第8章讲义发动机冷却系(2h)2011-s

第八章发动机冷却系

§8.1冷却系的功用与组成§8.2冷却液§8.3散热器§8.4冷却风扇§8.5节温器§8.6水泵§8.7变速器机油冷却器工况？三高？一、功用:使发动机得到适度的冷却，保持在所有工况下工作在最适宜的温度范围(90±5℃)内。

§8.1

冷却系的功用与组成冷却程度后果过冷（过度）(1)发动机若过冷，则散热损失增加；(2)

机油粘度较大，摩擦功率损失较大，使发动机动力性、经济性指标下降；零件磨损加剧。(3)发动机过冷，进入气缸的混合气或空气温度低，混合气雾化质量下降，着火困难；过热（不足）(1)进入气缸的空气密度减小，使发动机功率下降；(2）爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；(3)运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧；(4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；(5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。二、不正常冷却对发动机的影响未来越来越苛刻的工作条件：冷却风入口面积减小；热负荷增加；发动机舱容积减小；三、冷却系的分类{水冷风冷冷却系的工作演示四、正常冷却时的发动机温度系统温度范围试验监测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。水温传感器风冷系

气缸盖和气缸壁的允许温度分别为423～453K和433～473K（参考）。火花塞垫圈温度传感器五、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；零件少，可靠性好。仅用于小排量及军车发动机组成：水泵11、散热器1、冷却风扇12、节温器10、补偿水桶3、发动机机体和气缸盖中的水套以及其它附属装置。六、汽车发动机水冷却系统的组成：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，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剂以达到降低冰点、提高沸点的目的。最常用的防冻剂是乙二醇，水与乙二醇的混合比例不同其冰点也不同。含50％乙二醇，冰点是－35.5℃，沸点103℃（大气压下）。§8.2冷却液使用乙二醇注意事项：（1）乙二醇有毒，切勿入口；（2）乙二醇对橡胶有腐蚀性；（3）乙二醇有较强的吸水性，表面张力易挥发，要求采用闭式冷却；（4）切勿混入石油产品，防止产生气泡，形成穴蚀。（5）通常含有防锈剂和泡沫抑制剂，应定期更换。（6）同时还填入着色剂，使冷却液呈蓝绿色或黄色，以便识别。一、散热器散热器又称为水箱。组成：上水室、散热器芯和下水室。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管口进水管安装处§8.3散热器（水箱）所以散热器是一热交换器！常用散热器的分类1.按照散热器中冷却液流动的方向：（1）纵流式散热器芯竖直布置，上接进水室，下连出水室，冷却液由进水室自上而下地流过散热器芯进入出水室。（2）横流式散热器芯横向布置，左右两端分别为进、出水室，冷却液自进水室经散热器芯到出水室横向流过散热器。大多数新型轿车均采用横流式散热器，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。常用散热器的分类（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。2.按照散热器芯：常用散热器的分类（3）板式由若干扁形或圆形冷却管组成。散热器芯的冷却液通道由成对的金属薄板焊合而成。这种散热器芯散热效果好，制造简单，但焊缝多不坚固，容易沉积水垢且不易维修。散热器的材料 黄铜、铝或复合材料结构：散热器盖散热片上贮水室下贮水室上贮水室下贮水室二、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。闭式冷却系统优点：减少冷却液外溢及蒸发损失；可使系统内压力升高98~196kPa，提高冷却液的沸点，提高换热效率，散热能力增强，可以减小设计尺寸。为防止防冻液的损失，冷却系设置了补偿水桶，对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。

补偿水桶设置于散热器一侧，通过橡胶水管与散热器加水口处的出气口相连。当冷却液受热膨胀至散热器盖的蒸气阀打开时，部分冷却液随着高压蒸气通过水管进入补偿水桶；而当温度降低、散热器内产生真空时，补偿水桶内的冷却液及时回流散热器。

1-散热器盖，2-上贮水室，3-导风罩，4-散热器总成，5-下贮水室，6-散热器出管7-散热器进水管，8-补偿水桶三、补偿水桶·

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。货车和大型客车在散热器前面安装百叶窗，它是由许多片活动挡板组成的。挡板垂直或水平安装，一般是由汽车驾驶员通过装在驾驶室内的手柄操纵调节挡板的开度。也有的发动机则采用调温器自动控制百叶窗的开度。

四、百叶窗§8.4冷却风扇

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。分类：车用发动机的风扇轴流式和离心式。特点：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。一、风扇功用及结构：此风扇有什么独特的地方？结构工艺：叶片与风扇旋转平面成30～40度角。叶片不等间距布置或为奇数；减小振动和噪音。加设护风圈，提高效率。影响风量的因素：风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目横断面形状：弧形、翼形机械传动式风扇的布置方式皮带发电机风扇曲轴二、风扇离合器功用：减小风扇噪声，自动调节发动机的冷却强度，改善低温起动性能，节约燃料和降低排放。硅油风扇离合器类型：1.硅油风扇离合器：利用一定温度时，硅油体积变化带动离合器结合。2.电磁风扇离合器：达到一定温度时，水温感应开关的电路接通，离合器结合。硅油风扇离合器：⑴构造：壳体与前盖、主、从动板（进、回油孔）、阀片与感温器⑵工作原理：a.发动机气流温度超过65℃：感温器变形，阀片转动→

进油孔开→工作腔进油，离合器接合；b.发动机气流温度低于35℃：感温器不变，阀片不动→

进油孔关→工作腔无油→离合器分离。三、电动风扇电动风扇由风扇电动机驱动并由蓄电池供电，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。热敏电阻开关控制：0档：停转1档：92～97℃2300r/min2档：99～105℃2800r/min优点：结构简单，布置方便；缺点：高速旋转时噪声大。费用高，不适用大型车辆。蜡式节温器皱纹筒式节温器功用：自动控制水流量和循环路线，调节冷却强度。分类：⑴蜡式：可靠寿命长⑵皱纹筒式：可靠性差，工艺复杂§8.5节温器变更水的循环路线（节温器）水流量的调节散热器节温器水套水泵散热器节温器水泵大循环(水温高):

小循环(水温低):水套推杆弹簧主阀门石蜡胶管外壳⑴构造：⑵工作原理：<76℃固体石蜡体积小，副阀开，水经旁通管小循环；>85℃液体石蜡体积大，主阀开，水流散热器大循环。蜡式节温器电子节温器节温器位置在气缸盖出水管路：

优点是结构简单，容易排除冷却系统中的气泡。

缺点是节温器在工作时会产生振荡现象。当出现这种现象时，将增加汽车的燃油消耗量。在散热器的出水管路：减轻或消除节温器振荡现象；精确控制冷却液温度；但结构复杂，成本较高。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。§8.6水泵1－