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1、第四章 发动机冷却系,概述,水冷系,风冷系,变速器机油冷却系,一、冷却系功用 使发动机得到适度的冷却，并保持其在最适宜地温度范围内工作。,4.1 概 述,二、不正常冷却对发动机的影响,三、冷却系的分类,水冷风冷,四、正常冷却时的发动机温度,5、水冷系与风冷系的优缺点及适用范围,4.2 水 冷 系,一、水冷系的组成,水冷却系是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水冷系，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。,点此观看水冷系的组成录像,水冷系由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。,冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条
2、，一条为大循环，另一条为小循环。,所谓大循环是水温高时，水经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，水不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温升高。,小循环,大循环,节温器,冷却系的大小循环实质 通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于70时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往
3、水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在7080范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。,二、水冷系的主要部件,1、散热器 散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成。安装在发动机前的车架横梁上。其作用是将冷却水在水套中所吸收的热量散发至外界大气，使水温下降。,上水箱,散热器盖,下水箱,散热器芯,出水管口,进水管安装处,常用散热器芯的结构型式,（1）管片式 由若干扁形或圆形冷却管组成
4、。空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。,（2）管带式 由若干扁平冷却管组成 水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗的孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。,管带式,管片式,散热器盖 汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的三热气盖具有空气蒸汽阀，可自动调节冷却系内部压力，提高冷却效果。,压力阀,真空阀,压力阀弹簧,真空阀弹簧,盖,发动机热态正常时，两阀门关闭，将冷却系与大气隔开。因水蒸气的产生使冷却系内的压力稍高于大气压力，提高了冷却水的沸点，改善了冷却效能。当散热器内部压力达到126137Kpa时，蒸汽阀开
5、启而使水蒸汽从通气孔排出；当水温下降，冷却系内部的真空度低于1020Kpa时，空气阀打开，空气从通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。,2、水泵,水泵的作用 对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。,汽车上广泛使用离心式水泵。它具有结构紧凑、泵水量大及因故障而停止工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环等优点。,离心式水泵工作原理,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。,1水泵壳体 2叶轮 3进水管 4出水管,3、风扇,功用
6、：风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。,特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。,车用发动机采用轴流式风扇的三种型式,结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为46片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成3045 的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。,风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为调
7、节V带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的。,可调节支架,风扇的驱动V带张紧装置,4、节温器,功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。,节温器装在冷却水循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器。,推杆,弹簧,主阀门,石蜡,胶管,外壳,小循环,大循环,当水温低于358K时，主阀关，副阀开 小循环。,当水温高于358K时低于378K时，主阀渐开，副阀渐关 大小循环同时进行。,当水温高于378K时，主阀全开，副阀关 大循环。
8、,蜡式节温器工作情况,5、风扇离合器和温控开关,功用：减小风扇噪声，改善低温起动性能，节约燃料和降低排放，自动调节发动机的冷却强度。,（1）风扇离合器 主要有硅油式和电磁式等。冷却水温度不高时，风扇随离合器壳体一起空转打滑；当发动机气流温度超过338K时，离合器处于接合状态，风扇转速提高。当发动机气流温度低于308K时，风扇离合器又回到分离状态。,硅油风扇离合器,（2）风扇温控开关,功用：在冷却水温度升高时，其内部的温控介质膨胀而使风扇以高速运转，加速了发动机的冷却；相反，若在冷却水温度降低的时，介质收缩而使风扇低速运转或停下来，实现了对散热器电动机风扇的控制。,（3）百叶窗,功用：通过调节流
9、经散热器的空气量来调节冷却系的冷却强度，使发动机在适宜的温度下工作。,三、冷却水和防冻液,1、冷却水,汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含有矿物质，在高温下易生成水垢，不能作为发动机冷却水。,2、防冻液,功用：为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。,4.3 风 冷 系,利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。,一、工作机理：,二、结构,发动机气缸和气缸盖采用传热较好的铝合金铸成，结构简单、重量轻、故障少，无需特殊保养，但是由于材料质量要求高，冷却不够均匀，工作噪音大等缺点，目前在汽车上很少使用。,4.4 变速器机油冷却器,一、采用的原因：在自动变速器中，机油因工作频繁而过热，则会降低变速器的性能，甚至造成变速器损坏。所以，在装有自动变速器的汽车中必须装置变速器机油冷却器。,二、构造：实际上就是一根冷却管。,三、位置及冷却：置于散热器的出水室内，由冷却液对流过冷却管的变速器机油进行冷却。,小 结,冷却系,作用,水冷系,大、小循环,主要部件,散热器,水泵,节温器,风冷系,与水冷系的区别,变速器机油冷却器,采用的原因,结束,
