jī)散熱。
前面說了， 要保證發(fā)動機(jī)在最佳的溫度下工作，不出現(xiàn)過熱過冷現(xiàn)象，就必須能根據(jù)使用條件的變化自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)冷卻強(qiáng)度。
冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)方法： 一是改變流經(jīng)散熱器的空氣流量和流速； 二是改變冷卻液的流量和循環(huán)路線。
節(jié)溫器的作用：是隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷和水溫的大小而自動改變冷卻液的流量和循環(huán)路線，保證發(fā)動機(jī)在適宜的溫度下工作，減少燃料消耗和機(jī)件的磨損。
水冷卻系的大循環(huán)
冷卻水經(jīng)水泵—水套—節(jié)溫器—散熱器，又經(jīng)水泵壓入水套的循環(huán)，其水流路線長，散熱強(qiáng)度大，稱水冷卻系的大循環(huán)。
水冷卻系的小循環(huán)
冷卻水經(jīng)水泵—水套—節(jié)溫器后不經(jīng)散熱器，而直接由水泵壓入水套的循環(huán)，其水流路線短，散熱強(qiáng)度小，稱水冷卻系的小循環(huán)。
車?yán)鋮s系統(tǒng)圖解，汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理
汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的主要工作是將熱量散發(fā)到空氣中以防止發(fā)動機(jī)過熱，那么，汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理是怎樣的呢。下面小編通過汽車?yán)鋮s系統(tǒng)圖解形式給大家做一些原理介紹。
汽車?yán)鋮s系統(tǒng)分為兩種類型：
液冷和風(fēng)冷。液冷液冷汽車的冷卻系統(tǒng)通過發(fā)動機(jī)中的管道和通路進(jìn)行液體的循環(huán)。當(dāng)液體流經(jīng)高溫發(fā)動機(jī)時會吸收熱量，從而降低發(fā)動機(jī)的溫度。液體流過發(fā)動機(jī)后，轉(zhuǎn)而流向熱交換器(或散熱器)，液體中的熱量通過熱交換器散發(fā)到空氣中。風(fēng)冷某些早期的汽車采用風(fēng)冷技術(shù)，但現(xiàn)代的汽車幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發(fā)動機(jī)中進(jìn)行液體循環(huán)，而是通過發(fā)動機(jī)缸體表面附著的鋁片對氣缸進(jìn)行散熱。一個功率強(qiáng)大的風(fēng)扇向這些鋁片吹風(fēng)，使其向空氣中散熱，從而達(dá)到冷卻發(fā)動機(jī)的目的。因為大多數(shù)汽車采用的是液冷，管道系統(tǒng)汽車中的冷卻系統(tǒng)中有大量管道。
泵將液體輸送至發(fā)動機(jī)缸體后，液體便開始在氣缸周圍的發(fā)動機(jī)通道里流動。接著，液體又通過發(fā)動機(jī)的氣缸蓋返回恒溫器位于液體流出發(fā)動機(jī)的位置。如果恒溫器關(guān)閉，則液體將經(jīng)過恒溫器周圍的管道直接流回到泵。如果恒溫器打開，液體將首先流入散熱器，然后再流回泵。
汽車?yán)鋮s系統(tǒng)圖解
加熱系統(tǒng)也有一個單獨(dú)的循環(huán)過程。該循環(huán)從氣缸蓋開始輸送液體，使其流經(jīng)加熱器風(fēng)箱，然后又流回泵。對于配備有自動變速器的汽車，通常會有一個獨(dú)立的循環(huán)過程來冷卻內(nèi)置于散熱器的變速器油液。變速器油液由變速器通過散熱器內(nèi)另一個熱交換器抽吸得到。液體汽車可以在遠(yuǎn)低于零攝氏度到遠(yuǎn)高于38℃的寬泛溫度范圍內(nèi)工作。
因此，不管使用何種液體對發(fā)動機(jī)進(jìn)行降溫，其必須具有非常低的凝固點(diǎn)、很高的沸點(diǎn)以及能吸收大量熱量。水是吸收熱量的最有效的液體之一，但水的凝固點(diǎn)太高，不適用于汽車發(fā)動機(jī)。大多數(shù)汽車使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液(c2h6o2)，也稱為防凍液。通過將乙二烯乙二醇添加到水中，可以顯著提高沸點(diǎn)、降低凝固點(diǎn)。
每當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，水泵就會使液體進(jìn)行循環(huán)。類似于汽車中使用的離心泵水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時通過離心力將液體輸送到外面，并從中部持續(xù)抽吸液體。泵的入口位于離中心較近的位置，因此從散熱器返回的液體可以接觸到泵葉片。泵葉片將液體送至泵的外部，液體由這里進(jìn)入發(fā)動機(jī)。從泵流出的液體首先流經(jīng)發(fā)動機(jī)缸體和氣缸蓋，然后流入散熱器，最后返回到泵。發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)缸體和氣缸蓋具有許多通過鑄造或機(jī)械加工而成的通道，以便于液體流動。
如果這些管道當(dāng)中液體的流動很平穩(wěn)，則只會直接冷卻與管道接觸的液體。從管道中流動的液體傳導(dǎo)至管道熱量的多少取決于管道和接觸管道的液體之間的溫度差異。因此，如果與管道接觸的液體得到快速冷卻，那么傳輸?shù)臒崃繒容^少。通過在管道內(nèi)制造湍流，混合所有液體，將與管道接觸的液體保持高溫以吸收更多熱量，從而使管道內(nèi)的全部液體得到有效地利用。
變速器冷卻器跟散熱器內(nèi)的散熱器很相似，不同的只是油液不是與空氣交換熱量，而是與散熱器當(dāng)中的冷卻液交換熱量。壓力水箱蓋壓力水箱蓋可以將冷卻液的沸點(diǎn)提高25℃。
恒溫器的主要作用是使發(fā)動機(jī)快速升溫，并保持恒溫。它是通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的水量而實(shí)現(xiàn)的。在低溫情況下，散熱器的出口將完全被阻塞，即所有的冷卻液經(jīng)由發(fā)動機(jī)進(jìn)行再次循環(huán)。冷卻液的溫度一旦升高到82-91℃之間，恒溫器便會打開，從而使液體流經(jīng)散熱器。當(dāng)冷卻液的溫度達(dá)到93-103℃時，恒溫器將一直保持打開狀態(tài)，這就是汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理。
冷卻風(fēng)扇與恒溫器類似，必須對冷卻風(fēng)扇加以控制以使發(fā)動機(jī)保持恒溫。前輪驅(qū)動汽車裝有電扇，因為發(fā)動機(jī)通常橫向安裝，即發(fā)動機(jī)的輸出朝向汽車的一側(cè)。
風(fēng)扇可以通過恒溫開關(guān)或發(fā)動機(jī)計算機(jī)進(jìn)行控制，這些風(fēng)扇將在溫度升高到超過設(shè)定點(diǎn)時打開。當(dāng)溫度降到低于設(shè)定點(diǎn)時，這些風(fēng)扇將會關(guān)閉。冷卻風(fēng)扇配備縱向發(fā)動機(jī)的后輪驅(qū)動汽車通常裝有發(fā)動機(jī)驅(qū)動冷卻風(fēng)扇。這些風(fēng)扇具有恒溫控制粘性離合器。該離合器位于風(fēng)扇的中心，被散熱器流出的氣流所包圍。這類特殊的粘性離合器有時更像是全輪驅(qū)動汽車的粘性耦合器。當(dāng)汽車過熱時，打開所有車窗，并且在全速運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇時運(yùn)行加熱器。這是因為加熱系統(tǒng)實(shí)際上是一個二級冷卻系統(tǒng)，可以反映汽車上主冷卻系統(tǒng)的情況。
加熱器管道系統(tǒng)位于汽車儀表板的暖氣風(fēng)箱實(shí)際上是一種小型散熱器。該加熱器風(fēng)扇使空氣流過暖氣風(fēng)箱，然后再進(jìn)入汽車的乘客艙。加熱器風(fēng)箱類似于一種小型散熱器。加熱器風(fēng)箱從氣缸蓋吸取出熱的冷卻液，然后又使其重新流回泵中，因此，加熱器在恒溫器打開或關(guān)閉時均可以運(yùn)行。
汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理
發(fā)動機(jī)是如何冷卻的？
發(fā)動機(jī)除了要有潤滑系統(tǒng)減少零件間的摩擦外，還必須要有個冷卻系統(tǒng)，適時將受熱零件的部分熱量及時散發(fā)出去，以保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。發(fā)動機(jī)冷卻有水冷和風(fēng)冷兩種方式，現(xiàn)在一般車用發(fā)動機(jī)都采用水冷式。發(fā)動機(jī)水冷式冷卻系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、補(bǔ)償水箱、節(jié)溫器、發(fā)動機(jī)機(jī)體、氣缸蓋水套等部分組成。
那是怎么進(jìn)行冷卻的呢？通過汽車?yán)鋮s系統(tǒng)圖解我們了解到發(fā)動機(jī)通過水泵使環(huán)繞在氣缸水套中的冷卻液加快流動，通過行駛中的自然風(fēng)和電動風(fēng)扇，使冷卻液在散熱器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷卻液再次引入到水套中，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的冷卻。
其實(shí)冷卻系除了對發(fā)動機(jī)有冷卻作用外，還有“保溫”的作用，因為“過冷”或“過熱”，都會影響發(fā)動機(jī)的正常工作。這個過程主要是通過節(jié)溫器實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)冷卻系“大小循環(huán)”的切換。什么是冷卻系統(tǒng)的大小循環(huán)？可以簡單理解為，小循環(huán)的冷卻液是不通過散熱器的，而大循環(huán)的冷卻液是通過散熱器的。
汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理就介紹到這兒了，汽車中的發(fā)動機(jī)在適當(dāng)?shù)母邷貭顟B(tài)下運(yùn)行狀況最好。如果發(fā)動機(jī)變冷，就會加快組件的磨損，從而使發(fā)動機(jī)效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷卻系統(tǒng)的另一重要作用是使發(fā)動機(jī)盡快升溫，并使其保持恒溫。