汽车拖拉机学第二册底盘构造及车辆理论 李玖哲第7章 发动机冷却系统

1、四川农业大学农机系四川农业大学农机系2009年8月张 黎 骅四川农业大学农机系四川农业大学农机系冷却系功用冷却系功用冷却系类型冷却系类型四川农业大学农机系四川农业大学农机系冷却系的功用和分类功用：功用：把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。温度状态下工作。 四川农业大学农机系四川农业大学农机系冷却过度发动机过冷，进入气缸的混合气或空气温度低而点燃困难，造成发动机过冷，进入气缸的混合气或空气温度低而点燃困难，造成发动机功率下降、油耗上升；润滑油粘度增大，零件磨损加发动机功率下降、油耗上升；润滑油粘度增大

2、，零件磨损加剧。剧。冷却不足发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾向加大，发动机功率下发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾向加大，发动机功率下降；零件间间隙变小，导致不能正常运动，甚至卡死、损坏；润降；零件间间隙变小，导致不能正常运动，甚至卡死、损坏；润滑油粘度减小，使零件磨损加剧。滑油粘度减小，使零件磨损加剧。四川农业大学农机系四川农业大学农机系冷却系类型冷却系类型水冷系水冷系 是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。风冷系风冷系 是以空气作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。是以空气作为

3、冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。四川农业大学农机系四川农业大学农机系 强制循环水冷系水冷系的优点：冷却效果好，布置紧凑，使用方便，噪声小。水冷系的优点：冷却效果好，布置紧凑，使用方便，噪声小。强制循环水冷系：目前的水冷系一般由水泵强制给水（或冷却液）强制循环水冷系：目前的水冷系一般由水泵强制给水（或冷却液）在冷却系中进行循环流动。在冷却系中进行循环流动。四川农业大学农机系四川农业大学农机系第二节 冷却系统的组成及工作原理水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。四川农业大学农机系四川农业大

4、学农机系水冷系的工作过程根据发动机温度高低，水冷系有两种冷却循环路线：大循环和小根据发动机温度高低，水冷系有两种冷却循环路线：大循环和小循环。循环。水泵强制冷却水循环，冷却水在水套内吸收热量后，流经散热器，水泵强制冷却水循环，冷却水在水套内吸收热量后，流经散热器，将热量散发到空气中，然后再流入水套。如此循环，以保证发动将热量散发到空气中，然后再流入水套。如此循环，以保证发动机在最佳温度下工作。机在最佳温度下工作。四川农业大学农机系四川农业大学农机系大循环 小循环当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，冷却水应全部流，冷却水应全部流经散热器，形成大循

5、环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭。旁通孔完全关闭。（1 1）大循环）大循环（2 2）小循环）小循环当水温低于当水温低于70 时，水不经时，水不经过散热器（只流经节温器侧过散热器（只流经节温器侧阀门）而进行的循环流动。阀门）而进行的循环流动。四川农业大学农机系四川农业大学农机系第三节第三节 水冷系统主要部件水冷系统主要部件四川农业大学农机系四川农业大学农机系散热器（水箱）由上水室、散热器芯和下水由上水室、散热器芯和下水室等组成。其功用是增大散室等组成。其功用是增大散热面积，加速水的冷却。热面积，加速水的冷却。四川

6、农业大学农机系四川农业大学农机系管片式：由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度较大。管片式：由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度较大。管带式：由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较强、制造工艺简单、管带式：由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较强、制造工艺简单、质量小、成本低；但刚度较小。质量小、成本低；但刚度较小。四川农业大学农机系四川农业大学农机系管片式 管带式管片式管片式 由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度较大。由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度较大。管带式管带式 由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较强、制造工艺简单、由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较强、制造工艺简单、质量小、成本低；但

7、刚度较小。质量小、成本低；但刚度较小。四川农业大学农机系四川农业大学农机系散热器盖蒸汽蒸汽空气阀空气阀开盖时注意：缓慢开盖时注意：缓慢旋开，防止烫伤旋开，防止烫伤空气阀蒸汽阀弹簧蒸汽管四川农业大学农机系四川农业大学农机系补偿水箱（补偿水箱（膨胀水箱膨胀水箱）工作原理：冷却液受热膨胀流入补偿水箱，冷却后，散热器压力工作原理：冷却液受热膨胀流入补偿水箱，冷却后，散热器压力降低，冷却水流回。降低，冷却水流回。用于闭式冷却系，减少冷却液损用于闭式冷却系，减少冷却液损失；避免空气进入，在冷却系内失；避免空气进入，在冷却系内造成氧化和穴蚀等不良现象；使造成氧化和穴蚀等不良现象；使冷却系中水气分离；保持系统

8、压冷却系中水气分离；保持系统压力稳定，提高水泵泵水量。通常力稳定，提高水泵泵水量。通常与补偿水箱做成一体。与补偿水箱做成一体。工作原理工作原理功能功能四川农业大学农机系四川农业大学农机系水泵水泵 对冷却水加压，加速冷却对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可水的循环流动，保证冷却可靠。车用发动机多采用离心靠。车用发动机多采用离心式水泵。式水泵。 风扇风扇 提高通过散热器芯的空气流速，增提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的冷却。风扇通常加散热效果，加速水的冷却。风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。当安排在散热器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿风扇旋

9、转时，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。四川农业大学农机系四川农业大学农机系风风 扇扇风扇材料：钢板、尼龙、铝合风扇材料：钢板、尼龙、铝合金、工程塑料等金、工程塑料等风扇叶片的安装倾斜角不均匀，风扇叶片的安装倾斜角不均匀，目的是减少振动和噪声目的是减少振动和噪声风扇皮带调整：过松会打滑，风扇皮带调整：过松会打滑，过紧会增加轴承磨损。过紧会增加轴承磨损。四川农业大学农机系四川农业大学农机系水冷却强度调节装置作用：改变流经散热器的空气量；改变流经散热器的冷却水量。作用：改

10、变流经散热器的空气量；改变流经散热器的冷却水量。作用：改变空气量。作用：改变空气量。（1 1）百叶窗）百叶窗四川农业大学农机系四川农业大学农机系风扇离合器风扇离合器改变流经散热器的空气量，控制风扇的起作用时间、扇风量和改变流经散热器的空气量，控制风扇的起作用时间、扇风量和扇风强度。扇风强度。主要部件：温控开关即达到一定温度时，风扇离合器结合，风主要部件：温控开关即达到一定温度时，风扇离合器结合，风扇起作用。扇起作用。试验表明，在发动机工作过程中，只有试验表明，在发动机工作过程中，只有10的时间风扇起作用。的时间风扇起作用。四川农业大学农机系四川农业大学农机系风扇离合器的类型风扇离合器的类型硅油

11、风扇离合器硅油风扇离合器：利用一定温度时，硅油体积变化带动离合器结合。：利用一定温度时，硅油体积变化带动离合器结合。机械式风扇离合器：利用记忆弹簧的形状记忆效应及其一定温度时机械式风扇离合器：利用记忆弹簧的形状记忆效应及其一定温度时形状变化。形状变化。电磁风扇离合器电磁风扇离合器：达到一定温度时，水温感应开关的电路接通，离：达到一定温度时，水温感应开关的电路接通，离合器结合。合器结合。四川农业大学农机系四川农业大学农机系节温器功用：改变通过散热器的冷却水流量。功用：改变通过散热器的冷却水流量。类型：类型：蜡式节温器蜡式节温器、乙醚折叠式节温器、乙醚折叠式节温器四川农业大学农机系四川农业大学农机

12、系蜡式节温器（2）当发动机水温升高时（）当发动机水温升高时（70 以上），石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，以上），石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启。故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启。（3）当发动机水温达到）当发动机水温达到80以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。散热器，而进行大循环。结构：蜡式节温器在橡胶管和感结构：

13、蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。或铝粉。（1 1）常温时，石蜡呈固态，阀）常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。门压在阀座上。工作原理工作原理四川农业大学农机系四川农业大学农机系折叠式节温器膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用黄铜制成），膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用黄铜制成），内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起上下移动。内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度而变化。随温度而变化。水温高于水温高于80 时，主阀门完全开启，侧阀门关闭，大循环。时，主阀门完全开启，侧阀门关闭，大循环。水温低于水温低于70 时，侧阀门完全开启，主