汽车发动机冷却系

1、发动机冷却系统,2021/1/22,第2页,冷却系的功用及组成,功用：使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。 冷却系既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。 发动机过热：工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、可靠性及耐久性的全面下降。 发动机过冷：散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加剧，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率增加,2021/1/22,第3页,发动机冷却系统有水冷和风冷两种，一般大多数车上采用水冷系统。 水冷系统均为强制循环水冷系统。 水冷系统的主要组成部件： 水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、水套等,第4页,风

2、冷 系,利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作,一、工作机理,二、结构,发动机气缸和气缸盖采用传热较好的铝合金铸成，结构简单、重量轻、故障少，无需特殊保养，但是由于材料质量要求高，冷却不够均匀，工作噪音大等缺点，目前在汽车上很少使用,2021/1/22,第5页,水冷系统组成,2021/1/22,第6页,2021/1/22,第7页,上贮水箱,散热器盖,风扇,节温器,水温表,水套,水套,分水管,水泵,放水开关,下贮水箱,百叶窗,散热器,循环路径,2021/1/22,第8页,冷却液,冷却液是水与防冻剂的混合物。 冷却液

3、用水最好是软水，否则将在发动机水套中产生水垢，使传热受阻，易造成发动机过热。 冷却液中要加入防冻剂。 防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂,2021/1/22,第9页,水冷系统主要部件的构造,一、散热器 发动机水冷系统中的散热器由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成,第10页,2021/1/22,第11页,纵流式散热器 横流式散热器,分类： 纵流式 横流式,2021/1/22,第12页,散热器芯： 管片式 管带式 板 式,2021/1/22,第13页,散热器盖,作用：密封水冷系统并调节 系统的工作压力。 工作原理： 压力阀（蒸气阀） 真空阀（空气阀,真空阀,压力阀,2021/1/22,第14页,

4、2021/1/22,第15页,2021/1/22,第16页,散热器盖的工作原理,当发动机工作时，冷却液的温度逐渐升高。由于冷却液容积膨胀，使冷却系内的压力增高。当压力超过预定值时，压力阀开启，一部分冷却液经溢流管流入补偿水桶，以防止冷却液胀裂散热器。 当发动机停机后，冷却液的温度下降，冷却系内的压力也随之降低。当压力降到大气压力以下出现真空时，真空阀开启，补偿水桶内的冷却液部分的流回散热器，可以避免散热器被大气压力压坏,2021/1/22,第17页,2021/1/22,第18页,2021/1/22,第19页,冷却风扇,功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风

5、量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用,特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用,2021/1/22,第20页,车用发动机采用轴流式风扇的三种型式,结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为46片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成3045 的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇,2021/1/22,第21页,风扇叶片有圆弧形和翼形两种，其中翼形风扇叶片应用较多,2021/

6、1/22,第22页,风扇,影响风量的因素： 风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目 横断面形状： 弧形、翼形,2021/1/22,第23页,风扇,发电机,皮带,曲轴,2021/1/22,第24页,风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为调节V带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的,可调节支架,风扇的驱动V带张紧装置,2021/1/22,第25页,2021/1/22,第26页,风扇离合器,作用：风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发动机功率的10%。为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，降低污染，节约燃料，多采用风扇离合器。 结构：由前盖、壳体、主动板、从动板

7、、阀片、主动轴、双金属感温器、轴承、风扇等组成,2021/1/22,第27页,发动机低温时，进油孔关闭，工作腔内无油，风扇离合器分离，风扇不转或慢转； 发动机温度升高后，双金属感温器变形，使进油孔打开，硅油进入工作腔，使风扇离合器接合，在硅油带动下，从动板高速旋转，风扇也随之高速旋转，增强冷却,2021/1/22,第28页,功用：根据冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道,节温器,2021/1/22,第29页,节温器实物图,2021/1/22,第30页,推杆,弹簧,主阀门,石蜡,胶管,外壳,第31页,2021/1/22,第32页,节温器结构,推杆,弹簧,主阀门,石蜡,胶管,外壳,节

8、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，以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器,2021/1/22,第33页,节温器工作原理 当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行小循环。 当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始熔化逐渐变成液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力。由于推杆上端固定，因此，推杆对胶管和感温体产生向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵

9、流回发动机，进行大循环,2021/1/22,第34页,2021/1/22,第35页,2021/1/22,第36页,水泵对冷却水加压，使之在冷却系中加速循环流动 分水管使多缸发动机冷却均匀。 缸体水套、缸盖水套使冷却水得以接近受热零件 节温器改变通过散热器冷却水流量。 百叶窗改变通过散热器的空气流量。 散热器使从气缸盖流出的温度较高的热水冷却,温度低于70 水泵 分水管 缸体水套 缸盖水套 节温器 （空腔） 高于80 百叶窗 风扇 散热器底部 散热器 空气,2021/1/22,第37页,冷却系的大小循环实质 通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖

10、的出水口），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，以达到调节冷却系的冷却强度。 当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于70时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在7080范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循

11、环,2021/1/22,第38页,水泵,工作原理： 叶轮旋转，边缘甩水，中心真空吸水,功用： 对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动,2021/1/22,第39页,叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分,1水泵壳体 2叶轮 3进水管 4出水管,2021/1/22,第40页,基本结构：水泵壳体、水泵轴、叶轮、轴承、水封、进出水管等,2021/1/22,第41页,2021/1/22,第42页,叶轮,叶轮由铸铁或塑料制造，叶轮上通常有68个径向直叶片或后弯叶片,水泵的驱动： 一般由曲轴通过V型带驱动,2021/1/22,第43页,第六章 习题课 一、填空题 1按冷却介质不同，发动机冷却方式有 和 。 2强制冷却水在发动机内进行循环的装置是_ 。 3水冷式发动机冷却强度调节装置主要有_ _ 、_ 、和_等。 4闭式水冷系广泛