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1、第七章第七章 发动机冷却系发动机冷却系 概述概述 水冷系水冷系 风冷系冷系 变速器机油冷却系速器机油冷却系 一、冷却系功用一、冷却系功用使使发动机得到适度的冷却，机得到适度的冷却，并保持其在最适宜地温度范并保持其在最适宜地温度范围内工作。内工作。冷却系功用及冷却系功用及组成成冷却程度冷却程度后后 果果过冷过冷 热量散失过多，增加燃油消耗，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凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。释润滑油，磨损加剧。不足不足 发动机过热，充气量减少燃烧不正发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动功率下降，润滑不良，加剧常，发动功率下降，润滑
2、不良，加剧磨损磨损。1、不正常冷却、不正常冷却对发动机的影响机的影响2 2、冷却系的分、冷却系的分类水冷水冷风冷冷3 3、正常冷却、正常冷却时的的发动机温度机温度系系 统统温温 度度 范范 围围水冷系水冷系气缸盖内冷却水温度在气缸盖内冷却水温度在353363K,气气缸壁的温度不超过缸壁的温度不超过470550K。风冷系风冷系 气缸盖和气缸壁的允许温度分别为气缸盖和气缸壁的允许温度分别为423453K和和433473K.4 4、水冷系与、水冷系与风冷系的冷系的优缺点及适用范缺点及适用范围系系 统水冷系水冷系风冷系冷系适用范适用范围优缺点比缺点比较冷却冷却强度大，易度大，易调节，便于冬季启，便于冬
3、季启动广泛用于汽广泛用于汽车发动机机冷却效果差，噪音冷却效果差，噪音大，功耗大大，功耗大仅用于小排量用于小排量及及军车发动机机二、水冷系的二、水冷系的组成成 水冷却系是以水作水冷却系是以水作为冷却介冷却介质，把，把发动机受机受热零件吸收的零件吸收的热量散量散发到大气中去。到大气中去。目前汽目前汽车发动机上采用的水冷系大都是机上采用的水冷系大都是强制循制循环式水冷系，利用水式水冷系，利用水泵强制水在冷却制水在冷却系中系中进行循行循环流流动。点此点此观看水冷系的看水冷系的组成成录像像 水冷系由散水冷系由散热器、水器、水泵、风扇、冷却扇、冷却水套和温度水套和温度调节装置等装置等组成。成。冷却水在冷却
4、系内的冷却水在冷却系内的循循环流流动路路线有两有两条，一条条，一条为大循大循环，另一条，另一条为小循小循环。所所谓大循大循环是是水温高水温高时，水，水经过散散热器而器而进行行的循的循环流流动；而；而小循小循环就是水温就是水温低低时，水不，水不经过散散热器而器而进行的行的循循环流流动。小循小循环大循大循环节温器温器冷却系的大小循冷却系的大小循环实质 通常利用通常利用节温器来控制通温器来控制通过散散热器冷却水的流量。器冷却水的流量。节温器温器装在冷却水循装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机机负荷大小和水温的高低自荷大小和水温的高低自动
5、改改变水的循水的循环流流动路路线，以，以达到达到调节冷却系的冷却冷却系的冷却强度。度。当当发动机在正常机在正常热状状态下工作下工作时，即，即水温高于水温高于80，节温温器器阀门打开了通往散打开了通往散热器的通道，同器的通道，同时关关闭了通往水了通往水泵的旁通的旁通管，冷却水全部流管，冷却水全部流经散散热器，形成器，形成大循大循环；当冷却；当冷却水温低于水温低于70时，节温器温器阀门关关闭了通往散了通往散热器的通道，同器的通道，同时打开了通打开了通往水往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管旁通管进入入水水泵，又被水，又被水泵压入入发动机水套，此机水
6、套，此时冷却水并不流冷却水并不流经散散热器，器，只在水套与水只在水套与水泵之之间进行行小循小循环，从而防止，从而防止发动机机过冷；当冷；当发动机的冷却机的冷却水温在水温在7080范范围内，通往散内，通往散热器的通道和通往器的通道和通往水水泵的旁通管均的旁通管均处于半开于半开闭状状态，此，此时一部分水一部分水进行大循行大循环，而另一部分水而另一部分水进行小循行小循环。1、冷却水、冷却水 汽汽车发动机中使用的冷却水机中使用的冷却水应是清是清洁的的软水，如雨水，水，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含有自来水等；而井水、河水等硬水中含有矿物物质，在高温下易，在高温下易生成水垢，不能作生成水垢，不
7、能作为发动机冷却水。机冷却水。2、防、防冻液液 为防止在冬季寒冷地区，因冷却水防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而冰而发生散生散热器、器、气缸体、气缸盖气缸体、气缸盖变形或形或胀裂的裂的现象，在冷却水中加入一定量象，在冷却水中加入一定量的防的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。液以达到降低冰点、提高沸点的目的。三、冷却液水水软水水防防冻剂已二醇已二醇使用注意：定期更换使用注意：定期更换冷却液冷却液、水冷系的主要部件、水冷系的主要部件1、散、散热器器 散散热器又称器又称为水箱，水箱，由上水室、散由上水室、散热器芯器芯和下水室等和下水室等组成。安成。安装在装在发动机前的机前的车架架横梁上。其作用是
8、将横梁上。其作用是将冷却水在水套中所吸冷却水在水套中所吸收的收的热量散量散发至外界至外界大气，使水温下降。大气，使水温下降。上水箱上水箱散散热器盖器盖下水箱下水箱散散热器芯器芯出水管口出水管口进水管水管安装安装处作用:是把冷却系统变成永久封闭系统，减少了冷却液的损失，避免空气不断地 进入，在该系统内造成氧化、穴蚀，使冷却系中水、气分离保持系统内压力稳定提高水泵的泵水 量。水泵吸水一侧的压力低，易产生蒸汽泡，使水 泵的储水量显著下降，并引起水泵叫片和水套的穴蚀，在其表面产生麻点或凹坑，缩短使用寿命。2.膨膨胀水箱水箱常用散常用散热器芯的器芯的结构型式构型式 （1）管片式）管片式 由若干扁形或由若
9、干扁形或圆形冷却管形冷却管组成。成。空气吹空气吹过扁形冷却管和散扁形冷却管和散热片，使管内流片，使管内流动的水得到冷却。的水得到冷却。管片式散管片式散热器因器因结构构刚度度较好广好广为汽汽车发动机所使用。机所使用。（2）管）管带式式 由若干扁平冷却管由若干扁平冷却管组成成 水管与散水管与散热器相器相间排列，在散排列，在散热器器带上常开有形似百叶窗的上常开有形似百叶窗的孔，以破坏气流在散孔，以破坏气流在散热器表面上的附面器表面上的附面层，提高散，提高散热能力。能力。管管带式式管片式管片式 散散热器盖器盖 汽汽车上广泛采用上广泛采用闭式水冷系，式水冷系，该水冷系的三水冷系的三热气气盖具有空气盖具有
10、空气蒸汽蒸汽阀，可自，可自动调节冷却系内部冷却系内部压力，力，提高冷却效果。提高冷却效果。压力力阀真空真空阀压力力阀弹簧簧真空真空阀弹簧簧盖盖 发动机机热态正正常常时，两两阀门关关闭，将将冷冷却却系系与与大大气气隔隔开开。因因水水蒸蒸气气的的产生生使使冷冷却却系系内内的的压力力稍稍高高于于大大气气压力力，提提高高了了冷冷却却水水的的沸沸点点，改改善善了了冷冷却却效效能能。当当散散热器器内内部部压力力达达到到126126137Kpa137Kpa时，蒸蒸汽汽阀开开启启而而使使水水蒸蒸汽汽从从通通气气孔孔排排出出；当当水水温温下下降降，冷冷却却系系内内部部的的真真空空度度低低于于101020Kpa2
11、0Kpa时，空空气气阀打打开开，空空气气从从通通气气孔孔进入入冷冷却却系系，以以防防散散热器及芯管被大气器及芯管被大气压瘪。22、水、水泵 水水泵的作用的作用 对冷冷却水加却水加压，使之在冷却，使之在冷却系中循系中循环流流动。汽汽车上广泛使用上广泛使用离心离心式水式水泵。它具有。它具有结构构紧凑、凑、泵水量大及因故障水量大及因故障而停止工作而停止工作时，不妨碍，不妨碍水在冷却系内部自然循水在冷却系内部自然循环等等优点。点。离心式水离心式水泵工作原理工作原理当叶当叶轮旋旋转时，水，水泵中的水被叶中的水被叶轮带动一起旋一起旋转，在离心力作用下在离心力作用下，水，水被甩向叶被甩向叶轮边缘，然后，然后
12、经外壳上与叶外壳上与叶轮成切成切线方向方向的出水管的出水管压送到送到发动机水机水套内。与此同套内。与此同时，叶，叶轮中中心心处的的压力降低，散力降低，散热器器中的水便中的水便经进水管被吸水管被吸进叶叶轮中心部分。中心部分。1水水泵壳体壳体 2叶叶轮 3进水管水管 4出水管出水管3、风扇扇 功功用用：风扇扇通通常常安安排排在在散散热器器后后面面并并与与水水泵同同轴。用用来来提提高高流流经散散热器器的的空空气气流流速速和和风量量，增增强散散热器器的的散散热能能力力，同同时对发动机机其其他他附附件件也也有有一一定定的的冷却作用。冷却作用。特特点点：车用用发动机机的的风扇扇轴流流式式和和离离心心式式。
13、轴流流式式风扇扇所所产生生的的风，其其流流向向与与风扇扇轴平平行行；离离心心式式风扇扇所所产生生的的风，其其流流向向为径径向向。轴流流式式风扇扇效效率率高高，风量量大大，结构构简单，布布置置方方便便。因因而而在在车用用发动机上机上得到了广泛的得到了广泛的应用用。车用用发动机采用机采用轴流式流式风扇的三种型式扇的三种型式 结构特点：构特点：叶片多用薄叶片多用薄钢板板压制而成，制而成，为4 46 6片，叶片片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋角一般不相等。叶片与其旋转平面成平面成30304545的安的安装斜角。装斜角。整体整体风扇扇在在轿车和和轻型型载货汽汽车上上应用用较多。近年多。近年来来轿车上
14、上还采用了采用了电动风扇。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。可可调节支架支架风扇的扇的驱动V带张紧装置装置 4、节温器温器功用：功用：根据根据发动机机负荷大小和水温的高低自荷大小和水温的高低自动改改变水水的循的循环流流动路路线，从而控制通，从而控制通过散散热器冷却水的流量。器冷却水的流量。以达以达到到调节冷却系的冷却冷却系的冷却强度度分分类：推杆推杆弹簧簧主主阀门石蜡石蜡胶管胶管外壳外壳结构构单阀型型双双阀型型感温原理感温原理蜡式蜡式乙乙醚式式目前多数目前多数发动机机采用采用双双阀型蜡式型蜡式节温器。温器。副副阀 当水温低于当水
15、温低于85 时，主，主阀关，副关，副阀开开 小循小循环。当水温高于当水温高于85 时低于低于105 时，主，主阀渐开，副开，副阀渐关关 大小循大小循环同同时进行。行。当水温高于当水温高于105时，主，主阀全开，副全开，副阀关关 大循大循环。蜡式蜡式节温器工作情况温器工作情况通向水通向水泵、机体机体主主阀副副阀来自散来自散热器器来自暖来自暖风机机来自气缸盖来自气缸盖5、风扇离合器和温控开关扇离合器和温控开关功用：功用：减小减小风扇噪声，改善低温起扇噪声，改善低温起动性能，性能，节约燃料和降燃料和降低排放，自低排放，自动调节发动机的冷却机的冷却强度。度。（1）风扇离合器扇离合器 主要有主要有硅油式
16、硅油式和和电磁式磁式等。等。冷却水温度不高冷却水温度不高时，风扇随扇随离合器壳体一起空离合器壳体一起空转打滑；打滑；当当发动机气流温度机气流温度超超过338K时，离合器，离合器处于接合状于接合状态，风扇扇转速提高。当速提高。当发动机气机气流温度流温度低于低于308K时，风扇离扇离合器又回到分离状合器又回到分离状态。硅油硅油风扇离合器扇离合器（2）风扇温控开关扇温控开关 功用：功用：在冷却水温度升高在冷却水温度升高时，其内部的温控介，其内部的温控介质膨膨胀而使而使风扇扇以高速运以高速运转，加速了，加速了发动机的冷却；相反，若在冷却水温度机的冷却；相反，若在冷却水温度降低的降低的时，介，介质收收缩
17、而使而使风扇低速运扇低速运转或停下来，或停下来，实现了了对散散热器器电动机机风扇的控制。扇的控制。（3）百叶窗）百叶窗 功用：功用：通通过调节流流经散散热器的空气量来器的空气量来调节冷却系的冷却冷却系的冷却强度，度，使使发动机在适宜的温度下工作。机在适宜的温度下工作。7.37.3风 冷冷 系系 利用高速空气流直接吹利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部从气缸内部传出的出的热量散量散发到到大气中去，以保大气中去，以保证发动机在最机在最有利的温度范有利的温度范围内工作。内工作。一、工作机理：一、工作机理：二、二、结构构 发动机气缸和气缸盖采用机气缸和气
18、缸盖采用传热较好的好的铝合金合金铸成，成，结构构简单、重量、重量轻、故障少，无需、故障少，无需特殊保养，但是由于材料特殊保养，但是由于材料质量量要求高，冷却不要求高，冷却不够均匀，工作均匀，工作噪音大等缺点，目前在汽噪音大等缺点，目前在汽车上上很少使用。很少使用。7.47.4变速器机油冷却器速器机油冷却器一、采用的原因：一、采用的原因：在自在自动变速器中，机油因工作速器中，机油因工作频繁而繁而过热，则会降低会降低变速器的性能，甚至造成速器的性能，甚至造成变速器速器损坏。所以，在装有自坏。所以，在装有自动变速速器的汽器的汽车中必中必须装置装置变速器机油冷却器。速器机油冷却器。二、构造：二、构造：实际上就是一根冷却管。上就是一根冷却管。三、位置及冷却：三、位置及冷却：置于散置于散热器的出水室内，由冷却液器的出水室内，由冷却液对流流过冷却管的冷却管的变速器速器机油机油进行冷却。行冷却。小小 结结冷却系冷却系作用作用水冷系水冷系大、小循大、小循环主要部件主要部件散散热器器水水泵节温器温器风冷系冷系与水冷系的区与水冷系的区别变速器机油冷却器速器机油冷却器采用的原因采用的原因