冷却系统小结

冷却系统小结第一页，共三十七页，2022年，8月28日

主要内容1发动机冷却系统概述2发动机冷却系统总体介绍3发动机冷却系统各部件的结构及工作原理4冷却系统部件的设计5冷却系统新技术第二页，共三十七页，2022年，8月28日

一发动机冷却系统概述1发动机的工作环境

发动机工作时，可燃混合气在气缸内燃烧，其工作温度高达2000°C，瞬时温度可达3000°C左右，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000°C以上。2冷却系统的功用冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，防止发动机过热，又要防止发动机过冷。第三页，共三十七页，2022年，8月28日

发动机冷却不足会造成：（1）发动机经常在过高温度下工作，活塞刚度和强度会下降，容易发生变形或是折断;（2）润滑油烧蚀，最终会导致润滑系统工作不良，使元件之间发生干磨擦，降低发动机的寿命;（3）燃油的不正常燃烧，产生发动机的爆燃或早燃;过高的温度使发动机充气系数降低，从而降低输出功率。发动机冷却过度会造成：（1）过多的热量被冷却液带走，使做功的热量减小，从而使发动机功率输出减小，动力输出不足

（2）燃油雾化不良，还会使已雾化了的燃油顺气缸壁流入曲轴箱，这样不仅会增加燃料消耗，而且进入曲轴箱的燃料还会稀释润滑油，使润滑性能下降，同时还会加大冷态摩擦产生的噪声;（3）冷却系统水温太低使发动机零件的磨损增加。第四页，共三十七页，2022年，8月28日

二冷却系统的总体介绍分类：1风冷2水冷

汽车发动机的水冷系统绝大多数均为强制水循环，其工作原理是：利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。

冷却系统组成部件：1发动机机体和汽缸盖中的水套及其它附属装置2散热器（中冷器，冷凝器）3冷却水泵4节温器5冷却风扇6膨胀箱

第五页，共三十七页，2022年，8月28日风冷发动机第六页，共三十七页，2022年，8月28日风冷发动机第七页，共三十七页，2022年，8月28日

水冷系统的组成及工作原理示意图第八页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（一）发动机机体和汽缸盖中的水套及其它附属装置

1组成：发动机机体，水套，分水管（道），汽缸盖水套2分类：顺流式逆流式

3工作原理：分水管直接铸在机体的分水道上，沿纵向有出水孔，并与机体水套相通，离水泵越远出水孔越大，其数目与汽缸数相同。第九页，共三十七页，2022年，8月28日冷却水套第十页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（二）（1）散热器

1组成：进水室出水室散热器芯2分类：纵流式，横流式（按冷却液流动方向）

管片式，管带式，板式（按散热器芯结构形式）

圆管式，扁管式（按管的截面形状）

单列式，双列式，三列式（按散热管列数）3工作原理：进水室—散热器芯—出水室，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过

，散热器实质上是一个热交换机。

第十一页，共三十七页，2022年，8月28日第十二页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（二）（2）中冷器（增压发动机）

1作用：降低进气温度，提高发动机的换气效率，使用设计良好的中冷器可以额外多获得5%-10%的动力。2分类：风冷式水冷式

3工作原理：同散热器基本相同第十三页，共三十七页，2022年，8月28日第十四页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（三）（3）冷凝器（空调）

1作用：将压缩机送出的高温高压的气态冷媒冷却并液化。2分类：风冷式（水冷式蒸发式）

3工作原理：同散热器基本相同第十五页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（三）冷却水泵1分类：a离心式水泵：结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。b电子水泵：发动机熄火仍可以使冷却水循环

2离心式水泵组成：泵体叶轮水泵轴

3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。如此连续的作用，使冷却水在水路中不断地循环。第十六页，共三十七页，2022年，8月28日泵壳崩盖叶轮泵轴第十七页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（四）节温器

1组成：主，副阀门，弹簧，蜡室（膨胀筒），支架，推杆等2分类：蜡式节温器：结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。3工作原理：利用石蜡随着温度升高逐渐由固体变为液体并膨胀，带动主、副阀门移动。4安装位置：1发动机出水口处（结构简单，容易排出气泡）2散热器的出水口处（结构复杂，消除振荡现象）第十八页，共三十七页，2022年，8月28日

水冷系统的组成及工作原理示意图第十九页，共三十七页，2022年，8月28日蜡室支架推杆第二十页，共三十七页，2022年，8月28日

冷却强度的调节第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（五）冷却风扇

1分类：普通风扇电动风扇(单风扇双风扇）

1变速器2发动机3曲轴4皮带1散热器2温度传感器3导风罩5冷凝器6散热器7风扇水泵轴4冷却风扇5直流电动机6继电器3工作原理：加速流经散热器的空气流速，促进散热器散热。第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日冷却液1组成：水（软水）防冻剂（乙二醇）2作用：a防止冬季气温过低，冷却系统中的水结冰，体积膨胀使发动机机体，缸盖和膨胀箱胀坏。（含50%乙二醇的冷却液冰点降为-35℃）b适当提高了冷却液的沸点（含50%乙二醇的冷却液

沸点提升为105℃）c防锈剂和泡沫抑制剂

防冻剂：延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀

泡沫抑制剂：减少泡沫的产生（泡沫妨碍水套壁散热）第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日

三冷却系统各部件结构及工作原理（六）膨胀箱

目前大多数发动机都采用了防冻液作为冷却液。防冻液冰点很低，可避免冬季使用中因结冰而导致散热器、缸体和缸盖被胀裂的现象；防冻液的沸点也要比水高，更有利于发动机的正常工作。为防止防冻液的损失，冷却系设置了膨胀箱，对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。膨胀箱设置于散热器一侧，通过橡胶水管与散热器加水口处的出气口相连。尽量靠近散热器布置，使得水管长度最短；膨胀箱的高度要高于冷却系统所有部件。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，

膨胀箱内的冷却液及时回流散热器。

第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日膨胀箱箱第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日

四冷却系统部分部件的设计计算流程图第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日

计算公式散入冷却系统的热量：第二十八页，共三十七页，2022年，8月28日计算公式单位时间内所需冷却水的量

第二十九页，共三十七页，2022年，8月28日

计算公式单位时间内所需冷却空气的量

第三十页，共三十七页，2022年，8月28日散热器设计散热面积F第三十一页，共三十七页，2022年，8月28日散热器设计第三十二页，共三十七页，2022年，8月28日冷却风扇设计

第三十三页，共三十七页，2022年，8月28日5冷却系统的新技术1双节温器冷却系统：分别控制缸盖和缸体的冷却液循环，保持缸体的温度比缸盖的温度稍高，这样可以降低曲柄连杆机构的摩擦，提高充气效率，并且一定程度上可以减少爆震的倾向，以求更好地发挥出发动机的性能。

a温度小于或等于87℃时：两个节温器都关闭，发动机可以迅速升温b温度在87℃～105℃时：节温器1打开，节温器2关闭，缸盖温度保持在80℃，缸体温度继续上升c温度在105℃以上时