07-发动机冷却系统

1、第七章 发动机冷却系 第一节 水冷系 第二节 风冷系 2 概述 n发动机温度过高 n机件膨胀破坏正常间隙 n润滑油失效卡死 n机件强度降低 n温度过低 n热量散失大，功率减小 n燃油蒸发不良，流入曲轴箱，破坏润滑油 n类型 n水冷系 n风冷系 3 系系 统统优缺点比较优缺点比较适用范围适用范围 水冷系水冷系冷却强度大，易调节冷却强度大，易调节 广泛用于汽车发广泛用于汽车发 动机动机 风冷系风冷系 冷却效果差，噪音大，冷却效果差，噪音大， 功耗大功耗大 仅用于小排量及仅用于小排量及 军车发动机军车发动机 水冷系与风冷系的对比 4 第一节 水冷系 n组成 n水泵；(分水管)；水套； 节温器；散热器

2、(水箱)； 风扇；百叶窗；水温表 n主要部件 n散热器 n风扇 n水泵 n冷却强度调节装置 n百叶窗、风扇离合器改变空气流量 n节温器改变水流量 n大循环：冷却水通过散热器 n小循环：冷却水不通过散热器 5 n逆流式水冷系:温度较低的冷却液首先被引入气缸 盖水套，然后才流过机体水套。由于它改善了燃 烧室的冷却而允许发动机有较高的压缩比，从而 可以提高发动机的热效率和功率。 n暖风机是一个热交换器，也可称作第二散热 器。在装有暖风机的水冷系中，热的冷却液从气 缸盖或机体水套经暖风机进水软管流入暖风机芯， 然后经暖风机出水软管流回水泵。吹过暖风机芯 的空气被冷却液加热之后，一部分送到挡风玻璃 除霜

3、器，一部分送入驾驶室或车厢。 6 所谓所谓大循环大循环是水是水 温高时，水经过散温高时，水经过散 热器而进行的循环热器而进行的循环 流动；而流动；而小循环小循环就就 是水温低时，水不是水温低时，水不 经过散热器而进行经过散热器而进行 的循环流动，从而的循环流动，从而 使水温升高。使水温升高。 小循环小循环 大循环大循环 节温器节温器 水冷系的循环方式 n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 7 水冷系的循环方式 8 上水箱上水箱散热器盖散热器盖 下水箱下水箱 散热器芯散热器芯 出水管口出水管口 进水管进水管 安装处安装处 水冷系的主要部件 1、散热器 n散热器又

4、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。 9 散热器 n按冷却液流动方向分为 n纵流式 n横流式大多数新型轿车均采用，这可以使发动机 罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。 10 管带式管带式 管片式管片式 常用散热器芯的结构型式 n管片式 n由若干扁形或圆形冷却管组成。 n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。 n管带式 n由若干扁平冷却管组成 n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

5、气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。 11 常用散热器芯的结构型式 n板式 n由成对的金属薄板焊合而成。 n散热效果好，制造简单，但焊缝多不坚固，容易沉 积水垢且不易维修。 12 蒸汽阀蒸汽阀 空气阀空气阀 蒸汽阀弹簧蒸汽阀弹簧 空气阀弹簧空气阀弹簧 盖盖 散热器盖 n汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的 散热器盖具有空气蒸汽阀，可自动调节 冷却系内部压力，提高冷却效果。 13 空气蒸汽阀工作状态 n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。 n当散热器内部压力达到 126137kPa时，

6、蒸汽阀开 启而使水蒸汽从通气孔排出 n当水温下降，冷却系内部的 真空度低于1020kPa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。 蒸汽阀开启 空气阀开启 14 2、水泵 n水泵的作用 n对冷却水加压，使之在 冷却系中循环流动。 n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。 15 离心式水泵工作原理 n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

7、器中的水便 经进水管被吸进叶轮 中心部分。 16 3、风扇 n风扇常和发动机一起 由曲轴带轮通过V型 带驱动。为调节V型 带的张紧程度，通常 将发电机的支架做成 可调节的。 风扇的驱动风扇的驱动V型带张紧装置型带张紧装置 可调节可调节 支架支架 17 车用轴流式风扇的三种型式 n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。 18 节温器装在冷却水节温器装在冷却水 循环的通路中，根据发循环的通路中，根据发 动机负荷大小和水温的动机负荷大小和水温的 高低自动改变

8、水的循环高低自动改变水的循环 流动路线，以达到调节流动路线，以达到调节 冷却系的冷却强度。节冷却系的冷却强度。节 温器有蜡式和乙醚皱纹温器有蜡式和乙醚皱纹 筒式两种，目前多数发筒式两种，目前多数发 动机采用动机采用蜡式节温器。蜡式节温器。 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 4、节温器 n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。 19 蜡式节温器工作情况 n当水温低于85时， 主阀关，副阀开 小循环 n当水温高于85时低 于105时，主阀渐 开，副阀渐关 大 小循环同时进行 n当水温高于105时， 主阀全开，

9、副阀关 大循环 20 折叠式节温器 n具有弹性的折叠式的密闭圆筒用黄铜制 成，内装有易于挥发的乙醚 21 节温器布置 n大多数布置在出水管路 n优点结构简单，容易排除冷却系统中气泡 n缺点节温器工作时会产生振荡现象 n布置在散热器的出水管路中 n可以减轻或消除节温器振荡现象，并能精确地 控制冷却液温度，但其结构复杂，成本较高。 多用于高性能的汽车及在冬季经常高速行驶的 汽车上。 22 （1）风扇离合器）风扇离合器 主要有硅油式和电磁式等。主要有硅油式和电磁式等。 冷却水温度不高时，风扇随冷却水温度不高时，风扇随 离合器壳体一起空转打滑；离合器壳体一起空转打滑； 当发动机气流温度超过当发动机气流

10、温度超过338K 时，离合器处于接合状态，时，离合器处于接合状态， 风扇转速提高。当发动机气风扇转速提高。当发动机气 流温度低于流温度低于308K时，风扇离时，风扇离 合器又回到分离状态。合器又回到分离状态。 电磁风扇离合器电磁风扇离合器 5、风扇离合器和温控开关 n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。 23 5、风扇离合器和温控开关 （2）风扇温控开关 n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候，介质收缩 而使风扇低速运转或停下来，实现了对散热器 电动风扇的控制。 （3

11、）百叶窗 n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。 24 冷却液 n组成： n水： n软水，避免水套中产生水垢，传热受阻 n防冻剂： n防止结冰，提高沸点 n防锈剂： n延缓或阻止水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀 n除泡剂 n去除泡沫，避免其妨碍水套散热 25 变速器机油冷却器 一、采用的原因： n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： n实际上就是一根冷却管。 三、位置及冷却： n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

12、却。 26 第二节 风冷系 n要求 n足够的散热面积 n风扇压力较高：轴流式 n特点 n结构简单，使用维修方便 n对地理和气候环境的适应性强、散热能力对气温变 化不敏感 n效果较差、功耗大、噪声高、热负荷高（传热系数 只有水冷的1/201/30） n冷启动后暖机时间短 27 工作机理和结构 n工作机理 n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。 n结构 n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。 28 冷却强度的调节 n目的： n保持发动机在不同工况下都能在最合适的温度范围 内工作 n工作原理 n温度控制阀的开度，控制进入液力耦合器的油量， 从而实现对