发动机冷却系

1、第八章第八章 发动机冷却系发动机冷却系第一节冷却系统的功用及组成l 在发动机工作期间，最高燃烧温度可能高达2500，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000以上。水冷式发动机保持正常工作，l 冷却水：8090l 气缸壁：200300l 气缸盖、活塞顶部：300400l 润滑油：7090l 风冷发动机铝气缸壁：150180l 铝气缸盖：160200一、冷却系的功用冷却系的功用l 使发动机在所有工况使发动机在所有工况下都保持在适当的温下都保持在适当的温度范围内度范围内l 防止发动机过热、过冷。在冷起动之后，还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。1.发动机过热的危害l 1)降低

2、充气效率，使发动机功率下降；l 2)早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；l 3)运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；l 4)润滑油变质，润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；l 5)过热使零件的机械性能降低，导致变形或损坏。冷却消耗热量，应适当。2发动机过冷的危害l 浪费热量l 进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加。l 润滑油粘度增加，摩擦损失增加。l 燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；l 未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、

3、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件磨损加剧。功率下降，经济性变坏，使用寿命降低。二、发动机的冷却方式根据冷却介质的不同水冷系统风冷系统三、水冷系组成l 强制循环水冷系：强制循环水冷系：即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。l 水泵l 散热器l 冷却风扇l 节温器l 补偿水桶l 发动机机体l 气缸盖中的水套l 其他附加装置等。三、水冷系组成l 水泵l 散热器l 冷却风扇l 节温器l 补偿水桶l 发动机机体l 气缸盖中的水套l 其他附加装置等。冷却液在水冷系统中的循环路径机体水套气缸盖水套顺（逆）流式水冷系统分水管：分水管：使多缸发动机各缸冷却强度均匀一致三、冷却液冷却液水（软水

4、）防冻剂冷却液水（软水）防冻剂水冷却液：l优点:简单方便l缺点：水沸点低，易蒸发，需经常添加，易结冰。l冷却液不宜添加含矿物质的水（河水、井水等）要求添加雨水、雪水或离子交换水防冻剂防冻剂l优点：提高冷却液的优点：提高冷却液的防冻和防沸防冻和防沸的能力。的能力。l桑塔纳系列轿车采用以乙二醇为基料的冷却液(乙二醇乙二醇的质量占456、水的质量占544)，凝固点在25以下，沸点在106以上。）l防冻剂 防锈剂、泡沫抑制剂防锈剂、泡沫抑制剂第二节第二节 水冷系统主要部件的构造水冷系统主要部件的构造一、散热器l 进水室l 出水室热交换器热交换器l 散热器芯进水室出水室散热器芯1.散热器结构l 纵流式散

5、热器l 横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。散热器芯的结构形式（p234)l管片式散热器芯l管带式散热器芯l板式散热器芯2.散热器盖闭式水冷系：闭式水冷系：成为封闭系统的强制循环水冷系统闭式水冷系闭式水冷系优点：优点：闭式水冷系可减少冷却液外溢及蒸发损失。闭式水冷系可使系统内的压力提高98196kPa，冷却液的沸点相应地提高到120左右，从而扩大了散热器与周围空气的温差，提高了散热器的换热效率。可以相应地减小散热器尺寸。散热器盖及其工作原理作用作用：密封水冷系并调节系统的工作压力真空阀压力阀3.补偿水桶l 补偿水桶内的液面应位于两条标记线之间。l 补偿水桶

6、还可消除水冷系中的所有气泡。补偿水桶短片4.散热器百叶窗（p229）l通过改变吹过散热器的空气流量来调节发动机的冷却强度，以保证发动机经常在适当的温度范围内工作。感温器二、冷却风扇l 功用及结构：当风扇旋转时吸进空气，使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却。l 轴流式风扇：风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。（大风量、高效率）l安装位置：安装位置：风扇多为轴流式，装在发动机与散热器之间，与水泵同轴。风扇用螺钉安装在水泵轴前端的皮带轮或凸缘盘上。l 风扇扇风量的相关因素风扇扇风量的相关因素：风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目。l 叶片材料：叶片材料：钢板

7、、塑料和铝合金。为了减轻振动噪声，叶片间夹角不等。l 叶片数：叶片数：46片。l 偏扭角（偏扭角（叶片安装角）：叶片与叶轮旋转平面之间有一偏扭角。偏扭角可为定值，也可制成变偏扭角。硅油风扇离合器硅油风扇离合器l 汽车在行驶过程中，由于环境条件和运行工况的变化，发动机的热状况也在改变，因此必须随时调整发动机的冷却强度l 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。l结构：结构：由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成。l 气流温度超过65度，进油孔打开

8、l 低于35度，进油孔关闭电动风扇l 轿车发动机电动风扇l 由风扇电动机驱动并由蓄电池供电，与发动机转速无关。转速由温控热敏电阻开关控制l 冷却液温度92-97度，风扇电动机1档，风扇转速2300r/minl 冷却液温度99-105度， 风扇电动机2档，风扇转速2800r/minl 冷却液温度84-91度，切断电源，风扇停转。l 优点：结构简单，布置方便，不消耗发动机功率，燃油经济性得到改善。无风扇传动带，减少维修保养工作量。发动机温控开关1.温控开关：温控开关：利用国外优质碟形双金属片作温度采样元件，将水温开关安装利用国外优质碟形双金属片作温度采样元件，将水温开关安装在水箱温度敏感部位，动态

9、采集水箱内水的温度变化，通过碟形金属片在温度下在水箱温度敏感部位，动态采集水箱内水的温度变化，通过碟形金属片在温度下产生变形，并在温度点暂态跳动的原理，配合机构的作用，使两触点迅速接通，产生变形，并在温度点暂态跳动的原理，配合机构的作用，使两触点迅速接通，启动风扇，冷却水箱内的水，对汽车发动机起到安全保护作用。启动风扇，冷却水箱内的水，对汽车发动机起到安全保护作用。汽车温控开关工作范围:851052.工作过程工作过程：它由蜡质感温驱动元件及两档触点动作机构组成，利用石蜡受热由固态变为液态时体积突然变大来移动推杆，控制触点的开闭。随冷却液温度的升高，石蜡开始膨胀，通过橡胶密封膜推动推杆而压倒拉簧

10、架。当冷却水温升至95时，低速触点闭合，散热器电机风扇接通电源，以1600 rmin的低速运转。当冷却水温度继续上升至105时，因石蜡继续膨胀而使高速触点闭合，使散热器电机风扇以2400rmin的高速运转，以增加冷却强度。当冷却水温下降时，石蜡体积收缩，推杆在触点拉力的作用下回缩而使触点断开，实现了对散热器电机风扇的控制。三、节温器节温器功用：节温器功用：控制冷却液流动路径的阀门。它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。单阀蜡式节温器单阀蜡式节温器l特性：冷却液温度达特性：冷却液温度达到到85度时，节温器阀度时，节温器阀开始打开，开始打开，105度时度时全开，升程应超过全开，

11、升程应超过7mm感温体推杆节温器阀特性：冷却液温度达到特性：冷却液温度达到85度时，节温器阀开始打开，度时，节温器阀开始打开，105度时全开，升程应超过度时全开，升程应超过7mm节温器阀推杆感温体节温器的布置l 气缸盖出水管路中：气缸盖出水管路中：结构简单，易于排除水冷系中的气泡，缺点是节温器会产生振荡现象,增加燃油消耗。l 散热器出水管路中：散热器出水管路中：减轻或消除节温器振荡现象，并能精确的控制冷却液温度，但结构复杂，成本较高，多用于高性能的汽车及在冬天经常高速行驶的汽车上。奥迪100四、水泵l 1.水泵的功用l 水泵的功用是对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动。l 2.水泵的基本结

12、构及工作原理l 3.水泵的典型构造(如下左图)l 4.水泵的驱动五、变速器机油冷却器变速器附加冷却器第三节第三节 风冷系统风冷系统一、风冷发动机的特点l对地理环境和气候环境的适应性强l热负荷高（因为空气的传热系数只有水的传热系数的1/201/30，空气的比热容只有水的1/4）l冷起动后暖机时间短l结构简单，维护简便二、冷却系统的布置习题：l 下列属于发动机强制循环水冷系零部件的是A.水泵B节温器C曲轴位置传感器D压力传感器l 下列说法正确的是()。A汽车发动机常见的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却B发动机冷却液缺少时，可添加井水C现代轿车采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能力D防冻液的沸点可在160摄氏度以上l 发动机如果工作温度过高将容易产生()。A活塞“咬缸”B轴瓦“抱轴”C柴油机转速升高D发动机油耗降低l 下列说法正确的是()。A风冷发动机结构比水冷发动机简单B压力式散热器水箱盖实际上是一个蒸气空气阀C汽车百页窗作用是用来提高发动机的转速D发动机工作时，风扇将热风吹向散热器l 下列说法正确的是()。A汽车发动机强制冷却水系统常用离心式水泵B节温器是用来调节冷却强度，保证发动机在最适宜的温度下工作C节温器是通过ECU来控制其开闭的D节温器的工作温度一般大于85l 节温器中使阀门开闭的部件是()。A阀座B石蜡感应体C支架D弹簧l 发动机风扇的硅油液力离合器的