汽車構造(上)第6章發(fā)動機冷卻系統

1、1|能力知識目標：能力知識目標：|能能描述描述水冷卻系統的循環(huán)路線和控制水冷卻系統的循環(huán)路線和控制水溫的方法水溫的方法 ；|冷卻系統的作用和類型；冷卻系統的作用和類型；|水冷卻系主要部件的構造；水冷卻系主要部件的構造；22|發(fā)動機燃燒過程中，溫度可達發(fā)動機燃燒過程中，溫度可達20002500。|其中運動機件如氣缸、活塞、活塞環(huán)、其中運動機件如氣缸、活塞、活塞環(huán)、氣缸蓋等部件將因高溫膨脹而：氣缸蓋等部件將因高溫膨脹而：|破壞正常配合間隙破壞正常配合間隙，|因潤滑油在高溫下因潤滑油在高溫下失效失效而而卡死卡死；|因高溫導致因高溫導致機械強度降低甚至損壞機械強度降低甚至損壞；|發(fā)動機工作過程因高溫導

2、致吸氣量減發(fā)動機工作過程因高溫導致吸氣量減少甚至燃燒不正常而使發(fā)動機動力性、少甚至燃燒不正常而使發(fā)動機動力性、經濟性指標下降經濟性指標下降；|因此發(fā)動機不可以在過熱條件下工作。因此發(fā)動機不可以在過熱條件下工作。3|發(fā)動機若過冷發(fā)動機若過冷：|散熱損失增加散熱損失增加；|對對柴油機柴油機，機油粘度較大，機油粘度較大 ，摩擦功率，摩擦功率損失較大，導致損失較大，導致發(fā)動機動力性發(fā)動機動力性、經濟性經濟性指標也降低指標也降低；|對對汽油機汽油機，已汽化的燃油又凝結并流到，已汽化的燃油又凝結并流到曲軸箱，曲軸箱，稀釋了機油而影響潤滑，結果稀釋了機油而影響潤滑，結果也使發(fā)動機動力性、經濟性指標下降，也使

3、發(fā)動機動力性、經濟性指標下降，磨損加劇磨損加劇，|因此，發(fā)動機也不能在過冷條件下工作因此，發(fā)動機也不能在過冷條件下工作4|按照冷卻介質：汽車冷卻方式分為：按照冷卻介質：汽車冷卻方式分為：|風冷和水冷風冷和水冷56|風冷發(fā)動機的氣缸蓋、氣缸體均用散熱風冷發(fā)動機的氣缸蓋、氣缸體均用散熱良好的鋁合金制造，并均布散熱片良好的鋁合金制造，并均布散熱片|散熱片上部比下部長，以加強散熱效果散熱片上部比下部長，以加強散熱效果|安裝導流罩，以有效利用空氣流；安裝導流罩，以有效利用空氣流；|安裝分流板，以保證各缸冷卻均勻安裝分流板，以保證各缸冷卻均勻散熱片散熱片氣缸導流罩氣缸導流罩導流罩導流罩分流板分流板7|優(yōu)點

4、：優(yōu)點：|結構簡單、使用和維修方便、結構簡單、使用和維修方便、重量輕、故重量輕、故障少、無需特殊保養(yǎng)障少、無需特殊保養(yǎng)|對地理環(huán)境和氣候環(huán)境的適應性強；對地理環(huán)境和氣候環(huán)境的適應性強；|冷起動后暖機時間短；冷起動后暖機時間短；|維護簡便。維護簡便。|缺點：缺點：|冷卻效果不好，發(fā)動機不能原地起動；冷卻效果不好，發(fā)動機不能原地起動；|功率消耗大；功率消耗大；|噪聲大；噪聲大；|對氣溫變化不敏感；對氣溫變化不敏感；|現代汽車大部分不采用風冷形式現代汽車大部分不采用風冷形式18|水冷卻系一般指水冷卻系一般指強制循環(huán)水冷系強制循環(huán)水冷系，汽，汽車發(fā)動機就采用強制循環(huán)水冷卻系統。車發(fā)動機就采用強制循環(huán)水

5、冷卻系統。|水冷卻系的最大優(yōu)點是水冷卻系的最大優(yōu)點是冷卻強度高冷卻強度高、發(fā)動機內部和外部冷卻較均勻發(fā)動機內部和外部冷卻較均勻、冷卻冷卻水路設計自由度大水路設計自由度大等，最大缺點是等，最大缺點是容容易漏水易漏水，需要經常維修需要經常維修等；等；|強制循環(huán)水冷系主要由強制循環(huán)水冷系主要由水泵水泵、散熱器散熱器、冷卻風扇冷卻風扇、節(jié)溫器節(jié)溫器、補償水桶補償水桶、發(fā)動發(fā)動機機體機機體和氣缸蓋中的和氣缸蓋中的水套水套以及其它附以及其它附屬裝置組成，如下圖所示：屬裝置組成，如下圖所示：9|組成：組成：散熱器散熱器風扇風扇水泵水泵補償水箱補償水箱水套水套返回1011|冷卻水在強制循環(huán)水冷系中的流動圖冷卻

6、水在強制循環(huán)水冷系中的流動圖12|1、散熱器底部經過冷卻的冷卻水經水、散熱器底部經過冷卻的冷卻水經水泵加壓；泵加壓；|2、經過分水管進入發(fā)動機機體的冷卻、經過分水管進入發(fā)動機機體的冷卻水套；水套；|3、吸熱后向上流入氣缸蓋水套，再次、吸熱后向上流入氣缸蓋水套，再次吸熱后經節(jié)溫器主閥門通過出水軟管吸熱后經節(jié)溫器主閥門通過出水軟管進入散熱器；進入散熱器；|4、對著散熱器的冷卻風扇加速流經散、對著散熱器的冷卻風扇加速流經散熱器芯的空氣，促使熱水加速冷卻；熱器芯的空氣，促使熱水加速冷卻；|5、然后經進水軟管被水泵吸入。、然后經進水軟管被水泵吸入。13散熱器散熱器水泵水泵機體水套機體水套缸蓋水套缸蓋水套

7、分水管分水管節(jié)溫器節(jié)溫器散熱后吸熱吸熱大循環(huán)大循環(huán)小循環(huán)小循環(huán)14|冷卻液俗稱冷卻液俗稱“防凍液防凍液”或或 “不凍液不凍液”，是發(fā)動機正，是發(fā)動機正 常運轉時的散熱介質，常運轉時的散熱介質，直接影響汽車的使用壽命直接影響汽車的使用壽命|防凍劑成分可分防凍劑成分可分酒精型酒精型、 甘油型、乙二醇型甘油型、乙二醇型等等; |冷卻液的作用冷卻液的作用 ：|現在國際上普遍使用現在國際上普遍使用乙二醇乙二醇型冷卻液是型冷卻液是在軟化水中按比例添加在軟化水中按比例添加防凍劑乙二醇防凍劑乙二醇，配以適量的配以適量的金屬緩蝕劑金屬緩蝕劑、阻垢劑阻垢劑等添加等添加劑進行科學調和，達到冬季防凍、夏季劑進行科學調

8、和，達到冬季防凍、夏季防沸、且能防腐蝕、防水垢等作用。防沸、且能防腐蝕、防水垢等作用。15n冷卻水：冷卻水：最好使用軟水（含鹽量低，最好使用軟水（含鹽量低，如雨、雪、蒸餾水）如雨、雪、蒸餾水）n防凍液作用防凍液作用：防止結冰、提高沸點：防止結冰、提高沸點16|1 1、通過改變散熱器的空氣流量來、通過改變散熱器的空氣流量來調節(jié)冷卻強度調節(jié)冷卻強度百葉窗：百葉窗：當冷卻水溫度過低時，將百當冷卻水溫度過低時，將百葉窗關閉，減少流經散熱器的空氣量葉窗關閉，減少流經散熱器的空氣量風扇離合器：風扇離合器：根據發(fā)動機溫度控制風根據發(fā)動機溫度控制風扇的轉速，調節(jié)風扇的風量來改變通扇的轉速，調節(jié)風扇的風量來改變

9、通過散熱器的空氣流量；過散熱器的空氣流量；|2 2、通過改變散熱器的冷卻水流量、通過改變散熱器的冷卻水流量來調節(jié)冷卻強度來調節(jié)冷卻強度節(jié)溫器：節(jié)溫器：節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中，根據發(fā)動機負荷大小和水溫的路中，根據發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線（高低自動改變水的循環(huán)流動路線（大大循環(huán)和小循環(huán)循環(huán)和小循環(huán)），以達到調節(jié)冷卻系），以達到調節(jié)冷卻系的冷卻強度；的冷卻強度； 17|一、水泵一、水泵| 水泵的功用是對冷卻水加壓，加速水泵的功用是對冷卻水加壓，加速冷卻水在冷卻系中的循環(huán)流動。冷卻水在冷卻系中的循環(huán)流動。|一般采用離心式水泵，與冷卻風扇同一般采用

10、離心式水泵，與冷卻風扇同軸，并由風扇皮帶輪帶動旋轉。軸，并由風扇皮帶輪帶動旋轉。 當水泵葉輪旋轉時，當水泵葉輪旋轉時，水泵中的水在離心力作水泵中的水在離心力作用下被甩向葉輪邊緣，用下被甩向葉輪邊緣，同時產生一定的壓力，同時產生一定的壓力，壓力高的冷卻水從殼體壓力高的冷卻水從殼體邊緣出水管流出；在葉邊緣出水管流出；在葉輪的中心處，由于壓力輪的中心處，由于壓力下降形成真空，因此水下降形成真空，因此水泵的進水管設在此。泵的進水管設在此。1819202122|EQ6100-1型發(fā)動機的水泵如下圖：型發(fā)動機的水泵如下圖：1-水泵外殼；水泵外殼；2-葉輪；葉輪；3-密封墊圈；密封墊圈；6-水封皮碗；水封皮

11、碗；7-彈簧；彈簧；8-襯墊；襯墊；9-泵蓋；泵蓋；10-水封座圈；水封座圈；11-球軸承；球軸承；12-水泵軸；水泵軸；13-半圓鍵；半圓鍵；14-凸緣盤；凸緣盤；15-軸承卡環(huán)；軸承卡環(huán)；16-隔離套筒；隔離套筒；17-滑脂嘴；滑脂嘴；18-水封環(huán)；水封環(huán)；19-管接頭。管接頭。23|二、散熱器分縱流式和橫流式兩種；散熱器分縱流式和橫流式兩種；|大多數轎車采用大多數轎車采用橫流式橫流式，其主要組成，其主要組成部分分為上儲水室和下儲水室、散熱部分分為上儲水室和下儲水室、散熱器芯。上儲水室頂部有加水口，用散器芯。上儲水室頂部有加水口，用散熱器蓋蓋住。熱器蓋蓋住。24|功用：功用：增大散熱面積，

12、加速水的冷卻增大散熱面積，加速水的冷卻組成：組成：上貯水室上貯水室下貯水室下貯水室散熱器芯散熱器芯散熱器蓋散熱器蓋25|散熱器芯分兩種：散熱器芯分兩種：管片式和管帶式管片式和管帶式|傳統的散熱器芯由傳統的散熱器芯由黃銅黃銅制造，現在大制造，現在大多用多用鋁鋁制造，有些散熱器的進出水室制造，有些散熱器的進出水室由由復合塑料復合塑料制造，大大減輕了重量。制造，大大減輕了重量。2627|正常時將水冷系統密封，以防冷卻水濺出；正常時將水冷系統密封，以防冷卻水濺出；|具有空氣具有空氣-蒸汽閥的功用：蒸汽閥的功用：|1、水冷系統過熱而使水蒸氣多時，導致系統壓力增、水冷系統過熱而使水蒸氣多時，導致系統壓力增

13、高，會使散熱器芯漲破，此時散熱器蓋中的蒸汽閥打高，會使散熱器芯漲破，此時散熱器蓋中的蒸汽閥打開，多余的水蒸氣經溢流管流入補償水桶；開，多余的水蒸氣經溢流管流入補償水桶；|2、當水冷系統過冷而使水蒸氣凝結，冷卻系統壓力、當水冷系統過冷而使水蒸氣凝結，冷卻系統壓力降低，可能導致散熱器芯壓癟而破裂，此時散熱器蓋降低，可能導致散熱器芯壓癟而破裂，此時散熱器蓋中的空氣閥打開，空氣補充入散熱管中。中的空氣閥打開，空氣補充入散熱管中。|因此，散熱器蓋具有使密封加壓的水冷系因此，散熱器蓋具有使密封加壓的水冷系壓力穩(wěn)定壓力穩(wěn)定的的作用。作用。128|發(fā)動機冷卻系統都采用了自動補償封閉發(fā)動機冷卻系統都采用了自動補

14、償封閉式散熱器。其特點是在散熱器右側有一式散熱器。其特點是在散熱器右側有一個個補償水桶（儲液罐或副水箱）補償水桶（儲液罐或副水箱）|作用：減少冷卻液的損失作用：減少冷卻液的損失|司機一般不用司機一般不用 經常檢查冷卻經常檢查冷卻 液的液面；液的液面；|只有當溫度只有當溫度 低于低于50時，時， 液面要高于液面要高于 “DI”線線2930|功用：功用：當冷卻液受熱膨脹時，部分冷當冷卻液受熱膨脹時，部分冷卻液流入補償水箱；當冷卻液溫度降低卻液流入補償水箱；當冷卻液溫度降低時，部分冷卻液又被吸回散熱器，保證時，部分冷卻液又被吸回散熱器，保證冷卻液不會流失；冷卻液不會流失；|材料：材料：由塑料制造并用

15、軟管與散熱器由塑料制造并用軟管與散熱器加冷卻液口上的溢流管連接加冷卻液口上的溢流管連接冷卻液冷卻液液面應液面應在補償在補償水桶的水桶的“低低”線和線和“高高”線之間線之間31|節(jié)溫器是控制冷卻水流動路徑的閥門節(jié)溫器是控制冷卻水流動路徑的閥門|作用是根據冷卻水溫的高低，打開或作用是根據冷卻水溫的高低，打開或關閉冷卻水通向散熱器的通道，調節(jié)關閉冷卻水通向散熱器的通道，調節(jié)冷卻系統的冷卻強度。冷卻系統的冷卻強度。32節(jié)溫器節(jié)溫器分為分為蠟式節(jié)溫器蠟式節(jié)溫器與與折疊式節(jié)溫器折疊式節(jié)溫器;東風東風EQ6100-1型雙閥型蠟式節(jié)溫器結構圖型雙閥型蠟式節(jié)溫器結構圖推桿推桿3的上的上端固定于支端固定于支架架1

16、的中心處的中心處下端插入下端插入膠管膠管5的中心的中心孔中?？字?。膠管與節(jié)膠管與節(jié)溫器外殼溫器外殼7之之間形成的腔間形成的腔體內裝滿精體內裝滿精致石蠟致石蠟4。33|常溫時，石蠟呈固態(tài)，常溫時，石蠟呈固態(tài)，彈簧彈簧8 將將主閥門主閥門 2 推推向上方，使之壓緊在閥座上，主閥門關閉，向上方，使之壓緊在閥座上，主閥門關閉，副閥門副閥門6 上移而開啟，來自發(fā)動機氣缸蓋上移而開啟，來自發(fā)動機氣缸蓋 出水口的冷卻水，出水口的冷卻水， 經水泵又流回氣經水泵又流回氣 缸體水套中，進缸體水套中，進 行行小循環(huán)冷卻小循環(huán)冷卻當水溫低于當水溫低于 76c 時，節(jié)溫器主閥門關閉，副閥門時，節(jié)溫器主閥門關閉，副閥門打

17、開，冷卻水不流經散熱器，只在氣缸水套與水打開，冷卻水不流經散熱器，只在氣缸水套與水泵之間循環(huán)，稱為小循環(huán)。泵之間循環(huán)，稱為小循環(huán)。加快發(fā)動機暖機過程加快發(fā)動機暖機過程34|發(fā)動機水溫升高時，石蠟變成液態(tài)、體積膨發(fā)動機水溫升高時，石蠟變成液態(tài)、體積膨脹，迫使膠管壓縮，而對推桿錐狀端頭產生脹，迫使膠管壓縮，而對推桿錐狀端頭產生向上舉力，但推桿上端固定，因此其反作用向上舉力，但推桿上端固定，因此其反作用力迫使膠管、節(jié)溫器外殼向下移動，主閥門力迫使膠管、節(jié)溫器外殼向下移動，主閥門逐漸開大，副閥門逐漸關小。逐漸開大，副閥門逐漸關小。|當水溫高于當水溫高于86c時，主閥門開啟，水溫超過時，主閥門開啟，水溫

18、超過105 c時，主閥門完全打開，副閥門完全關時，主閥門完全打開，副閥門完全關閉。此時來自氣缸蓋出水口的冷卻水沿出水閉。此時來自氣缸蓋出水口的冷卻水沿出水管全部進入散熱器，稱為發(fā)動機的大循環(huán)冷管全部進入散熱器，稱為發(fā)動機的大循環(huán)冷卻方式。卻方式。3536|一般發(fā)動機的冷卻水都是由機體流進，從氣缸蓋流一般發(fā)動機的冷卻水都是由機體流進，從氣缸蓋流出。大多數節(jié)溫器布置在出。大多數節(jié)溫器布置在氣缸蓋氣缸蓋的出水管路中；的出水管路中；|這種布置的優(yōu)點是這種布置的優(yōu)點是結構簡單結構簡單，容易排除水冷系中的，容易排除水冷系中的氣泡。缺點是工作時會產生振蕩現象。氣泡。缺點是工作時會產生振蕩現象。|如：如：在冬季起動發(fā)動機時，由于冷