汽车构造(上)第6章发动机冷却系统.ppt

1 冷却系统 能力知识目标 能描述水冷却系统的循环路线和控制水温的方法 冷却系统的作用和类型 水冷却系主要部件的构造 2 2 发动机冷却的原因 发动机燃烧过程中 温度可达2000 2500 其中运动机件如气缸 活塞 活塞环 气缸盖等部件将因高温膨胀而 破坏正常配合间隙 因润滑油在高温下失效而卡死 因高温导致机械强度降低甚至损坏 发动机工作过程因高温导致吸气量减少甚至燃烧不正常而使发动机动力性 经济性指标下降 因此发动机不可以在过热条件下工作 3 发动机冷却的原因 发动机若过冷 散热损失增加 对柴油机 机油粘度较大 摩擦功率损失较大 导致发动机动力性 经济性指标也降低 对汽油机 已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱 稀释了机油而影响润滑 结果也使发动机动力性 经济性指标下降 磨损加剧 因此 发动机也不能在过冷条件下工作 4 发动机冷却系统分类 按照冷却介质 汽车冷却方式分为 风冷和水冷 5 风冷发动机外形图 6 风冷发动机 风冷发动机的气缸盖 气缸体均用散热良好的铝合金制造 并均布散热片散热片上部比下部长 以加强散热效果安装导流罩 以有效利用空气流 安装分流板 以保证各缸冷却均匀 散热片 气缸导流罩 导流罩 分流板 7 风冷系统的优缺点 优点 结构简单 使用和维修方便 重量轻 故障少 无需特殊保养对地理环境和气候环境的适应性强 冷起动后暖机时间短 维护简便 缺点 冷却效果不好 发动机不能原地起动 功率消耗大 噪声大 对气温变化不敏感 现代汽车大部分不采用风冷形式 1 8 水冷却系统 水冷却系一般指强制循环水冷系 汽车发动机就采用强制循环水冷却系统 水冷却系的最大优点是冷却强度高 发动机内部和外部冷却较均匀 冷却水路设计自由度大等 最大缺点是容易漏水 需要经常维修等 强制循环水冷系主要由水泵 散热器 冷却风扇 节温器 补偿水桶 发动机机体和气缸盖中的水套以及其它附属装置组成 如下图所示 9 组成 散热器风扇水泵补偿水箱水套 水冷系统 返回 10 水冷却系统的组成 11 水冷却系统 冷却水在强制循环水冷系中的流动图 12 水冷却系统的循环 1 散热器底部经过冷却的冷却水经水泵加压 2 经过分水管进入发动机机体的冷却水套 3 吸热后向上流入气缸盖水套 再次吸热后经节温器主阀门通过出水软管进入散热器 4 对着散热器的冷却风扇加速流经散热器芯的空气 促使热水加速冷却 5 然后经进水软管被水泵吸入 13 发动机冷却水路 14 冷却液 冷却液俗称 防冻液 或 不冻液 是发动机正常运转时的散热介质 直接影响汽车的使用寿命防冻剂成分可分酒精型 甘油型 乙二醇型等 冷却液的作用 现在国际上普遍使用乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇 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 15 冷却液的成分 冷却水 最好使用软水 含盐量低 如雨 雪 蒸馏水 防冻液作用 防止结冰 提高沸点 16 冷却强度调节 1 通过改变散热器的空气流量来调节冷却强度百叶窗 当冷却水温度过低时 将百叶窗关闭 减少流经散热器的空气量风扇离合器 根据发动机温度控制风扇的转速 调节风扇的风量来改变通过散热器的空气流量 2 通过改变散热器的冷却水流量来调节冷却强度节温器 节温器装在冷却水循环的通路中 根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线 大循环和小循环 以达到调节冷却系的冷却强度 17 水冷系主要部件的构造 一 水泵水泵的功用是对冷却水加压 加速冷却水在冷却系中的循环流动 一般采用离心式水泵 与冷却风扇同轴 并由风扇皮带轮带动旋转 当水泵叶轮旋转时 水泵中的水在离心力作用下被甩向叶轮边缘 同时产生一定的压力 压力高的冷却水从壳体边缘出水管流出 在叶轮的中心处 由于压力下降形成真空 因此水泵的进水管设在此 18 19 水泵外形图 20 水泵外形图 21 水泵安装示意图 22 水泵的典型结构 EQ6100 1型发动机的水泵如下图 1 水泵外壳 2 叶轮 3 密封垫圈 6 水封皮碗 7 弹簧 8 衬垫 9 泵盖 10 水封座圈 11 球轴承 12 水泵轴 13 半圆键 14 凸缘盘 15 轴承卡环 16 隔离套筒 17 滑脂嘴 18 水封环 19 管接头 23 散热器 二 散热器分纵流式和横流式两种 大多数轿车采用横流式 其主要组成部分分为上储水室和下储水室 散热器芯 上储水室顶部有加水口 用散热器盖盖住 24 功用 增大散热面积 加速水的冷却 散热器构造 组成 上贮水室下贮水室散热器芯散热器盖 25 散热器芯 散热器芯分两种 管片式和管带式传统的散热器芯由黄铜制造 现在大多用铝制造 有些散热器的进出水室由复合塑料制造 大大减轻了重量 26 散热器盖 27 散热器盖的作用 正常时将水冷系统密封 以防冷却水溅出 具有空气 蒸汽阀的功用 1 水冷系统过热而使水蒸气多时 导致系统压力增高 会使散热器芯涨破 此时散热器盖中的蒸汽阀打开 多余的水蒸气经溢流管流入补偿水桶 2 当水冷系统过冷而使水蒸气凝结 冷却系统压力降低 可能导致散热器芯压瘪而破裂 此时散热器盖中的空气阀打开 空气补充入散热管中 因此 散热器盖具有使密封加压的水冷系压力稳定的作用 1 28 补偿水桶 发动机冷却系统都采用了自动补偿封闭式散热器 其特点是在散热器右侧有一个补偿水桶 储液罐或副水箱 作用 减少冷却液的损失司机一般不用经常检查冷却液的液面 只有当温度低于50 时 液面要高于 DI 线 29 补偿水箱的外形图 30 功用 当冷却液受热膨胀时 部分冷却液流入补偿水箱 当冷却液温度降低时 部分冷却液又被吸回散热器 保证冷却液不会流失 材料 由塑料制造并用软管与散热器加冷却液口上的溢流管连接 补偿水箱 冷却液液面应在补偿水桶的 低 线和 高 线之间 31 节温器 节温器是控制冷却水流动路径的阀门作用是根据冷却水温的高低 打开或关闭冷却水通向散热器的通道 调节冷却系统的冷却强度 32 节温器结构 节温器分为蜡式节温器与折叠式节温器 东风EQ6100 1型双阀型蜡式节温器结构图 推杆3的上端固定于支架1的中心处 下端插入胶管5的中心孔中 胶管与节温器外壳7之间形成的腔体内装满精致石蜡4 33 节温器的工作原理 常温时 石蜡呈固态 弹簧8将主阀门2推向上方 使之压紧在阀座上 主阀门关闭 副阀门6上移而开启 来自发动机气缸盖出水口的冷却水 经水泵又流回气缸体水套中 进行小循环冷却 当水温低于76 c时 节温器主阀门关闭 副阀门打开 冷却水不流经散热器 只在气缸水套与水泵之间循环 称为小循环 加快发动机暖机过程 34 节温器的工作原理 发动机水温升高时 石蜡变成液态 体积膨胀 迫使胶管压缩 而对推杆锥状端头产生向上举力 但推杆上端固定 因此其反作用力迫使胶管 节温器外壳向下移动 主阀门逐渐开大 副阀门逐渐关小 当水温高于86 c时 主阀门开启 水温超过105 c时 主阀门完全打开 副阀门完全关闭 此时来自气缸盖出水口的冷却水沿出水管全部进入散热器 称为发动机的大循环冷却方式 35 节温器的工作原理 36 节温器的安装 一般发动机的冷却水都是由机体流进 从气缸盖流出 大多数节温器布置在气缸盖的出水管路中 这种布置的优点是结构简单 容易排除水冷系中的气泡 缺点是工作时会产生振荡现象 如 在冬季起动发动机时 由于冷却水温度低 节温器关闭 冷却水进行小循环 温度很快升高 节温器又开启 这时 散热器内的低温冷却水流入机体后 使冷却水又冷了下来 节温器重新关闭 等到冷却水再度升高 节温器又再次打开 直到全部冷却水的温度稳定之后 节温器才趋于稳定不再反复开闭 这种现象称为节温器的振荡现象 当出现振荡现象时 将增加汽车燃油消耗量 37 节温器的安装 为避免节温器的振荡现象