汽车构造：发动机冷却系统

1、发动机冷却系统,第一节 概述,第二节 水冷系统的主要零部件,一、冷却系统的功用 使工作中的发动机得到适度的冷却，并保持在最适宜的温度状态下工作。 （8090度）,第一节 概 述,二、不正常冷却对发动机工作的影响,1、过热,燃气在燃烧过程中，气缸内气体温度高2000，发动机零部件与高温气体接触，将会造成气缸和进气管温度过高，使进入气缸的可燃混合气因受热而膨胀，充气量，使得：,充气系数，发动机功率； 机油因温度过高，粘度，严重时，机油变质，影响润滑效果，机件磨损加剧； 各机件因高温而膨胀，破坏了正常的啮合间隙，产生卡死现象。 因此发动机应及时冷却。,2、过冷,热量散失过多，转变为有用功的热量，功率

2、； 温度低，机油粘度大，摩擦阻力，消耗功率大，起动困难； 燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消耗率，功率； 燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲轴箱，不仅燃油消耗率，功率，而且机油粘度，润滑效果变差，机件磨损加剧。,三、冷却系统的分类,水冷 风冷,水冷系与风冷系的优缺点及适用范围,四、水冷系统的组成,水冷却系统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统，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。,水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却水套、节温器和补偿水桶等组成。,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

3、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,乙醚折叠筒式节温器,主阀门开，侧阀门关,主阀门关，侧阀门开,冷却系统的大、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90，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80时，节温器阀门关闭了通往

4、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8090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。,五、冷却液,冷却液：水+防冻剂（乙二醇）,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、河水等硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢，不应作为发动机冷却水。,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

5、量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。,第二节 水冷系统的主要零部件,一、散热器,功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。,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。,上水室,散热器盖,下水室,散热器芯,出水管口,进水管安装处,1、散热器芯,（1）管片式 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 冷水管与散热带相间排列，在散热带上常开有小孔，以破坏气流在散热带表面上的边界层，提高散热能力。,2、散热器的布置,3、散热器

6、盖 汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的散热气盖具有空气蒸汽阀门，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，压力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1020Kpa时，真空阀打开，空气从通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。,4、补偿水桶,加注防冻液的汽车发动机，为了减少冷却液的损失，保证冷却系统的正常工作，采用散热器补偿水桶(贮水箱)结构。补偿

7、水桶内部印有两条液面高度标记线，补偿水桶内的液面高度应位于这两种刻线之间。,补偿水桶,散热器,二、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。结构紧凑，泵水量大，因故障而停止工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环。,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,三、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

8、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：车用发动机的风扇有轴流式和离心式。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。,电动风扇,很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇，尤其横置发动机前轮驱动的汽车更是如此。电动风扇由风扇电动机驱

9、动并由蓄电池供电，所以风扇转速与发动机转速无关。在有些电控系统中，电动风扇由电脑控制。冷却液温度传感器向电脑传输与冷却液温度相关的信号。当冷却液温度达到规定值时，电脑使风扇继电器搭铁，继电器触点闭合并向风扇电动机供电，风扇进入工作。,优点：结构简单，布置方便，不消耗发动机功率使燃油经济性得到改善。此外，采用电动风扇不需要检查、调整或更换风扇传动带，因而减少了维修的工作量。,1、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

10、温器有蜡式和乙醚折叠筒式两种，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,四、冷却强度调节装置,石蜡,通散热器,通暖风,来自发动机,通向发动机,橡胶管,副阀门,主阀门,小循环,大循环,感温体,蜡式节温器工作情况,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。,2、风扇离合器,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。,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,3、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。,4、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。,有些货