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1、发动机冷却系统发动机冷却系统2024/8/30第2页冷却系的功用及组成功用：使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内围内。冷却系既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。发动机过热：工作过程恶化，零件强度降低，机油变工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、可靠性及耐久性的全面下降可靠性及耐久性的全面下降。发动机过冷：散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加剧，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率剧，发动机工作粗暴，发动机功率下
2、降及燃油消耗率增加增加。2024/8/30第3页 发动机冷却系统有水冷和风冷两种，一般大多数车上采用水冷系统。 水冷系统均为强制循环水冷系统。 水冷系统的主要组成部件： 水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、水套等。第4页风风 冷冷 系系 利用高速空气流直接吹过利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把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，以保证发动机在最大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。有利的温度范围内工作。一、工作机理：一、工作机理：二、结构二、结构 发动机气缸和气缸盖采用发动机气缸和气缸盖采用传热较好的铝合金铸成，
3、结构传热较好的铝合金铸成，结构简单、重量轻、故障少，无需简单、重量轻、故障少，无需特殊保养，但是由于材料质量特殊保养，但是由于材料质量要求高，冷却不够均匀，工作要求高，冷却不够均匀，工作噪音大等缺点，目前在汽车上噪音大等缺点，目前在汽车上很少使用。很少使用。2024/8/30第5页水冷系统组成水冷系统组成2024/8/30第6页2024/8/30第7页上贮水箱散热器盖风扇节温器水温表水套水套分水管水泵放水开关下贮水箱百叶窗散热器循环路径2024/8/30第8页冷却液冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用水最好是软水，否则将在发动机水套中产生水垢，使传热受阻，易造成发动机过热。冷却液中要加入防冻剂
4、。防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。2024/8/30第9页水冷系统主要部件的构造一、散一、散热器器 发动机水冷系机水冷系统中的散中的散热器器由由进水室、出水室、出水室及散水室及散热器器芯芯等三部分构等三部分构成成 。第10页2024/8/30第11页 纵流式散热器纵流式散热器 横流式散横流式散热器热器分分类：纵流式流式横流式横流式2024/8/30第12页散散热器芯：器芯：管片式管片式管管带式式板板 式式2024/8/30第13页散热器盖作用：密封水冷系统并调节 系统的工作压力。工作原理： 压力阀（蒸气阀） 真空阀（空气阀）真空阀真空阀压力阀压力阀2024/8/30第14页2024/8/3
5、0第15页2024/8/30第16页散热器盖的工作原理当发动机工作时，冷却液的温度逐渐升高。由于冷却液容积膨胀，使冷却系内的压力增高。当压力超过预定值时，压力阀开启，一部分冷却液经溢流管流入补偿水桶，以防止冷却液胀裂散热器。当发动机停机后，冷却液的温度下降，冷却系内的压力也随之降低。当压力降到大气压力以下出现真空时，真空阀开启，补偿水桶内的冷却液部分的流回散热器，可以避免散热器被大气压力压坏。2024/8/30第17页2024/8/30第18页2024/8/30第19页冷却风扇 功功用用：风风扇扇通通常常安安排排在在散散热热器器后后面面并并与与水水泵泵同同轴轴。用用来来提提高高流流经经散散热热
6、器器的的空空气气流流速速和和风风量量，增增强强散散热热器器的的散散热热能能力力，同同时时对对发发动动机机其其他他附附件件也也有有一一定定的的冷却作用。冷却作用。 特特点点：车车用用发发动动机机的的风风扇扇轴轴流流式式和和离离心心式式。轴轴流流式式风风扇扇所所产产生生的的风风，其其流流向向与与风风扇扇轴轴平平行行；离离心心式式风风扇扇所所产产生生的的风风，其其流流向向为为径径向向。轴轴流流式式风风扇扇效效率率高高，风风量量大大，结结构构简简单单，布布置置方方便便。因因而而在在车车用用发发动机上动机上得到了广泛的应用得到了广泛的应用。2024/8/30第20页车用发动机采用轴流式风扇的三种型式车用
7、发动机采用轴流式风扇的三种型式 结构特点：结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为叶片多用薄钢板压制而成，为4 46 6片，片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成303045 45 的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货的安装斜角。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汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。风扇。2024/8/30第21页风扇叶片有圆风扇叶片有圆弧形和翼形两弧形和翼形两种，其中翼形种，其中翼形风扇叶片应用风扇叶片应用较多。较多。2024/8/30第22页风扇风扇影响风量的因素：影响风量的因素：风扇的直径、
8、转速、叶片形状、叶片安装角、叶风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目片数目横断面形状：横断面形状：弧形、翼形弧形、翼形2024/8/30第23页风扇风扇发电机发电机皮带皮带曲轴曲轴2024/8/30第24页 风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为调节V带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的。可调节支架可调节支架风扇的驱动风扇的驱动V带张紧装置带张紧装置2024/8/30第25页2024/8/30第26页风扇离合器作用：作用：风扇是发动机功风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发率的消耗者，最大时约为发动机功率的动机功率的10%10%。为了降低。为了降低风扇功率消耗，减少噪声
9、和风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，降磨损，防止发动机过冷，降低污染，节约燃料，多采用低污染，节约燃料，多采用风扇离合器。风扇离合器。结构：由前盖、壳体、主结构：由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、轴承、轴、双金属感温器、轴承、风扇等组成。风扇等组成。2024/8/30第27页 发动机低温时，进油孔关闭，工作腔内无油，风扇离合发动机低温时，进油孔关闭，工作腔内无油，风扇离合器分离，风扇不转或慢转；器分离，风扇不转或慢转； 发动机温度升高后，双金属感温器变形，使进油孔打开，发动机温度升高后，双金属感温器变形，使进油孔打开，硅油进入工作腔，
10、使风扇离合器接合，在硅油带动下，从硅油进入工作腔，使风扇离合器接合，在硅油带动下，从动板高速旋转，风扇也随之高速旋转，增强冷却。动板高速旋转，风扇也随之高速旋转，增强冷却。2024/8/30第28页功用：功用：根据冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道。节温器节温器2024/8/30第29页节温器实物图节温器实物图2024/8/30第30页推杆推杆弹簧弹簧主阀门主阀门石蜡石蜡胶管胶管外壳外壳第31页2024/8/30第32页节温器结构推杆推杆弹簧弹簧主阀门主阀门石蜡石蜡胶管胶管外壳外壳 节温器装在冷却节温器装在冷却水循环的通路中，水循环的通路中，根据发动机负荷大根据发动机负荷大小和
11、水温的高低自小和水温的高低自动改变水的循环流动改变水的循环流动路线，以达到调动路线，以达到调节冷却系的冷却强节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动种，目前多数发动机采用机采用蜡式节温器。蜡式节温器。2024/8/30第33页节温器工作原理 当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动的石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器间的通道，机与散热器间的通道，冷却液经水泵返回发动机，冷却液经水泵返回发动机，进行小循环。进行小循环。 当冷却液温度达到规定
12、值后，石蜡开始熔化逐当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始熔化逐渐变成液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。渐变成液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力。由在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力。由于推杆上端固定，因此，推杆对胶管和感温体产生于推杆上端固定，因此，推杆对胶管和感温体产生向下的反推力使阀门开启。这时冷却液向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。2024/8/30第34页2024/8/30第35页2024/8/30第36页水泵水泵对冷却水加压
13、，使之在冷却系中加速循环流对冷却水加压，使之在冷却系中加速循环流动动分水管分水管使多缸发动机冷却均匀。使多缸发动机冷却均匀。缸体水套、缸盖水套缸体水套、缸盖水套使冷却水得以接近受热零件使冷却水得以接近受热零件节温器节温器改变通过散热器冷却水流量。改变通过散热器冷却水流量。百叶窗百叶窗改变通过散热器的空气流量。改变通过散热器的空气流量。散热器散热器使从气缸盖流出的温度较高的热水冷却。使从气缸盖流出的温度较高的热水冷却。l 温度低于温度低于70 水泵水泵 分水管分水管 缸体水套缸体水套 缸盖水套缸盖水套 节温器节温器 （空腔）（空腔） 高于高于80 百叶窗百叶窗 风扇风扇 散热器底部散热器底部 散
14、热器散热器 空气空气2024/8/30第37页冷却系的大小循环实质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。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，即当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于水温高于80，节温，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水
15、泵的旁通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，形成管，冷却水全部流经散热器，形成大循环大循环；当冷却；当冷却水温低于水温低于70时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入往水泵的旁通管，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，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只在水套与水泵之间进行小循环小循环，从而防止发动机过冷；当发，从而防止发动机过冷；当发动
16、机的冷却动机的冷却水温在水温在7080范围内，通往散热器的通道和通往范围内，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，一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环而另一部分水进行小循环。2024/8/30第38页水泵工作原理工作原理： 叶轮旋转，边缘甩水，中心真空吸水。功用：功用： 对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动。2024/8/30第39页 叶轮旋转时，水泵叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上边缘，然后经外壳上与叶轮
17、成切线方向的与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机出水管压送到发动机水套内。与此同时，水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮经进水管被吸进叶轮中心部分。中心部分。1水泵壳体水泵壳体 2叶轮叶轮 3进水管进水管 4出水管出水管2024/8/30第40页基本结构：水基本结构：水泵壳体、水泵泵壳体、水泵轴、叶轮、轴轴、叶轮、轴承、水封、进承、水封、进出水管等。出水管等。2024/8/30第41页2024/8/30第42页叶轮 叶轮由铸铁或塑料制造，叶轮上通常有68个径向直叶片或后弯叶片。 水泵的驱动： 一般由曲轴通过V型带驱动。2024/8/30第43页 第六章第六章 习题课习题课一、填空题一、填空题1按冷却介质不同，发动机冷却方式有 和 。2强制冷却水在发动机内进行循环的装置是_ 。3水冷式发动机冷却强度调节装置主要有_ _ 、_ 、和_等。4闭式水冷系广泛采用具有_的散热器盖。5百叶窗是通过改变_来调节发动机的冷却强度。6冷却水应使用_.二、选择题二、选择题1硅油式风扇离合器的感温元件是( )A硅油 B电子开关 C离合器壳体 D盘状双金属片2下列( )是软水。A自来水 B河水C江水 D海水2024/8/30第44页作业题1发动机冷却系的作用是什么?2.什么是大循环?小循环?分别说明其冷却水的流动路线。
