《汽车冷却系统》PPT课件.ppt

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 冷却程度 后 果 过冷 热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在 气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油， 磨损加剧。 不足 发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动功率下降润滑不良，加剧磨损 。 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 系 统 温 度 范 围 水冷系 气缸盖内冷却水温度在 353 363K, 气缸 壁的温度不超过 470 550K。 风冷系 气缸盖和气缸壁的允许温度分别为 423 453K和 433 473K. 5、水冷系与风冷系的优缺点及适用范围 系 统 水冷系 风冷系 适用范围 优缺点比较 冷却强度大，易调 节，便于冬季启动 广泛用于汽车 发动机 冷却效果差，噪音 大，功耗大 仅用于小排量 及军车发动机 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，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 70 80 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。 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 126 137Kpa时 ， 蒸 汽阀开启 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 10 20Kpa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： 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 4 6片，叶片 间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成 30 45 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。 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