汽车发动机之-第7章发动机冷却系统

兰 州 工 业 高 等 专 科 学 校 交 通 工 程 系 汽 车 构 造第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 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 。 7.1 冷 却 系 统 的 功 用 及 组 成 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统二 、 冷 却 系 的 分 类 水 冷风 冷 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统冷 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 。 三 、 不 正 常 冷 却 对 发 动 机 的 影 响 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统四 、 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 353K 363K, 气 缸 壁 的 温 度 不 超 过 470K 550K。风 冷 系 气 缸 盖 和 气 缸 壁 的 允 许 温 度 分 别 为423K 453K和 433K 473K. 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统五 、 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 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 7.2 水 冷 系 统一 、 水 冷 系 的 组 成 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 冷 却 水 在 冷 却 系 内 的 循 环 流 动 路 线 有 两 条 ， 一 条 为大 循 环 (水 温 高 于 80 )， 另 一 条 为 小 循 环 (水 温 低 于 70 ) 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统二 、 水 冷 系 统 主 要 部 件 的 构 造（ 一 ） 、 散 热 器1.散 热 器 及 散 热 器芯 的 结 构 形 式 组 成 ： 上 水 室 、 散 热器 芯 和 下 水 室 等 。 安 装 在 发 动 机 前的 车 架 横 梁 上 。作 用 ： 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 室 散 热 器 盖下 水 室 散 热 器 芯出 水 口进 水 管安 装 处 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 按 照 散 热 器 中 冷 却 液 流 动 的 方 向 可 将 散 热 器分 为 纵 流 式 和 横 流 式 两 种 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统由 若 干 扁 形或 圆 形 冷 却管 组 成 。 由 若 干 扁 平 冷却 管 组 成常 用 散 热 器 芯 的 结 构 型 式 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 2.散 热 器 盖 汽 车 上 广 泛 采 用 闭 式 水 冷 系 ， 该 水 冷 系 的 散 热 器 盖 具 有真 空 阀 、 压 力 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 簧散 热 器 盖 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统当散热器内部压力达到126137Kpa时，压力阀开启冷却系内部 的真空度低于1020Kpa时，真空阀打开 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 3.补 偿 水 桶 作 用 ： 当 冷 却 液 受 热 膨 胀 时 ， 部 分 冷 却 液 流 入 补 偿 水 桶 ；而 当 冷 却 液 降 温 时 ， 部 分 冷 却 液 又 被 吸 回 散 热 器 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统4.散 热 器 百 叶 窗作 用 ： 通 过 改 变 吹 过 散 热 器 的 空 气 流 量 来 调 节 发 动 机 的 冷 却强 度 ， 以 保 证 发 动 机 经 常 在 适 当 的 温 度 范 围 内 工 作 。 散热器感温器制动空气压缩机空气缸 调整杆调整螺母杠杆空气滤清器百叶窗 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统二 、 冷 却 风 扇 1.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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统车 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统叶 片 断 面 形 状圆 弧形 叶片 翼型叶片 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 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 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统2.硅 油 风 扇 离 合 器 （ 1） 硅 油 风 扇 离 合 器 结 构 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统（ 2） 硅 油 风 扇 离 合 器 的 工 作 原 理 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统3.电 动 风 扇 电 动 机 的开 关 由 散 热 器的 水 温 开 关 控制 ， 并 且 有 高低 速 两 个 档 位 ，低 速 档 在 沸 点内 使 用 ， 高 速档 在 沸 点 外 使用 ， 需 要 冷 却时 自 动 起 作 用 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 三 、 节 温 器 1. 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 。 安 装 位 置 ： 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统2.蜡 式 节 温 器 的 结 构 和 工 作 原 理 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统3.节 温 器 的 布 置 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 四 、 水 泵 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统三 、 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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 7.3 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 ：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 。 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统二 、 冷 却 系 统 的 布 置 及 冷 却 风 扇 第 7章 发 动 机 冷 却 系 统 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