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1、发动机冷却系统介绍,主要内容,1发动机冷却系统概述2发动机冷却系统总体介绍3发动机冷却系统各部件的结构及工作原理4冷却系统部件的设计5冷却系统新技术,一 发动机冷却系统概述,1发动机的工作环境 发动机工作时，可燃混合气在气缸内燃烧，其工作温度高达2000C，瞬时温度可达3000C左右，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000C以上。2冷却系统的功用 冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，防止发动机过热，又要防止发动机过冷。,发动机冷却不足会造成：（1）发动机经常在过高温度下工作，活塞刚度和强度会下降，容易发生变形或是折
2、断;（2）润滑油烧蚀，最终会导致润滑系统工作不良，使元件之间发生干磨擦，降低发动机的寿命;（3）燃油的不正常燃烧，产生发动机的爆燃或早燃;过高的温度使发动机充气系数降低，从而降低输出功率。发动机冷却过度会造成：（1）过多的热量被冷却液带走，使做功的热量减小，从而使发动机功率输出减小，动力输出不足（2）燃油雾化不良，还会使已雾化了的燃油顺气缸壁流入曲轴 箱，这样不仅会增加燃料消耗，而且进入曲轴箱的燃料还会稀释润滑油，使润滑性能下降，同时还会加大冷态摩擦产生的噪声;（3）冷却系统水温太低使发动机零件的磨损增加。,二 冷却系统的总体介绍,分类：1风冷 2水冷 汽车发动机的水冷系统绝大多数均为强制水循
3、环，其工作原理是：利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系统组成部件：1发动机机体和汽缸盖中的水套及其它附属装置 2散热器（中冷器，冷凝器）3冷却水泵 4节温器 5冷却风扇 6膨胀箱,风冷发动机,风冷发动机,水冷系统的组成及工作原理示意图,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（一）发动机机体和汽缸盖中的水套及其它附属装置 1组成：发动机机体，水套，分水管（道），汽缸盖水套 2分类：顺流式 逆流式 3 工作原理：分水管直接铸在机体的分水道上，沿纵向有出水孔，并与机体水套相通，离水泵越远出水孔越大，其数目与汽缸数相同。,冷却水套,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（二）（1）散
4、热器 1组成：进水室 出水室 散热器芯 2分类：纵流式，横流式（按冷却液流动方向）管片式，管带式，板式（按散热器芯结构形式）圆管式，扁管式（按管的截面形状）单列式，双列式，三列式（按散热管列数）3 工作原理：进水室 散热器芯出水室，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过，散热器实质上是一个热交换机。,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（二）（2）中冷器（增压发动机）1作用：降低进气温度，提高发动机的换气效率，使用设计良好的中冷器可以额外多获得5%-10%的动力。2分类：风冷式 水冷式 3 工作原理：同散热器基本相同,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（三）（3）冷凝器（空调）1作用：将压
5、缩机送出的高温高压的气态冷媒冷却并液化。2分类：风冷式（水冷式 蒸发式）3 工作原理：同散热器基本相同,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（三）冷却水泵 1分类：a离心式水泵：结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便 等优点。b电子水泵：发动机熄火仍可以使冷却水循环 2离心式水泵组成：泵体 叶轮 水泵轴 3 工作原理：当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。如此连续的作用，使冷却水在水路中不断地循环。,三 冷却系统各部件结构及工作原
6、理,（四）节温器 1组成：主，副阀门，弹簧，蜡室（膨胀筒），支架，推杆等 2分类：蜡式节温器：结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便 等优点。3 工作原理：利用石蜡随着温度升高逐渐由固体变为液体并膨胀，带动主、副阀门移动。4 安装位置：1发动机出水口处（结构简单，容易排出气泡）2散热器的出水口处（结构复杂，消除振荡现象）,水冷系统的组成及工作原理示意图,冷却强度的调节,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（五）冷却风扇 1分类：普通风扇 电动风扇(单风扇 双风扇）1变速器 2发动机 3曲轴4皮带 1散热器 2温度传感器 3导风罩 5冷凝器6散热器7风扇水泵轴 4冷却风扇5直流电动机 6继电器3 工
7、作原理：加速流经散热器的空气流速，促进散热器散热。,冷却液,1组成：水（软水）防冻剂（乙二醇）2作用：a 防止冬季气温过低，冷却系统中的水结冰，体积膨胀使发动机机体，缸盖和膨胀箱胀坏。（含50%乙二醇的冷却液冰点降为-35）b 适当提高了冷却液的沸点（含50%乙二醇的冷却液 沸点提升为105）c防锈剂和泡沫抑制剂 防冻剂：延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀 泡沫抑制剂：减少泡沫的产生（泡沫妨碍水套壁散热）,三 冷却系统各部件结构及工作原理,（六）膨胀箱 目前大多数发动机都采用了防冻液作为冷却液。防冻液冰点很低，可避免冬季使用中因结冰而导致散热器、缸体和缸盖被胀裂的现象；防冻液的沸点也要
8、比水高，更有利于发动机的正常工作。为防止防冻液的损失，冷却系设置了膨胀箱，对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。膨胀箱设置于散热器一侧，通过橡胶水管与散热器加水口处的出气口相连。尽量靠近散热器布置，使得水管长度最短；膨胀箱的高度要高于冷却系统所有部件。当冷却液受热膨胀至散热器盖的蒸气阀打开时，部分冷却液随着高压蒸气通过水管进入补偿水桶；而当温度降低、散热器内产生真空时，膨胀箱内的冷却液及时回流散热器。,膨胀箱 箱,四 冷却系统部分部件的设计,计算流程图,计算公式,散入冷却系统的热量：,计算公式,单位时间内所需冷却水的量,计算公式,单位时间内所需冷却空气的量,散热器设计,散热面积F,散热器设计,
9、冷却风扇设计,5 冷却系统的新技术,1双节温器冷却系统：分别控制缸盖和缸体的冷却液循环，保持缸体的温度比缸盖的温度稍高，这样可以降低曲柄连杆机构的摩擦，提高充气效率，并且一定程度上可以减少爆震的倾向，以求更好地发挥出发动机的性能。a 温度小于或等于87时：两个节温器都关闭，发动机可以迅速升温 b 温度在87105时：节温器1打开，节温器2关闭，缸盖温度保持在80，缸体温度继续上升 c 温度在105以上时：两个节温器都打开，缸盖温度保持在 87，缸体温度保持在105,5 冷却系统的新技术,5 冷却系统的新技术,2水冷增压系统：单独设计了一个小型水箱安装在进气歧管内用来冷却增压后的空气，以适当降低进气温度，增加充气效率。,谢谢,
