柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)

柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)

主講人:黎江兵日期:08-07-19柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)

第一節(jié)冷卻系統(tǒng)概述第二節(jié)水冷系主要部件的構(gòu)造第三節(jié)風(fēng)冷系統(tǒng)簡要介紹第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)概述

１、作用冷卻系(coolingsystem)的主要功用是把受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。２、分類冷卻系按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風(fēng)冷和水冷（圖8-1），如果把發(fā)動機(jī)中高溫零件的熱量直接散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置稱為風(fēng)冷系。而把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置稱為水冷系。第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)概述

第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)概述

3、組成水冷卻系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。樂東柴油發(fā)電機(jī)組就是利用水泵強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動。它由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成（圖8-2）。

第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)概述

4、水路散熱器內(nèi)的冷卻水經(jīng)水泵加壓后通過分水管壓送到氣缸體水套和氣缸蓋水套內(nèi)，冷卻水在吸收了機(jī)體的大量熱量后經(jīng)氣缸蓋出水孔流回散熱器。由于有風(fēng)扇的強(qiáng)力抽吸，空氣流由前向后高速通過散熱器。(圖8-3）。圖8-3第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)概述

4、水路(續(xù))因此，受熱后的冷卻水在流過散熱器芯的過程中，熱量不斷地散發(fā)到大氣中去，冷卻后的水流到散熱器的底部，又被水泵抽出，再次壓送到發(fā)動機(jī)的水套中，如此不斷循環(huán)，把熱量不斷地送到大氣中去，使發(fā)動機(jī)不斷地得到冷卻（圖8-3）。圖8-3第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

１、散熱器(圖８-4）功用：增大散熱面積，加速水的冷卻。冷卻水經(jīng)過散熱器后，其溫度可降低10～15℃，為了將散熱器傳出的熱量盡快帶走，在散熱器后面裝有風(fēng)扇與散熱器配合工作。結(jié)構(gòu)：散熱器又稱為水箱，由上貯水室、散熱器芯和下貯水室等組成。圖８-4第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

目前發(fā)動機(jī)多采用閉式水冷系，這種冷卻系的散熱器蓋具有自動閥門，發(fā)動機(jī)熱態(tài)工作正常時，閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開。防止水蒸汽逸出，使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，從而可增高冷卻水的沸點(diǎn)。第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

在冷卻水系內(nèi)壓力過高或過低時，自動閥門則開啟以使冷卻系與大氣相通。目前閉式水冷系廣泛采用具有空氣-蒸汽閥的散熱器蓋（圖8-7）。一般情況下,兩閥借彈簧關(guān)閉。當(dāng)散熱器中壓力升高到一定值（約為0.026～0.037Mpa）時，蒸汽閥開啟；水溫下降，當(dāng)冷卻系中生的真空度達(dá)一定值（約為0.01時～0.02Mpa）時，空氣閥開啟。第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

２、風(fēng)扇(fan)（圖8-9）功用：提高通過散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。風(fēng)扇通常安排在散熱器后面，并與水泵同軸。圖8-9圖8-10

第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

３、水泵（圖8-11）功用：對冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動，保證冷卻可靠。車用發(fā)動機(jī)上多采用離心式水泵，離心式水泵具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、排水量大、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖8-11第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

４、冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置是根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況和不同使用條件，改變冷卻系的散熱能力，即改變冷卻強(qiáng)度，從而保證發(fā)動機(jī)經(jīng)常在最有利的溫度狀態(tài)下工作。改變冷卻強(qiáng)度通常有兩種調(diào)節(jié)方式，一種是改變通過散熱器的空氣流量；另一種是改變冷卻液的循環(huán)流量和循環(huán)范圍。

第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

(1)改變通過散熱器的空氣流量通常利用百葉窗(fanblind)和各種自動風(fēng)扇離合器(fanclutch)來實(shí)現(xiàn)改變通過散熱器的空氣流量。百葉窗是調(diào)節(jié)空氣流量并防止冬季凍壞水箱,多用人工調(diào)節(jié),也有采用自動調(diào)節(jié)裝置的。

第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

(2)改變通過散熱器的冷卻水的流量通常利用節(jié)溫器（thermostat）來控制通過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。節(jié)溫器有蠟式和乙醚膨脹筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動機(jī)采用蠟式節(jié)溫器。蠟式節(jié)溫器（圖8-13）（圖8-13）第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

蠟式節(jié)溫器蠟式節(jié)溫器在橡膠管和感應(yīng)體之間的空間里裝有石蠟，為提高導(dǎo)熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉。常溫時，石蠟呈固態(tài)，閥門壓在閥座上。這時閥門關(guān)閉通往散熱器的水路，來自發(fā)動機(jī)缸蓋出水口的冷卻水，經(jīng)水泵又流回氣缸體水套中，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫升高時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭產(chǎn)生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應(yīng)體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟，當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到80℃以上時，閥門全開，來自氣缸蓋出水口的冷卻水流向散熱器，而進(jìn)行大循環(huán)。

第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

膨脹筒式節(jié)溫器（圖8-14）膨脹筒式節(jié)溫器是由具有彈性的、折疊式的密閉圓筒（用黃銅制成），內(nèi)裝有易于揮發(fā)的乙醚。主閥門和側(cè)閥門隨膨脹筒上端一起上下移動。膨脹筒內(nèi)液體的蒸氣壓力隨著周圍溫度的變化而變化，故圓筒高度也隨溫度而變化。

第二節(jié) 水冷系主要部件的構(gòu)造

當(dāng)發(fā)動機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于80℃，冷卻水應(yīng)全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)。此時節(jié)溫器的主閥門完全開啟，而側(cè)閥門將旁通孔完全關(guān)閉；當(dāng)冷卻水溫低于70℃時，膨脹筒內(nèi)的蒸汽壓力很小，使圓筒收縮到最小高度。主閥門壓在閥座上，即主閥門關(guān)閉，同時側(cè)閥門打開，此時切斷了由發(fā)動機(jī)水套通向散熱器的水路，水套內(nèi)的水只能由旁通孔(bypasshole)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)動機(jī)過冷，并使發(fā)動機(jī)迅速而均勻地?zé)崞饋?；?dāng)發(fā)動機(jī)的冷卻水溫在70～80℃范圍內(nèi)，主閥門和側(cè)閥門處于半開閉狀態(tài)，此時一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。

第三節(jié)風(fēng)冷系統(tǒng)簡要介紹

風(fēng)冷卻系是利用高速空氣流直接吹過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)到大氣中去，以保證發(fā)動機(jī)在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。發(fā)動機(jī)氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，為了增大散熱面積各缸一般都分開制造，在氣缸和氣缸蓋表面分布許多均勻排列的散熱片，以增大散熱