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1、第四章第四章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系 概述概述 水水冷卻系統(tǒng)主要零部件冷卻系統(tǒng)主要零部件的構(gòu)造和工作原理的構(gòu)造和工作原理 一、冷卻系功用一、冷卻系功用 使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，并保持其在最適宜地溫度范圍內(nèi)工作。并保持其在最適宜地溫度范圍內(nèi)工作。 第一節(jié)、第一節(jié)、 概概 述述 冷卻程度冷卻程度后后 果果過冷過冷 熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤(rùn)滑油，氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤(rùn)滑油，磨損加劇。磨損加劇。不足不足 發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動(dòng)功率下降潤(rùn)滑不良

2、，加劇磨損發(fā)動(dòng)功率下降潤(rùn)滑不良，加劇磨損。 二、不正常冷卻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響二、不正常冷卻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響三、冷卻系的分類三、冷卻系的分類水冷水冷風(fēng)冷風(fēng)冷四、正常冷卻時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度四、正常冷卻時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度系系 統(tǒng)統(tǒng)溫溫 度度 范范 圍圍水冷系水冷系氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在353363K, 氣缸氣缸壁的溫度不超過壁的溫度不超過470550K。風(fēng)冷系風(fēng)冷系 氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為423453K和和433473K.五、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍五、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍系系 統(tǒng)統(tǒng)水冷系水冷系風(fēng)冷系風(fēng)冷系適用范圍適用范圍優(yōu)缺點(diǎn)比較優(yōu)缺點(diǎn)

3、比較冷卻強(qiáng)度大，易調(diào)冷卻強(qiáng)度大，易調(diào)節(jié)，便于冬季啟動(dòng)節(jié)，便于冬季啟動(dòng)廣泛用于汽車廣泛用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻效果差，噪音冷卻效果差，噪音大，功耗大大，功耗大僅用于小排量?jī)H用于小排量及軍車發(fā)動(dòng)機(jī)及軍車發(fā)動(dòng)機(jī)第二節(jié)、第二節(jié)、 水水 冷冷 系系 一、水冷系的組成一、水冷系的組成 水冷卻系是以水作為冷卻介質(zhì)，水冷卻系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，利用水泵強(qiáng)制水都是強(qiáng)制循環(huán)式水冷系，利用水泵強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。 水冷

4、系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。 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(dòng)循環(huán)流動(dòng)路線路線有兩條，一條為有兩條，一條為大循環(huán)大循環(huán)，另一條為，另一條為小循小循環(huán)環(huán)。 所謂所謂大循大循環(huán)環(huán)是水溫高時(shí)，是水溫高時(shí)，水經(jīng)過散熱器而水經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng)；進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng)；而而小循環(huán)小循環(huán)就是水就是水溫低時(shí)，水不經(jīng)溫低時(shí)，水不經(jīng)過散熱器而進(jìn)行過散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng)，從的循環(huán)流動(dòng)，從而使水溫升高。而使水溫升高。小循環(huán)小循環(huán)大循環(huán)大循環(huán)節(jié)溫器節(jié)溫器二、水冷系的主要部件二、水冷系的主要部件1、散熱器、散熱器 散熱器又稱

5、為散熱器又稱為水箱，由上水室、散水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組熱器芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前成。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前的車架橫梁上。其作的車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發(fā)中所吸收的熱量散發(fā)至外界大氣，使水溫至外界大氣，使水溫下降。下降。上水箱上水箱散熱器蓋散熱器蓋下水箱下水箱散熱器芯散熱器芯出水管口出水管口進(jìn)水管進(jìn)水管安裝處安裝處常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)型式常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)型式 （1）管片式）管片式 由若干扁形或圓形冷卻管組成。由若干扁形或圓形冷卻管組成。 空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內(nèi)流動(dòng)的水得到冷卻。空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內(nèi)流動(dòng)的水得到冷

6、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。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）管帶式 由若干扁平冷卻管組成由若干扁平冷卻管組成 水管與散熱器相間排列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗水管與散熱器相間排列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。管帶式管帶式管片式管片式 2 2、水泵、水泵 水泵的作用水泵的作用 對(duì)冷對(duì)冷卻水加壓，使之在冷卻卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)。系中循環(huán)流動(dòng)。 汽車上廣泛使用汽車上廣泛使用離心離心式水泵式水泵。它具有結(jié)構(gòu)緊。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、

7、泵水量大及因故障湊、泵水量大及因故障而停止工作時(shí)，不妨礙而停止工作時(shí)，不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)等優(yōu)點(diǎn)。 離心式水泵工作原理離心式水泵工作原理 當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的水被葉輪帶動(dòng)一起旋中的水被葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，在離心力作用下在離心力作用下，水，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪外殼上與葉輪成切線方向成切線方向的出水管壓送到發(fā)動(dòng)機(jī)水的出水管壓送到發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)。與此同時(shí)，葉輪中套內(nèi)。與此同時(shí)，葉輪中心處的壓力降低，散熱器心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。葉輪中心部分。1水泵殼

8、體水泵殼體 2葉輪葉輪 3進(jìn)水管進(jìn)水管 4出水管出水管目前，車用發(fā)動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)采用。3、風(fēng)扇、風(fēng)扇 功用：功用：風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵同風(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，增強(qiáng)軸。用來提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和風(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。定的冷卻作用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：車用發(fā)動(dòng)機(jī)的車用發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇軸流式和離心式風(fēng)扇軸流式和離心式。軸流。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?。風(fēng)扇所產(chǎn)生的

9、風(fēng)，其流向?yàn)閺较?。軸流式風(fēng)扇軸流式風(fēng)扇效率效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便。因而在車用發(fā)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)上動(dòng)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用得到了廣泛的應(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)：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(dòng)風(fēng)扇。來轎車上還采用了電動(dòng)

10、風(fēng)扇。常用冷卻強(qiáng)度調(diào)整方法有兩種：一、改變流經(jīng)散熱器的空氣流量和流速，包括百葉窗、風(fēng)扇離合器、電動(dòng)風(fēng)扇。二、改變冷卻液的流量和循環(huán)路線，主要通過使用節(jié)溫器來實(shí)現(xiàn)。改變流經(jīng)散熱器的空氣流量和流速改變流經(jīng)散熱器的空氣流量和流速（1）風(fēng)扇離合器）風(fēng)扇離合器 主要有主要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(dòng)機(jī)氣流溫度當(dāng)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)氣風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動(dòng)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

11、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)扇離合器電磁風(fēng)扇離合器硅油風(fēng)扇離合器結(jié)構(gòu)工作原理：冷卻液溫度過低溫控開關(guān)分離繼電器勵(lì)磁線圈無電流繼電器觸點(diǎn)開關(guān)斷開風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻液溫度升高則相反。（3 3）百葉窗）百葉窗 功用： 通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來調(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。雙閥蠟式節(jié)溫器工作原理1.蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)蠟式節(jié)溫器由上支架、下支架、主閥門、旁通閥、感應(yīng)體、中心桿、橡膠管和彈簧等組成。節(jié)溫器的上支架和下支架與閥座鉚成一體。中心桿上端固定在上支架的中心，其下部插入橡膠管的中心孔內(nèi)，中心桿下端呈錐形。橡膠管與感應(yīng)體外殼之間的空腔里裝有石蠟。為了提高導(dǎo)熱性，

12、石蠟中常摻有銅粉和鋁粉。感應(yīng)體外殼上下部有聯(lián)動(dòng)的主閥門和旁通閥門。主閥門上有通氣孔，它的作用是在加水時(shí)使水套內(nèi)的空氣經(jīng)小孔排出，保證能加滿水。為了防止通氣孔阻塞，有的加裝一個(gè)擺錘。 蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)示意圖1-主閥門 2-蓋和密封墊 3-上支架 4-膠管 5-閥座 6-通氣孔7-下支架 8-石蠟 9-感應(yīng)體 10-旁通閥 11-中心桿 12-彈簧小循環(huán)小循環(huán)大循環(huán)大循環(huán) 當(dāng)水溫低于當(dāng)水溫低于358K時(shí)，主閥關(guān)，副閥開時(shí)，主閥關(guān)，副閥開 小循環(huán)。小循環(huán)。 當(dāng)水溫高于當(dāng)水溫高于358K時(shí)低于時(shí)低于378K時(shí)，主閥漸開，副閥漸時(shí)，主閥漸開，副閥漸關(guān)關(guān) 大小循環(huán)同時(shí)進(jìn)行。大小循環(huán)同時(shí)進(jìn)行。 當(dāng)水溫高于當(dāng)水溫高于378K時(shí)，主閥全開，副閥關(guān)時(shí)，主閥全開，副閥關(guān) 大循環(huán)。大循環(huán)。蠟式節(jié)溫器工作情況蠟式節(jié)溫器工作情況 風(fēng)風(fēng) 冷冷 系（了解）系（了解） 利用高速空氣流直接吹過利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到從氣缸內(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的溫度范圍內(nèi)