第八章 发动机冷却系,第一节 冷却系的功用及组成,一、功用： 使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，防止发动机过热或过冷，并且在发动机冷起动后使发动机迅速升温，尽可能缩短暖机时间发动机为什么不能在过热或过冷条件下正常工作？ 发动机若过热，则其中运动机件将因高温膨胀而破坏正常配合间隙，或因润滑油在高温下失效而卡死；各机件因高温导致机械强度降低甚至损坏；发动机工作过程因高温导致吸气量减少甚至燃烧不正常而使发动机动力性、经济性指标下降等，因此发动机不可以在过热条件下工作发动机若过冷，则散热损失增加；对于柴油机，机油粘度较大 ，摩擦功率损失较大，导致发动机动力性、经济性指标降低；对于汽油机，已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱，稀释机油而影响润滑，也使发动机动力性、经济性指标下降，磨损加剧因此，发动机也不可在过冷条件下工作二、冷却系分类： 风冷和水冷两种，水冷却系一般指强制循环水冷系，汽车发动机就采用强制循环水冷却系统水冷却系的最大优点是冷却强度高、发动机内部和外部冷却较均匀、冷却水路设计自由度大等，最大缺点是容易漏水，需要经常维修等。
风冷：以空气为冷却介质三、循环路径 经水泵增压 经节温器 冷却液 分水管 机体水套 气缸盖水套 散热器 水泵 循环【顺流式】冷却液流向与上述相反的称为逆流式，其先经气缸盖，改善了燃烧室的冷却，从而允许发动机有较高压缩比，从而提高发动机热效率和功率 四、分类 自然循环冷却：利用水密度随温度变化的性质，产生自然对流，使冷却水在冷却系内循环流动——（结构简单，维护方便，但水循环缓慢，冷却不均，内燃机下部水温低，上部水温高）强制循环冷却：利用装在水流通路内的水泵，向内燃机压力供水，强制冷却水在内燃机中循环强制循环冷却系按冷却介质是否与大气直接相通分为 闭式：上水箱盖装了空气—蒸气阀 优：提高内燃机进出口水温，使冷却水温差小，稳定内燃机工作温度和提高其经济性，并提高散热器平均温度，从而缩小散热面积，减少水消耗量，缩短机油预热时间 缺：冷却元件耐压要求高 开式：无空气—蒸气阀，冷却介质直接与大气相通（所以耗水量大）【总之，因闭式可提高系统压力，从而提高冷却液沸点，扩大散热器与周围空气温差，提高其换热效率，可相应减小尺寸，且可减少冷却液外溢和蒸发损失】,,五、强制循环水冷却系统的组成： 强制循环水冷系由水泵11、散热器1、冷却风扇12、节温器10、补偿水桶3、发动机机体和气缸盖中的水套以及其它附属装置组成，如图8-1所示。
冷却水在强制循环水冷系中的流动如图8-2所示：,散热器底部经过冷却的冷却水经水泵加压，经过分水管进入发动机机体的冷却水套，吸热后向上流入气缸盖水套，再次吸热后经节温器主阀门通过出水软管进入散热器，对着散热器的冷却风扇加速流经散热器芯的空气，促使热水加速冷却，然后经进水软管被水泵有一定真空度的进水口吸入第二节 冷却液和散热器,冷却液＝软水＋防冻剂 防止结冰，胀裂零件，并 防止因水结冰而终止循环 （防止产生水垢，使传热受阻） 一、散热器功用：将冷却水所携带的热量散入大气以降低冷却水温度组成：进水室，出水室，散热器芯1、散热器分纵流式和横流式两种，大多数轿车采用横流式，（可降低发动机罩的外廓，利于改善车身前端空气动力性 ）,,,8-3,2、散热器芯主要分两种：管片式和管带式 管片式： 扁管 散热面积大，气流阻力小，结构刚度好和承压能力强 圆管 散热管＋散热片 管带式：散热能力强，制造简单，质量轻，成本低，结构刚度差 散热管＋波形散热带板式：散热效果好，制造简单，因焊缝多，不坚固，且易沉积水垢 传统的散热器芯由黄铜制造，近年来更多的用铝制造，有些散热器的进出水室由复合塑料制造，从而大大减轻了重量。
二、散热器盖 首先，它要将水冷系密封住，以防冷却水溅出；其次，散热器盖具有空气——蒸汽阀的功用，当水冷系过热而水蒸气多时，冷却系统压力过高，可能导致散热器芯涨破，此时散热器盖中的蒸汽阀打开，多余的水蒸气经溢流管流入补偿水桶；当水冷系过冷而使水蒸气凝结，冷却系统压力过低，可能导致散热器芯压瘪而破裂，此时散热器盖中的空气阀打开，冷空气补充入冷却系统因此，散热器盖还能使密封加压的水冷系压力稳定加压后的冷却系统压力可提高98~196kPa，系统中水的沸点可高达120ºc，从而扩大了散热器与周围空气的温差，提高了散热器的换热效率三、补偿水桶作用：减少冷却系冷却液的溢失，且可消除水冷系中所有气泡四、散热器百叶窗功用：改变吹过散热器的空气流量来调节发动机冷却强度，以保证发动机常在适当温度范围内工作,第三节 冷却风扇,一、功用及结构功用：增大流经散热器芯部空气的流速，提高散热器的散热能力二、硅油风扇离合器根据发动机的热状况随时调节风扇工作情况，从而调节其冷却强度贮油腔：前盖与从动板间的空腔工作腔：壳体与从动板间的空腔硅油：特点是高粘度工作原理：当温度较低时，从动板上进油孔被封闭，硅油无法从贮油腔进入工作腔，所以主动板旋转运动不能传给从动板，此时风扇不转；当T升高超过65℃，使双金属片变形，带动阀片传动销使阀片转过一个角度，进油孔打开，硅油进入工作腔，因其粘度大，使主动板带动从动板，风扇转动，此时，工作腔内硅油在离心力作用下甩向外缘，经回油孔进入贮油腔，如此循环，当温度下降到35℃以下，进油孔又被封闭，先前的硅油在离心力作用下甩空为止。
三、电动风扇由风扇电机驱动并由蓄电池供电，所以不消耗发动机功率，改善燃油经济性；风扇与发电机由曲轴皮带轮通过三角皮带驱动，所以常将发电机支架作成可移动式，以调节皮带张紧度； 过松：引起打滑，使发动机过热 过紧：增加发电机轴承的磨损现代车通常通过水温传感器感知冷却水温高低来决定风扇是否工作第四节 节温器,1.节温器是控制冷却水流动路径的阀门其作用是根据冷却水温的高低，打开或关闭冷却水通向散热器的通道，调节冷却系统的冷却强度因为若冷起动，冷却液仍经散热器散热，则发动机温度长时间无法升高，导致暖机时间增加）,2.节温器结构与工作原理节温器分蜡式节温器与折叠式节温器两种蜡式节温器又分单阀型与双阀型，如图7-16所示是东风EQ6100-1型发动机单阀型蜡式节温器结构示意图推杆3的上端固定于支架1的中心处，下端插入胶管5的中心孔中胶管与节温器外壳7之间形成的腔体内装满精致石蜡4常温时，石蜡呈固态，弹簧8将主阀门2推向上方，使之压紧在阀座上，主阀门关闭，副阀门6上移而开启，来自发动机气缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，,进行小循环冷却方式当发动机水温低于76ºc时，节温器主阀门关闭，副阀门打开，冷却水不流经散热器，只是在水套与水泵之间循环，称为发动机的小循环冷却方式，可加快冷起动后暖机过程。
当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，其体积膨胀，迫使胶管压缩，而对推杆锥状端头产生向上举力，但推杆上端固定，因此其反作用力迫使胶管、节温器外壳向下移动，主阀门逐渐开大，副阀门逐渐关小当发动机水温高于76ºc时，主阀门开启，水温超过86 ºc时，主阀门完全打开，副阀门完全关闭此时来自气缸盖出水口的冷却水沿出水管全部进入散热器，称为发动机的大循环冷却方式折叠式节温器的结构与工作原理示意图如图所示一般水冷系的冷却水都是由机体流进，从气缸盖流出大多数节温器布置在气缸盖出水管路中，如前所述这种布置方式的优点是结构简单，容易排除水冷系中的气泡其缺点是节温器在工作时会产生振荡现象例如，在冬季起动发动机时，由于冷却水温度低，节温器关闭冷却水在进行小循环时，温度很快升高，节温器开启与此同时，散热器内的低温冷却水流入机体，使冷却水又冷了下来，节温器重新关闭，等到冷却水再度升高，节温器又再次打开，直到全部冷却水的温度稳定之后，节温器才趋于稳定不再反复开闭这种现象称为节温器的振荡现象当出现这种现象时，将增加汽车的燃油消耗量为避免节温器工作时的振荡现象，可以将节温器布置在散热器的出水管路中这种布置方式可以减轻或消除节温器振荡现象，并能精确地控制冷却水温度，但其结构复杂，成本较高，多用于高性能的轿车发动机，如右图所示。
暖风机,发动机,水泵,节温器,,,,,,根据节温器布置位置不同，可以分为进水节温和出水节温两种出水节温：节温器装置在发动机气缸盖上的出水口处、感知的水温是整台发动机缸体里冷却水的温度它的开启和关闭使缸筒里的水温变化较大，使电控直喷式发动机的喷油量也随之大幅度变化，因而使发动机在冷机时的运转出现波动进水节温：节温器装置在水泵的进水口处，感知的水温是节温器周围冷却水的温度，而不是整台发动机气缸体里冷却水的温度水量少，升温快降温也快，节温器开启频率高，它的开启和关闭不会使发动机缸体里冷却水的温度产生大的波动所以把节温器装置在水泵的进水口处的电控直喷式发动机，在冷机时发动机运转平稳而不会产生波动，还能缩短发动机暖机时间节温器损坏（如节温器壳体破损）时会导致乙醚或石蜡漏失，发动机会因过热而开锅此外，发动机过热的原因也可能是驱动水泵叶轮旋转的冷却风扇皮带出现打滑现象，造成水泵、冷却风扇的工作能力下降，需要经常调整 发动机因过热而开锅时，切不可将散热器盖马上打开补充冷却水，因为密封加压的强制循环水冷系的压力高于环境大气压力，冷却系中冷却水的沸点高于100ºc，如果立刻将高于100ºc的冷却系压力降低至环境大气压力，冷却系中的热水立即沸腾，大量的热蒸汽涌出会烫伤人。
第五节 水泵,一、功用：对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动二、工作原理水泵叶轮旋转，冷却液被叶轮带动旋转，并在离心力作用下甩向泵壳边缘，从出水管流出；叶轮中心处，因冷却液甩出，压力下降，在压差作用下，冷却液经进水管流入叶轮中心三、典型结构离心式水泵被广泛应用，因其结构简单，尺寸小而排量大，且因故障，水泵不工作时，并不妨碍水在冷却系内自然循环四、工作性能水泵工作性能主要用流量Q，扬程H表示流量Q：单位时间内水泵所输出的液体体积或重量；扬程H：单位重量液体经水泵后得到的能量；扬程主要用来克服冷却系统流通阻力和得到必要的循环水速，保证流道内任一点压力不低于液体汽化压力，防止发生气蚀造成流速下降和供水不足五、水泵的传动V型带传动,第七节 变速器机油冷却器目的：防止自动变速器中机油过热,。