汽車構(gòu)造：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

1、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),第一節(jié) 概述,第二節(jié) 水冷系統(tǒng)的主要零部件,一、冷卻系統(tǒng)的功用 使工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，并保持在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。 （8090度）,第一節(jié) 概 述,二、不正常冷卻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響,1、過(guò)熱,燃?xì)庠谌紵^(guò)程中，氣缸內(nèi)氣體溫度高2000，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件與高溫氣體接觸，將會(huì)造成氣缸和進(jìn)氣管溫度過(guò)高，使進(jìn)入氣缸的可燃混合氣因受熱而膨脹，充氣量，使得：,充氣系數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率； 機(jī)油因溫度過(guò)高，粘度，嚴(yán)重時(shí)，機(jī)油變質(zhì)，影響潤(rùn)滑效果，機(jī)件磨損加??； 各機(jī)件因高溫而膨脹，破壞了正常的嚙合間隙，產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。 因此發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)及時(shí)冷卻。,2、過(guò)冷,熱量散失過(guò)多，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃?，功?/p>

2、； 溫度低，機(jī)油粘度大，摩擦阻力，消耗功率大，起動(dòng)困難； 燃油不易氣化，燃燒不充分，燃油消耗率，功率； 燃?xì)庖啄Y(jié)（在氣缸壁上），流入曲軸箱，不僅燃油消耗率，功率，而且機(jī)油粘度，潤(rùn)滑效果變差，機(jī)件磨損加劇。,三、冷卻系統(tǒng)的分類,水冷 風(fēng)冷,水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍,四、水冷系統(tǒng)的組成,水冷卻系統(tǒng)是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動(dòng)機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的水冷系大都是強(qiáng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)，利用水泵強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。,水冷系統(tǒng)由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套、節(jié)溫器和補(bǔ)償水桶等組成。,冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)路線有兩條，一條為大循環(huán)，另一條為小循環(huán)。,所謂

3、大循環(huán)是水溫高時(shí)，水經(jīng)過(guò)散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng)；而小循環(huán)就是水溫低時(shí)，水不經(jīng)過(guò)散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng)，從而使水溫升高。,小循環(huán),大循環(huán),節(jié)溫器,乙醚折疊筒式節(jié)溫器,主閥門(mén)開(kāi)，側(cè)閥門(mén)關(guān),主閥門(mén)關(guān)，側(cè)閥門(mén)開(kāi),冷卻系統(tǒng)的大、小循環(huán)實(shí)質(zhì) 通常利用節(jié)溫器來(lái)控制通過(guò)散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動(dòng)改變水的循環(huán)流動(dòng)路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時(shí)，即水溫高于90，節(jié)溫器閥門(mén)打開(kāi)了通往散熱器的通道，同時(shí)關(guān)閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)；當(dāng)冷卻水溫低于80時(shí)，節(jié)溫器閥門(mén)關(guān)閉了通往

4、散熱器的通道，同時(shí)打開(kāi)了通往水泵的旁通管，水套內(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進(jìn)入水泵，又被水泵壓入發(fā)動(dòng)機(jī)水套，此時(shí)冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進(jìn)行小循環(huán)，從而防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫在8090范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開(kāi)閉狀態(tài)，此時(shí)一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。,五、冷卻液,冷卻液：水+防凍劑（乙二醇）,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的軟水，如雨水，自來(lái)水等；而井水、河水等硬水中礦物質(zhì)含量高，在高溫下易生成水垢，不應(yīng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水。,為防止在冬季寒冷地區(qū)，因冷卻水結(jié)冰而發(fā)生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的現(xiàn)象，在冷卻水中加入一定

5、量的防凍液以達(dá)到降低冰點(diǎn)、提高沸點(diǎn)的目的。,第二節(jié) 水冷系統(tǒng)的主要零部件,一、散熱器,功用：增大散熱面積，加速冷卻液的冷卻。,散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前的車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發(fā)至外界大氣，使水溫下降。,上水室,散熱器蓋,下水室,散熱器芯,出水管口,進(jìn)水管安裝處,1、散熱器芯,（1）管片式 空氣吹過(guò)扁形冷卻管和散熱片，使管內(nèi)流動(dòng)的水得到冷卻。管片式散熱器因結(jié)構(gòu)剛度較好廣為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所使用。,（2）管帶式 冷水管與散熱帶相間排列，在散熱帶上常開(kāi)有小孔，以破壞氣流在散熱帶表面上的邊界層，提高散熱能力。,2、散熱器的布置,3、散熱器

6、蓋 汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的散熱氣蓋具有空氣蒸汽閥門(mén)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。,壓力閥,真空閥,壓力閥彈簧,真空閥彈簧,蓋,發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)正常時(shí)，兩閥門(mén)關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開(kāi)。因水蒸氣的產(chǎn)生使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點(diǎn)，改善了冷卻效能。當(dāng)散熱器內(nèi)部壓力達(dá)到126137Kpa時(shí)，壓力閥開(kāi)啟而使水蒸汽從通氣孔排出；當(dāng)水溫下降，冷卻系內(nèi)部的真空度低于1020Kpa時(shí)，真空閥打開(kāi)，空氣從通氣孔進(jìn)入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。,4、補(bǔ)償水桶,加注防凍液的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，為了減少冷卻液的損失，保證冷卻系統(tǒng)的正常工作，采用散熱器補(bǔ)償水桶(貯水箱)結(jié)構(gòu)。補(bǔ)償

7、水桶內(nèi)部印有兩條液面高度標(biāo)記線，補(bǔ)償水桶內(nèi)的液面高度應(yīng)位于這兩種刻線之間。,補(bǔ)償水桶,散熱器,二、水泵,水泵的作用 對(duì)冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)。,汽車上廣泛使用離心式水泵。結(jié)構(gòu)緊湊，泵水量大，因故障而停止工作時(shí)，不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)。,離心式水泵工作原理,當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的水被葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)。與此同時(shí)，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。,1水泵殼體 2葉輪 3進(jìn)水管 4出水管,三、風(fēng)扇,功用：風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來(lái)提高流經(jīng)散熱器的空

8、氣流速和風(fēng)量，增強(qiáng)散熱器的散熱能力，同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)其他附件也有一定的冷卻作用。,特點(diǎn)：車用發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇有軸流式和離心式。軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(fēng)扇軸平行；離心式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向?yàn)閺较?。軸流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便。因而在車用發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。,車用發(fā)動(dòng)機(jī)采用軸流式風(fēng)扇的三種型式,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：葉片多用薄鋼板壓制而成，為46片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成3045 的安裝斜角。整體風(fēng)扇在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年來(lái)轎車上還采用了電動(dòng)風(fēng)扇。,電動(dòng)風(fēng)扇,很多轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系采用電動(dòng)風(fēng)扇，尤其橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的汽車更是如此。電動(dòng)風(fēng)扇由風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)

9、動(dòng)并由蓄電池供電，所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。在有些電控系統(tǒng)中，電動(dòng)風(fēng)扇由電腦控制。冷卻液溫度傳感器向電腦傳輸與冷卻液溫度相關(guān)的信號(hào)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，電腦使風(fēng)扇繼電器搭鐵，繼電器觸點(diǎn)閉合并向風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)供電，風(fēng)扇進(jìn)入工作。,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便，不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率使燃油經(jīng)濟(jì)性得到改善。此外，采用電動(dòng)風(fēng)扇不需要檢查、調(diào)整或更換風(fēng)扇傳動(dòng)帶，因而減少了維修的工作量。,1、節(jié)溫器,功用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動(dòng)改變水的循環(huán)流動(dòng)路線，從而控制通過(guò)散熱器冷卻水的流量。,節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動(dòng)改變水的循環(huán)流動(dòng)路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。節(jié)

10、溫器有蠟式和乙醚折疊筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用蠟式節(jié)溫器。,推桿,彈簧,主閥門(mén),石蠟,膠管,外殼,四、冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置,石蠟,通散熱器,通暖風(fēng),來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī),通向發(fā)動(dòng)機(jī),橡膠管,副閥門(mén),主閥門(mén),小循環(huán),大循環(huán),感溫體,蠟式節(jié)溫器工作情況,當(dāng)水溫低于358K時(shí)，主閥關(guān)，副閥開(kāi) 小循環(huán)。 當(dāng)水溫高于358K時(shí)低于378K時(shí)，主閥漸開(kāi)，副閥漸關(guān) 大小循環(huán)同時(shí)進(jìn)行。 當(dāng)水溫高于378K時(shí)，主閥全開(kāi)，副閥關(guān) 大循環(huán)。,2、風(fēng)扇離合器,功用：減小風(fēng)扇噪聲，改善低溫起動(dòng)性能，節(jié)約燃料和降低排放，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻強(qiáng)度。,主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時(shí)，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流溫度超過(guò)338K時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流溫度低于308K時(shí)，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。,硅油風(fēng)扇離合器,3、風(fēng)扇溫控開(kāi)關(guān),功用：在冷卻水溫度升高時(shí)，其內(nèi)部的溫控介質(zhì)膨脹而使風(fēng)扇以高速運(yùn)轉(zhuǎn)，加速了發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時(shí)，介質(zhì)收縮而使風(fēng)扇低速運(yùn)轉(zhuǎn)或停下來(lái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)散熱器電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的控制。,4、百葉窗,功用：通過(guò)調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來(lái)調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的溫度下工作。,有些貨