第七章 冷却系

1、2022-5-32 第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 水冷却系的组成与主要机件水冷却系的组成与主要机件 第三节第三节 风冷却系的构造和工作情况风冷却系的构造和工作情况演示2022-5-33第一节第一节 概概 述述一、冷却系的作用一、冷却系的作用二、发动机过热或过冷的危害二、发动机过热或过冷的危害三、发动机的冷却方式三、发动机的冷却方式演示22022-5-35一、冷却系的作用一、冷却系的作用 保持发动机在最适宜的温度范围内工作。2022-5-36二、发动机过热或过冷的危害二、发动机过热或过冷的危害 发动机冷却必须适度，过热或过冷都会给发动机带来危害。1 1发动机过热发动机过热（1）降低充气

2、效率，使发动机功率下降；（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；（3）运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；（4）润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；（5）零件的机械性能降低，导致变形或损坏。2 2发动机过冷发动机过冷（1）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。（2）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；（3）未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面（气缸壁、活塞、活塞环等）上的油膜，使零件磨损加剧。2022-5-37三、发动机的冷却方式三、

3、发动机的冷却方式 类型：类型：风冷式和水冷式。q水冷式水冷式以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走而后散入大气中。散热后的水再重新流回到受热机件处。适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度。同时，还可用热水预热发动机，便于冬季起动。q风冷式风冷式高温零件的热量直接散入大气。2022-5-38四、发动机的正常温度四、发动机的正常温度 水冷式发动机保持正常工作的温度：水冷式发动机保持正常工作的温度：1.冷却水的温度应在353K363K（8595）之间，这样才能使零件处于正常工作范围。2.气缸壁温度不超过473K573K（200300）；3.气缸盖、活塞顶部的温度不超过

4、573 K673 K（300400）；4.润滑油的温度在343K363K（790），保证发动机具有较好的动力性、经济性和净化性，使零件的运动和磨损正常。2022-5-39风冷式发动机的工作温度：风冷式发动机的工作温度： 风冷发动机铝气缸壁的温度允许为423K453 K（150180），铝气缸盖则为433K473K（16200）。 第二节第二节 水冷却系的组成与主要机件水冷却系的组成与主要机件一、冷却系的组成一、冷却系的组成二、冷却系主要部件的构造和工作情况二、冷却系主要部件的构造和工作情况2022-5-311一、冷却系的组成一、冷却系的组成 强制循环式水冷却系强制循环式水冷却系。2022-5-

5、312 组成：组成： 由风扇4(有的装风扇离合器)、水泵6、水套9（在气缸盖或气缸体上制出的夹层空间）。散热器2、百叶窗、1、节温器7、水管、水温表和传感器等组成。2022-5-313 工作原理：工作原理： 强制循环式水冷却系是用水泵把该系统的冷却液体加压，使之在水套中流动，冷却水从气缸壁吸收热量，温度升高，热水向上流入气缸盖，继而从缸盖流出并进入散热器。由于风扇的强力抽吸，空气从前向后高速流过散热器，、不断地将流经散热器的水的热量带走。冷却了的水由水泵从散热器底部重新泵入水套。水在冷却系中不断循环。2022-5-314二、冷却系主要部件的构造和工作情况二、冷却系主要部件的构造和工作情况1 1

6、冷却装置冷却装置2 2冷却强度调节装置冷却强度调节装置2022-5-3151 1冷却装置冷却装置 2022-5-3162022-5-317 1 1）散热器）散热器 散热器的作用是将水套出来的热水自上而下或横向的分成许多小股并将其热量散给周围的空气。为了集中风向，提高冷却效果，散热器后面还装有导风圈。2022-5-318工作情况：(1)散热器上（左）水室装有散热器的入水管，通过橡胶管与气缸盖出水管连接； 上（右）水室上部有加水管，加水管口一般装泄汽管。(2)当冷却水沸腾时，水蒸汽可以从此管排出。(3)加装防冻液的冷却系，此管接膨胀水箱。(4)下（右）水室有出水管，用软管与水泵进水口连接（图72）

7、，两水室之间焊接散热器芯管。2022-5-319芯管的结构型式很多，常用的为管片式（图73）。芯管可竖置或横置。 2022-5-320 散热器盖安装在加水口上。对于闭式冷却系来说，系统与外界大气不直接相通，所以散热器盖上带有蒸汽空气阀，如图所示。 蒸汽阀一般在散热器内压力达到126kPa一137kPa，阀打开,避免损坏散热器。 空气阀在散热器内气压降到99kPa一87kPa时,阀打开.2022-5-3212022-5-322 2 2）水泵水泵 作用：是对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。 常见的水泵在机体外安装与风扇同轴驱动，也有装在机体内（内藏式）单独驱动的。2022-5-323离心式水泵

8、的工作原理如图75所示。2022-5-3242022-5-325 当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，由于离心力的作用，甩向叶轮边缘，在蜗形壳体内将动能转变为压能，经外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经进水管3被吸进叶轮中心部分。 2022-5-326 下图为常见发动机用离心式水泵的结构图。2022-5-327 图77为装在泵壳座上的水封，水封组件静止不转，滑磨发生在叶轮端面与垫圈之间。滑磨的垫圈用石墨制成，靠垫圈与水封及水封和座孔间压紧配合定位。2022-5-3283 3）风扇）风扇 作用： 是提高流经散热器的空气流速和流

9、量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数目有关。 2022-5-329 风扇的结构型式很多，目前汽车水冷发动机L常用螺旋桨式风扇（如图78所示）。2022-5-3302022-5-3312022-5-3322022-5-3334 4）膨胀水箱）膨胀水箱膨胀水箱如画所示。 2022-5-334作用： 是把冷却系统变成永久性封闭系统，减少了冷却液的损失，避免空气不断进入，给系统内部造成氧化、穴蚀，使冷却系中水、气分离，保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。2022-5-3352 2冷却强度调节装置冷却强度调节装置 冷却强度的调整

10、方法有两种：冷却强度的调整方法有两种：一是改变流经散热器的空气流量和流速；二是改变冷却液的流量和循环路线。2022-5-3361 1）节温器节温器 作用： 是随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损2022-5-3372022-5-338蜡式节温器的工作情况 1常温下石蜡呈固态，水温低于349 K（76C）时，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。2022-5-3392当发动机水温达349 K（76）左右时，

11、石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，旁通阀开度逐渐减小。3当发动机内水温升高到359 K（86C），主阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动路,流量大，冷却强度强。2022-5-340 4当冷却水温度在349K359K（76C86C）之间时，大小循环同时进行（如图713所示）。 2022-5-3412 2）百叶窗）百叶窗 作用： 是在冷却水温度较低时改变吹过散热器的空气流量，从而控制冷却强度. 工作情况 在严寒的冬季，水温过低时，由于节温器的作用使水只进行小循环，散热器中的

12、水有冻结的危险。此时关闭百叶窗可使冷却水温度回升。 2022-5-3423 3）风扇离合器风扇离合器 类型：q硅油式风扇离合器q电磁式风扇离合器2022-5-343图7-14所示是硅油式风扇离合器. 2022-5-344工作情况：工作情况：1 1当发动机冷起动或小负荷下工作时，冷却水及通过散热当发动机冷起动或小负荷下工作时，冷却水及通过散热器的气流温度不高，进油孔被阀片关闭，工作腔内无硅器的气流温度不高，进油孔被阀片关闭，工作腔内无硅油，离合器处于分离状态。油，离合器处于分离状态。2 2当发动机负荷增加时，冷却液和通过散热器的气流温度当发动机负荷增加时，冷却液和通过散热器的气流温度随之升高，感

13、温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。随之升高，感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。当流经感温器的气流温度超过当流经感温器的气流温度超过338 338 K(65K(65C)C)时，进油孔时，进油孔被完全打开，于是硅油从贮油腔进入工作腔。此时风扇被完全打开，于是硅油从贮油腔进入工作腔。此时风扇离合器处于接合状态，风扇转速迅速提高。离合器处于接合状态，风扇转速迅速提高。3 3当发动机负荷减小，流经感温器的气体温度低于当发动机负荷减小，流经感温器的气体温度低于308 308 K K（3535C C）时，感温器恢复原状，阀片将进油孔关闭，工时，感温器恢复原状，阀片将进油孔关闭，工作腔中油腔继续从回油孔流回贮油腔，直至甩空为止。作腔中油腔继续从回油孔流回贮油腔，直至甩空为止。风扇离合器又回到分离状态。风扇离合器又回到分离状态。2022-5-345 当