汽车冷却系统ppt

第五章发动机冷却系

概述

水冷系

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。

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水冷一、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。

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大循环大循环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，该水冷系的散热气盖具有空气——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。冷却液的作用1.冷却2.防腐3.防冻4.防垢冰点测试仪冰点测试仪仪器结构

1.棱镜座2.检测棱镜3.盖板4.调节螺丝5.镜筒和手柄6.视度调节手轮7.目镜折光仪是根据不同浓度的液体具有不同的折射率这一原理设计而成的。它具有快速、准确、重量轻、体积小等优点。冰点测试仪校正和温度修正

仪器在测量前需要校正零点。取蒸馏水数滴，放在检测棱镜上，拧动零位调节螺钉（4），使分界线调至刻度0%位置。然后擦净检测棱镜，进行检测。有些型号的仪器校正时需要配置标准液，代替蒸馏水。另一种方法是（只适合含糖量之测定）：利用温度修正表，在环境温度下读得的数值加（或减）温度修正值，获得准确数值。冰点测试仪的调校冰点测试仪使用方法

1.打开盖板（3），2.用软布仔细擦净检测棱镜（2）。3.取待测溶液数滴，置于检测棱镜上，轻轻合上盖板，避免气泡产生，使溶液遍布棱镜表面。将仪器进光板（3）对准光源或明亮处，眼睛通过目镜观察视场，转动目镜调节手轮（6），使视场的蓝白分界线清晰。分界线的刻度值即为溶液的浓度或者冰点。视场内容冰点测试仪注意事项

本仪器系精密光学仪器，在使用和保养中应注意以下事项：1.在使用中必须细心谨慎，严格按说明使用，不得任意松动仪器各连接部分，不得跌落、碰撞，严禁发生剧烈震动。2.使用完毕后，严禁直接放入水中清洗，应用干净软布擦拭，对于光学表面，不应碰伤，划伤。3.仪器应放于干燥、无腐蚀气体的地方保管。4.避免零备件丢失。水箱测漏仪的使用及注意事项水箱测漏仪的使用及注意事项1、将水箱盖打开如水箱处于高温状态时应等候水箱冷却后再打开假如未回归至常温则需一温冷毛巾覆盖在打开2、选择合适车系之水箱测头拴紧于水箱口3、取出压力泵浦组将快速接头插入水箱测头4、加压至15PSi~20psi水箱测漏仪的使用及注意事项5、注视压力表若指针下降必需检查水箱隔管路是或有漏水6、检测完成后从泄压阀泄压至压力表归零（如泄压时泄压阀会喷水等二至三分钟待水位下降在泄压7、使用完毕后将水箱头插入快速头内加压二到三次将手压泵浦组管内残留之水气排出即可8、每次使用完毕请用润滑油注入手压泵浦组尾部入气孔润滑管之活塞9、检视组内之各组配件需保持清洁并小心使用勿重摔冷却系统水垢形成的原因

汽车发动机冷却系统中的水垢与日常生活中所用的电器完全不同，除了具有钙镁离子形成的水垢之外，还有硅胶垢，腐蚀产物形成的金属垢等，形成原因多种多样。具体情况如下：1）钙、镁离子水垢的形成主要来源与硬水的添加。在使用过程中，冷却液会有一定的损失，需要及时向冷却系统补充冷却液。有些客户不是补加冷却液或蒸馏水，而是直接加入硬水，结果硬水中的钙、镁离子很容易与普通冷却液中的无机盐成分形成水垢。当这些水垢形成于缸体衬里及缸盖水道时，会出现局部高温区，恶化润滑条件，加速发动机系统的磨损，严重时还会造成缸盖开裂。冷却系统水垢形成的原因2）硅胶垢主要来源于无机型冷却掖中的硅酸盐。作为铝合金的特效腐蚀抑制剂硅酸盐被广泛应用于普通无机型冷却掖中，但添加硬水时硅胶很容易析出，形成硅胶垢，堵塞散热管且极难清除。结果大大降低传热效率，使发动机过热。3）腐蚀产物还会形成金属垢。金属垢以铁和焊锡垢为主，前者是有普通无机型冷却掖中的无机盐与缸体上的铁金属反应生成的保护膜因消耗而脱落形成；后者是由于具有强氧化性的无机盐副食抑制剂加剧锡“开花”腐蚀而形成的蓬松沉淀物，由于该金属垢形成于冷却系统焊缝位置，容易造成水道堵塞及焊缝过热，因强度下降而引起泄露。冷却系统水垢形成的原因可想而知，发动机冷却系统在使用过程中，由于水温的升高，水中的碳氢根与钙、镁离子相结合，形成不溶于水的碳酸钙和碳酸镁，俗称水碱。而一些钙镁盐类受热分解,从溶于水的物质转变成难溶于水的物质,附着于金属表面上结为水垢；由于水分的不断蒸发和浓缩，水中的溶解盐类含量不断增加，超过了其溶解度达到饱和时，也会结水垢；另外，水循环系统中的硅胶和水在运行过程中一起受热，当水温超过60℃时候也会形成水垢。冷却系统水垢的危害

司机通常会忽视“水垢”的危害，其实水垢对车的危害非常大，水垢的导热系数很低，是铸铁的1/25，黄铜的1/50。如果我们检查拆下的发动机旧缸盖，就可以发现水套内壁有厚厚的一层水垢。这些水垢形成于缸体衬里及缸盖水道，极难清除。分析认为，结垢不但降低了热传导效率，使局部区域因散热性变差而温度上升，导致与邻近区域产生温差或温差加大。热应力因温差的加大而增大，会在应力集中的薄弱部位产生裂纹，而发动机缸盖的排气门就属于这样的部位。它温度高、散热条件差、结构单薄，水垢的隔热作用使散热条件进一步恶化，因而在应力集中的作用下会产生缸体裂纹。冷却系统水垢的危害另外，结垢不仅使冷却系统散热性能变差，还会出现局部高温区，恶化润滑条件，使发动机温度升高，加速发动机系统的磨损。严重的还会堵塞散热管、堵塞冷却系统管路等，结果大大降低传热效率，使发动机过热，造成更大的事故，严重危害驾驶人员的行驶安全。据国内有关资料报导，在正常使用的汽车发动机的维修中，有6%是水循环系统水垢造成的发动机冷却系统出现故障，而故障的主要原因是水垢导致金属部件被腐蚀，由此可见水垢对汽车的危害有多大！人们更没有想到汽车水箱中的水垢给我们带来多么大的隐患，一旦水垢沉积过多，散热不畅会导致发动机抱死，后果不堪设想。冷却系统清洗原因

根据以上所述，汽车冷却系统产生水垢后，给我们的爱车带来的危害；关键体现在以下

1.由于发动机水循环系统（水箱）在汽车的冷却、散热中有着重要的作用。因为汽车的冷却系统是用来为发动机散发热量的，一般常见的发动机过热问题，都出现在水箱身上。

2.为了起到提高沸点、防止产生水垢、锈蚀及提升散热效果、使水泵产生润滑作用、避免与消除气泡引起瞬间高温所造成的引擎伤害。

3.人们更没有想到汽车水箱中的水垢给我们带来多么大的隐患，一旦水垢沉积过多，散热不畅会导致发动机抱死，后果不堪设想。注意：定期清洗汽车水箱系统内水垢非常重要！大家千万不要忽视！普通清理水垢的方法

人工清理法：这种方法需要把汽车水箱拆卸下来，进行人工锤、刮、铲等清除水垢,最后冲洗排尽。此方法除垢效率低、且劳动强度大，不易清除干净，还容易造成二次损害。水垢清洗剂：一般的清洗剂，无法彻底清除水道内的水垢和酸性物质，有时也能泡下来大片脱落的水垢，但这样会堵塞水道，有时要拆下水箱进行清洗；此种方法不能彻底清除顽固的水垢，也需要把汽车水箱拆卸下来，加入水垢清洗剂进行人工清除。此除垢方法能清除得很干净，但是效率低、劳动强度大。汽车冷却系统专业除垢方法

1）清洗工具：工程套装工具、清洁桶、毛巾、照明工具、橡胶手套。2）清洗药剂：汽车水箱专业除垢剂。

3）清洗方法：1、清洗前检查整个水循环系统的完好性及了解使用时间并作记录。2、汽车发动机及水箱应在静止冷却状态。3、将汽车水箱排水口打开放净水后关闭，然后打开散热器水箱盖。4、将汽车水箱