發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)正PPT課件

1、 一、冷卻系統(tǒng)的功用一、冷卻系統(tǒng)的功用 使工作中的發(fā)使工作中的發(fā)動機(jī)得到適度的冷卻，并保持在最適宜動機(jī)得到適度的冷卻，并保持在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。的溫度狀態(tài)下工作。 （8090度） 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 第1頁/共28頁二、不正常冷卻對發(fā)動機(jī)工作的影響二、不正常冷卻對發(fā)動機(jī)工作的影響1、過熱、過熱燃?xì)庠谌紵^程中，氣缸內(nèi)氣體燃?xì)庠谌紵^程中，氣缸內(nèi)氣體溫度高溫度高20002000，發(fā)動機(jī)零部件與，發(fā)動機(jī)零部件與高溫氣體接觸，將會造成氣缸和高溫氣體接觸，將會造成氣缸和進(jìn)氣管溫度過高，使進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣管溫度過高，使進(jìn)入氣缸的可燃混合氣因受熱而膨脹，充氣可燃混合氣因受熱而膨脹，充氣量量，使得

2、：，使得：第2頁/共28頁充氣系數(shù)充氣系數(shù)，發(fā)動機(jī)功率，發(fā)動機(jī)功率；機(jī)油因溫度過高，粘度機(jī)油因溫度過高，粘度，嚴(yán)，嚴(yán)重時(shí)，機(jī)油變質(zhì)，影響潤滑效果，重時(shí)，機(jī)油變質(zhì)，影響潤滑效果，機(jī)件磨損加??；機(jī)件磨損加劇；各機(jī)件因高溫而膨脹，破壞了各機(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。正常的嚙合間隙，產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。因此發(fā)動機(jī)應(yīng)及時(shí)冷卻。因此發(fā)動機(jī)應(yīng)及時(shí)冷卻。第3頁/共28頁2 2、過冷、過冷熱量散失過多，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃繜崃可⑹н^多，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃?，功率功率；溫度低，機(jī)油粘度大，摩擦阻力溫度低，機(jī)油粘度大，摩擦阻力，消，消耗功率大，起動困難；耗功率大，起動困難；燃油不易氣化，燃燒不充分，

3、燃油消燃油不易氣化，燃燒不充分，燃油消耗率耗率，功率，功率；燃?xì)庖啄Y(jié)（在氣缸壁上），流入曲燃?xì)庖啄Y(jié)（在氣缸壁上），流入曲軸箱，不僅燃油消耗率軸箱，不僅燃油消耗率，功率，功率，而且，而且機(jī)油粘度機(jī)油粘度，潤滑效果變差，機(jī)件磨損加，潤滑效果變差，機(jī)件磨損加劇。劇。第4頁/共28頁三、冷卻系統(tǒng)的分類三、冷卻系統(tǒng)的分類水冷水冷風(fēng)冷風(fēng)冷第5頁/共28頁水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高本高冷卻效果差，冷卻效果差，不易控制，噪不易控制，噪音大音大系系 統(tǒng)統(tǒng)水冷系水冷系風(fēng)冷系風(fēng)冷系 缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)冷卻均勻，冷卻效冷卻均勻，冷卻效果好，易控制果好

4、，易控制結(jié)構(gòu)簡單，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，不存在不存在“凍水箱凍水箱”，“開鍋開鍋”問題問題第6頁/共28頁四、水冷系統(tǒng)的組成四、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)水冷卻系統(tǒng)是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。動機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動機(jī)上采用的水冷系大都是目前汽車發(fā)動機(jī)上采用的水冷系大都是強(qiáng)強(qiáng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)，即利用水泵提高冷卻，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流液的壓力，強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動。動。第7頁/共28頁 水冷系統(tǒng)由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水冷系統(tǒng)由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷

5、卻水套、節(jié)溫器和補(bǔ)償水桶等組成。水套、節(jié)溫器和補(bǔ)償水桶等組成。 第8頁/共28頁制作：霍志毅 Email： 桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系示意圖第9頁/共28頁 冷卻水在冷卻系內(nèi)的冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動路線循環(huán)流動路線有兩條，有兩條，一條為一條為大循環(huán)大循環(huán)，另一條為，另一條為小循環(huán)小循環(huán)。所謂所謂大循環(huán)大循環(huán)是水是水溫高時(shí)，水經(jīng)過溫高時(shí)，水經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動；而循環(huán)流動；而小小循環(huán)循環(huán)就是水溫低就是水溫低時(shí)，水不經(jīng)過散時(shí)，水不經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的循熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動，從而使環(huán)流動，從而使水溫升高。水溫升高。小循環(huán)小循環(huán)大循環(huán)大循環(huán)節(jié)溫器節(jié)溫器第10頁/共

6、28頁第11頁/共28頁冷卻系統(tǒng)的大、小循環(huán)實(shí)質(zhì)冷卻系統(tǒng)的大、小循環(huán)實(shí)質(zhì) 通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝節(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)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)動機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達(dá)動機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。 當(dāng)發(fā)動機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時(shí)，即當(dāng)發(fā)動機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時(shí)，即水溫高于水溫高于90，節(jié)溫節(jié)溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時(shí)關(guān)閉了通往水泵的旁通器閥門打

7、開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，形成管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)大循環(huán)；當(dāng)冷卻；當(dāng)冷卻水溫低于水溫低于80時(shí)，節(jié)溫器閥門關(guān)閉了通往散熱器的通道，同時(shí)打開了通時(shí)，節(jié)溫器閥門關(guān)閉了通往散熱器的通道，同時(shí)打開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)動機(jī)水套，此時(shí)冷卻水并不流經(jīng)散熱器，水泵，又被水泵壓入發(fā)動機(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)行只在水套與水泵之間進(jìn)行小循環(huán)小循環(huán)，從而防止發(fā)動機(jī)過冷；當(dāng)發(fā)從而防止發(fā)動機(jī)過冷；當(dāng)發(fā)動機(jī)的冷卻動機(jī)的冷卻

8、水溫在水溫在8090范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉狀態(tài)，此時(shí)往水泵的旁通管均處于半開閉狀態(tài)，此時(shí)一部分水進(jìn)行大循環(huán)，一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。第12頁/共28頁五、冷卻液五、冷卻液冷卻液：水冷卻液：水+ +防凍劑（乙二醇）防凍劑（乙二醇） 汽車發(fā)動機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的汽車發(fā)動機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的軟水軟水，如雨水，自來水等；而井水、河水等，如雨水，自來水等；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，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)動機(jī)冷卻水。不應(yīng)作為發(fā)動機(jī)冷卻水

9、。 為防止在冬季寒冷地區(qū)，因冷卻水結(jié)冰而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量的現(xiàn)象，在冷卻水中加入一定量的防凍液防凍液以達(dá)以達(dá)到降低冰點(diǎn)、提高沸點(diǎn)的目的。到降低冰點(diǎn)、提高沸點(diǎn)的目的。第13頁/共28頁第二節(jié)第二節(jié) 水冷系統(tǒng)的主要零部件水冷系統(tǒng)的主要零部件一、散熱器一、散熱器功用：增大散熱面積，加速冷卻液的冷卻。功用：增大散熱面積，加速冷卻液的冷卻。 第14頁/共28頁散熱器又稱為水箱，散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器由上水室、散熱器芯和下水室等組成。芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動機(jī)前的安裝在發(fā)

10、動機(jī)前的車架橫梁上。其作車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量套中所吸收的熱量散發(fā)至外界大氣，散發(fā)至外界大氣，使水溫下降。使水溫下降。上水室上水室散熱器蓋散熱器蓋下水室下水室散熱器芯散熱器芯出水管口出水管口進(jìn)水管進(jìn)水管安裝處安裝處第15頁/共28頁1、散熱器芯、散熱器芯 （1）管片式）管片式 空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內(nèi)流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結(jié)構(gòu)剛度較內(nèi)流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結(jié)構(gòu)剛度較好廣為汽車發(fā)動機(jī)所使用。好廣為汽車發(fā)動機(jī)所使用。 （2）管帶式）管帶式 冷水管與散熱帶相間排列，在散熱帶水管與散熱帶相間排列，在

11、散熱帶上常開有小孔，以破壞氣流在散熱帶表面上的邊界層，上常開有小孔，以破壞氣流在散熱帶表面上的邊界層，提高散熱能力。提高散熱能力。第16頁/共28頁2、散熱器的布置、散熱器的布置第17頁/共28頁 3、散熱器蓋、散熱器蓋 汽車上廣泛采用汽車上廣泛采用閉式水冷系閉式水冷系，該水冷系的，該水冷系的散熱氣蓋具有散熱氣蓋具有空氣空氣蒸汽閥門蒸汽閥門，可自動調(diào)，可自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。 壓力閥壓力閥真空閥真空閥壓力閥彈簧壓力閥彈簧真空閥彈簧真空閥彈簧蓋蓋第18頁/共28頁 發(fā)動機(jī)熱態(tài)正常時(shí)，發(fā)動機(jī)熱態(tài)正常時(shí)，兩閥門關(guān)閉，將冷卻系與兩閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣

12、隔開。因水蒸氣的產(chǎn)大氣隔開。因水蒸氣的產(chǎn)生使冷卻系內(nèi)的壓力稍高生使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷卻于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點(diǎn)，改善了冷卻效水的沸點(diǎn)，改善了冷卻效能。當(dāng)散熱器內(nèi)部能。當(dāng)散熱器內(nèi)部壓力達(dá)壓力達(dá)到到126126137Kpa137Kpa時(shí)，壓力時(shí)，壓力閥開啟閥開啟而使水蒸汽從通氣而使水蒸汽從通氣孔排出；當(dāng)水溫下降，冷孔排出；當(dāng)水溫下降，冷卻系內(nèi)部的卻系內(nèi)部的真空度低于真空度低于101020Kpa20Kpa時(shí)，真空閥打時(shí)，真空閥打開開，空氣從通氣孔進(jìn)入冷空氣從通氣孔進(jìn)入冷卻系，以防散熱器及芯管卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。被大氣壓癟。第19頁/共28頁4、補(bǔ)償水桶、補(bǔ)償水

13、桶加注防凍液的汽車發(fā)動機(jī)，加注防凍液的汽車發(fā)動機(jī)，為了減少冷卻液的損為了減少冷卻液的損失失，保證冷卻系統(tǒng)的正常工作，采用散熱器補(bǔ)，保證冷卻系統(tǒng)的正常工作，采用散熱器補(bǔ)償水桶償水桶( (貯水箱貯水箱) )結(jié)構(gòu)。補(bǔ)償水桶內(nèi)部印有兩條液結(jié)構(gòu)。補(bǔ)償水桶內(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。兩種刻線之間。補(bǔ)償水桶補(bǔ)償水桶散熱器散熱器第20頁/共28頁二、冷卻風(fēng)扇二、冷卻風(fēng)扇 1 1、功用：功用：風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和風(fēng)量，增同軸。用來提高流經(jīng)散熱器的空氣

14、流速和風(fēng)量，增強(qiáng)散熱器的散熱能力，同時(shí)對發(fā)動機(jī)其他附件也有強(qiáng)散熱器的散熱能力，同時(shí)對發(fā)動機(jī)其他附件也有一定的冷卻作用。一定的冷卻作用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：車用發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇車用發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇有有軸流式和離心式軸流式和離心式。軸流式軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(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?。產(chǎn)生的風(fēng)，其流向?yàn)閺较颉］S流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，軸流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而在車用發(fā)動機(jī)上在車用發(fā)動機(jī)上得到了廣泛得到了廣泛的應(yīng)用的應(yīng)用。第21頁/共28頁車用發(fā)動機(jī)采用軸流式風(fēng)扇的三種型式車用發(fā)動機(jī)采用軸

15、流式風(fēng)扇的三種型式 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：葉片多用薄鋼板壓制而成，為葉片多用薄鋼板壓制而成，為4 46 6片，葉片片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成303045 45 的安的安裝斜角。裝斜角。整體風(fēng)扇整體風(fēng)扇在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年來轎車上還采用了電動風(fēng)扇。來轎車上還采用了電動風(fēng)扇。第22頁/共28頁2、風(fēng)扇離合器、風(fēng)扇離合器功用：功用：減小風(fēng)扇噪聲，改善低溫起動性能，節(jié)約燃料和降減小風(fēng)扇噪聲，改善低溫起動性能，節(jié)約燃料和降低排放，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的冷卻強(qiáng)度。低排放，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的冷卻強(qiáng)度。 主要有主要

16、有硅油式硅油式和和電磁式電磁式等。等。冷卻水溫度不高時(shí)，風(fēng)扇隨冷卻水溫度不高時(shí)，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流溫度當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流溫度超過超過338K時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動機(jī)氣風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流溫度流溫度低于低于308K時(shí)，風(fēng)扇離時(shí)，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。合器又回到分離狀態(tài)。 硅油風(fēng)扇離合器硅油風(fēng)扇離合器第23頁/共28頁電動風(fēng)扇電動風(fēng)扇 很多轎車發(fā)動機(jī)的水冷系采用電動風(fēng)扇，尤其橫置發(fā)很多轎車發(fā)動機(jī)的水冷系采用電動風(fēng)扇，尤其橫置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的汽車更是如此。電動風(fēng)扇由風(fēng)扇電動機(jī)驅(qū)動機(jī)前輪驅(qū)動的汽車更是如此。電動風(fēng)扇由風(fēng)扇電動機(jī)驅(qū)動并由蓄電池供電，所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)。在動并由蓄電池供電，所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)。在有些電控系統(tǒng)中，電動風(fēng)扇由電腦控制。冷卻液溫度傳感有些電控系統(tǒng)中，電動風(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。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)器向電腦傳輸與冷卻液溫度相關(guān)的信號。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)扇電動機(jī)供電，風(fēng)扇進(jìn)入工作。向風(fēng)扇電動機(jī)供電，風(fēng)扇進(jìn)入工作。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，布置結(jié)構(gòu)簡單，布置方便，不消耗發(fā)動機(jī)功方便，不消耗發(fā)動機(jī)功率使燃油經(jīng)