散热器作为柴油机冷却系中的重要部件，它的散热能力在很大程度上决定了冷却系统的工作温度。康明斯柴油机水散热器通常是封闭直流强制循环铜质管带式。散热器芯部结构为管带式，芯管(即冷却水管)呈扁平形，以减少空气阻力，增加散热面积。散热带为波浪形，其上开有按规则排列的许多小窗口，增加了空气紊流，提高了散热效率。
在高速柴油机水冷系统的循环水中，往往含有少量的空气和蒸汽。这些空气和蒸汽来源的主要原因包括由于结构设计的限制，柴油机水套中和某些零件内部有“死区”存在，积滞了一部分空气在加注过程中，总有部分空气吸附在冷却液中加注进系统；柴油机在高负荷工作时，冷却水在高温区产生沸腾而出现蒸汽泡，当蒸汽泡增多连成一片时就形成气囊；水管接头水泵本身密封不良时，空气渗入到冷却系统的内部形成空气泡柴油机燃烧时燃烧压力很高，气缸垫稍有密封不良，或缸盖螺栓稍有松动，高压燃气就很容易从气缸内窜入冷却系统中而形成气囊在冷却系统中，若冷却液面太低，在冷却系统的空间也会存在大量的空气。这些气体如果不能排出就会在冷却液循环时产生气阻。气阻对柴油机危害是相当大的：①水泵在工作时，气体和冷却液一起循环而减少了水的流量，引起柴油机内部温度升高，至会造成柴油机过热，导致柴油机水套内局部沸腾，致使局部的热应力猛增。②在冷却液中残留的空气会造成局部冷却不均匀，以及燃烧的废气溶解在冷却液中易形成酸，引起零件生锈和腐蚀，使零件的寿命缩短。③渗入的气体会使缸套、水泵产生穴蚀而加速损坏。
为了解决水泵产生穴蚀，散热器上水室低、去除冷却系统中的空气和水蒸气等问题，康明斯柴油机采用了高位后置式强制除气装置——膨胀水箱，膨胀水箱的主要功能是：
1)在冷却回路中提供冷却液的膨胀空间(即作为膨胀室)，使冷却液和空气分离，驱除水路中的气体，消除冷却液的气阻。
2)容纳从散热器溢流出来的冷却液，并使之流回到冷却系统中去，防止冷却系统中冷却液的减少。这对于加注防冻液、防锈剂的冷却系统更为重要，因为一般柴油机的冷却系统中如果没有膨胀水箱，水受热膨胀后，水蒸气将通过散热器的蒸汽阀排出；且随着时间的推移，冷却液逐渐减小，而膨胀水箱可减少冷却液的损耗。膨胀水箱也可用于贮存因柴油机熄火之后发生的后沸腾而失去的冷却水。柴油机在长时间热运转或高速大负荷运转后，立即停止运转或怠速运转时就会发生后沸腾现象。这是因为此时冷却液停止或大大减慢了循环速度，使冷却液的热量散发不出而产生了后沸腾。总之，膨胀水箱能避免冷却液的损失。
膨胀水箱在冷却系中的布置：膨胀水箱与散热器并联在水路中，并高于散热器，其位置越高，对抑制气囊形成的作用越有利，但对系统的耐压性要求也越高，一般膨胀水箱的底部至少高于出水总管600mm。
冷却系统的最低压力出现在水泵叶轮进口处，所以膨胀水箱通过平衡管和水泵的进口处相连，以防止该处压力下降。膨胀水箱由于设置的位置比柴油机水路中任何一点都高，利用它的水位压力就可以部分甚至全部平衡水泵吸水处可能产生的真空度，这有利于减少水泵叶轮和壳体上的穴蚀，延长水泵的使用寿命。在散热器的上水室容易发生气滞的地方利用除气管与膨胀水箱相连，这有利于把空气引至膨胀水箱，使气水分离。一般在缸盖出水管的一端也接有除气管，该位置是缸盖水套的最高点。冷却系统大循环开始后，水混合物流经除气管进入膨胀水箱，气(汽)水混合物进入膨胀水箱后发生分离，并使气(汽)体排除，维持系统压力在一定的范围。不含气(汽)体的冷却液从水箱底部流经回水管回到水泵进水口，重新参加循环。
工作时，被柴油机加热的冷却液具有膨胀空间，很少从溢流管滴漏出去，从而避免冷却液的损失。膨胀水箱提供一定量的冷却液储备，可保证长期不需加水，也便于添加冷却液，在这个闭式冷却系统中，冷却液在散热器和膨胀水箱之间来回流动，虽然膨胀水箱中冷却液液面有时升高或降低，但散热器中总是充满冷却液。同时，在强制除气循环中，除气管口径与同水管口径的匹配很重要，除气管口径过大，则除气循环流量增加，回水流量加大，气(或蒸汽)水混合物在膨胀水箱中的除气时间减少，部分气泡未来得及排入膨胀空间又被带回柴油机水套中，除气不净；除气管口径过小，则除气循环流量减小，部分气体或蒸汽无法进入除气循环中，而被大循环或小循环带走，同样产生除气不净。因此柴油机除气管与回水管是经过多次试验选定的，不能随意用其他口径的管子代替。坪地柴油发电机
带有膨胀水箱的冷却系统中，散热器盖基本上是永久安装而不拆卸的，只有在大修时，彻底清洗冷却系统才可拆开。当仅仅是为了检查冷却液液面高度或添加冷却液时，不应拆下散热器盖。液面高度可在膨胀水箱上检查(一般在膨胀水箱上都作有标记，以指出正常的、热的和冷的冷却液的液面位置)，冷却液可从膨胀水箱加入。
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