發(fā)動機冷卻系統

1、三聯學院交通工程系,第七章 發(fā)動機冷卻系,概述,水冷系,風冷系,變速器機油冷卻系,一、冷卻系功用 使發(fā)動機得到適度的冷卻，并保持其在最適宜地溫度范圍內工作。,7.1 概 述,三聯學院交通工程系,二、不正常冷卻對發(fā)動機的影響,三聯學院交通工程系,三、冷卻系的分類,水冷 風冷,三聯學院交通工程系,四、正常冷卻時的發(fā)動機溫度,三聯學院交通工程系,5、水冷系與風冷系的優(yōu)缺點及適用范圍,三聯學院交通工程系,7.2 水 冷 系,一、水冷系的組成,水冷卻系是以水作為冷卻介質，把發(fā)動機受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動機上采用的水冷系大都是強制循環(huán)式水冷系，利用水泵強制水在冷卻系中進行循環(huán)流動。,

2、三聯學院交通工程系,點此觀看水冷系的組成錄像,三聯學院交通工程系,水冷系由散熱器、水泵、風扇、冷卻水套和溫度調節(jié)裝置等組成。,三聯學院交通工程系,冷卻水在冷卻系內的循環(huán)流動路線有兩條，一條為大循環(huán)，另一條為小循環(huán)。,所謂大循環(huán)是水溫高時，水經過散熱器而進行的循環(huán)流動；而小循環(huán)就是水溫低時，水不經過散熱器而進行的循環(huán)流動，從而使水溫升高。,小循環(huán),大循環(huán),節(jié)溫器,三聯學院交通工程系,三聯學院交通工程系,冷卻系的大小循環(huán)實質 通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），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，以達到調節(jié)冷卻系的

3、冷卻強度。 當發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于80，節(jié)溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經散熱器，形成大循環(huán)；當冷卻水溫低于70時，節(jié)溫器閥門關閉了通往散熱器的通道，同時打開了通往水泵的旁通管，水套內的水只能由旁通孔流出經旁通管進入水泵，又被水泵壓入發(fā)動機水套，此時冷卻水并不流經散熱器，只在水套與水泵之間進行小循環(huán)，從而防止發(fā)動機過冷；當發(fā)動機的冷卻水溫在7080范圍內，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)，此時一部分水進行大循環(huán)，而另一部分水進行小循環(huán)。,三聯學院交通工程系,二、水冷系的主要部件,1、散熱器 散熱器又稱為水箱，由上水室

4、、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動機前的車架橫梁上。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。,上水箱,散熱器蓋,下水箱,散熱器芯,出水管口,進水管安裝處,三聯學院交通工程系,常用散熱器芯的結構型式,（1）管片式 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，使管內流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結構剛度較好廣為汽車發(fā)動機所使用。,（2）管帶式 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,管片式,三聯學院交通工程系,散熱器蓋 汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的三熱氣

5、蓋具有空氣蒸汽閥，可自動調節(jié)冷卻系內部壓力，提高冷卻效果。,壓力閥,真空閥,壓力閥彈簧,真空閥彈簧,蓋,三聯學院交通工程系,發(fā)動機熱態(tài)正常時，兩閥門關閉，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣的產生使冷卻系內的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。當散熱器內部壓力達到126137Kpa時，蒸汽閥開啟而使水蒸汽從通氣孔排出；當水溫下降，冷卻系內部的真空度低于1020Kpa時，空氣閥打開，空氣從通氣孔進入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。,三聯學院交通工程系,2、水泵,水泵的作用 對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動。,汽車上廣泛使用離心式水泵。它具有結構緊湊、泵水量大及因故障而停止工作

6、時，不妨礙水在冷卻系內部自然循環(huán)等優(yōu)點。,三聯學院交通工程系,離心式水泵工作原理,當葉輪旋轉時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機水套內。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經進水管被吸進葉輪中心部分。,1水泵殼體 2葉輪 3進水管 4出水管,三聯學院交通工程系,與東風汽車水泵有什么不同？,三聯學院交通工程系,3、風扇,功用：風扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來提高流經散熱器的空氣流速和風量，增強散熱器的散熱能力，同時對發(fā)動機其他附件也有一定的冷卻作用。,特點：車用發(fā)動機的風扇軸流式和離心式。軸流式風

7、扇所產生的風，其流向與風扇軸平行；離心式風扇所產生的風，其流向為徑向。軸流式風扇效率高，風量大，結構簡單，布置方便。因而在車用發(fā)動機上得到了廣泛的應用。,三聯學院交通工程系,車用發(fā)動機采用軸流式風扇的三種型式,結構特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為46片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉平面成3045 的安裝斜角。整體風扇在轎車和輕型載貨汽車上應用較多。近年來轎車上還采用了電動風扇。,三聯學院交通工程系,風扇常和發(fā)動機一起由曲軸帶輪通過V帶驅動。為調節(jié)V帶的張緊程度，通常將發(fā)電機的支架做成可調節(jié)的。,可調節(jié)支架,風扇的驅動V帶張緊裝置,三聯學院交通工程系,4、節(jié)溫器,功用：根據發(fā)動機負荷大小和

8、水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，從而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，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，以達到調節(jié)冷卻系的冷卻強度。節(jié)溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數發(fā)動機采用蠟式節(jié)溫器。,推桿,彈簧,主閥門,石蠟,膠管,外殼,三聯學院交通工程系,三聯學院交通工程系,小循環(huán),大循環(huán),當水溫低于358K時，主閥關，副閥開 小循環(huán)。,當水溫高于358K時低于378K時，主閥漸開，副閥漸關 大小循環(huán)同時進行。,當水溫高于378K時，主閥全開，副閥關 大循環(huán)。,蠟式節(jié)溫器工作情況,三聯學院交通工程系,5、風扇離合器和溫控開關,功用：減小風扇噪聲

9、，改善低溫起動性能，節(jié)約燃料和降低排放，自動調節(jié)發(fā)動機的冷卻強度。,（1）風扇離合器 主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時，風扇隨離合器殼體一起空轉打滑；當發(fā)動機氣流溫度超過338K時，離合器處于接合狀態(tài)，風扇轉速提高。當發(fā)動機氣流溫度低于308K時，風扇離合器又回到分離狀態(tài)。,硅油風扇離合器,三聯學院交通工程系,（2）風扇溫控開關,功用： 在冷卻水溫度升高時，其內部的溫控介質膨脹而使風扇以高速運轉，加速了發(fā)動機的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時，介質收縮而使風扇低速運轉或停下來，實現了對散熱器電動機風扇的控制。,（3）百葉窗,功用： 通過調節(jié)流經散熱器的空氣量來調節(jié)冷卻系的冷卻強度，使

10、發(fā)動機在適宜的溫度下工作。,三聯學院交通工程系,三、冷卻水和防凍液,1、冷卻水,汽車發(fā)動機中使用的冷卻水應是清潔的軟水，如雨水，自來水等；而井水、河水等硬水中含有礦物質，在高溫下易生成水垢，不能作為發(fā)動機冷卻水。,2、防凍液,功用：為防止在冬季寒冷地區(qū)，因冷卻水結冰而發(fā)生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的現象，在冷卻水中加入一定量的防凍液以達到降低冰點、提高沸點的目的。,三聯學院交通工程系,7.3 風 冷 系,利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動機在最有利的溫度范圍內工作。,一、工作機理：,二、結構,發(fā)動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，結構簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養(yǎng)，但是由于材料質量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點，目前在汽車上很少使用。,三聯學院交通工程系,7.4 變速器機油冷卻器,一、采用的原因： 在自動變速器中，機油因工作頻繁而過熱，則會降低變速器的性能，甚至造成變速器損壞。所以，在裝有自動變速器的汽車中必須裝置變