第6章发动机冷却系统资料ppt课件.ppt

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1、第第6章发动机冷却系统章发动机冷却系统6.1冷却系统的构成冷却系统的构成6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.3冷却系统的工作原理冷却系统的工作原理6.1冷却系统的构成冷却系统的构成6.1.1冷却系统的任务冷却系统的任务 发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机得到适度的冷却，从而保证发动机在最适宜的温出去，使发动机得到适度的冷却，从而保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系统通常由冷却水套、水泵、度状态下工作。水冷发动机的冷却系统通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。风扇、水箱、

2、节温器等组成。下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成6.1.2冷却系统的功用冷却系统的功用 1.冷却系统的功用冷却系统的功用 发动机工作时，高达发动机工作时，高达2 500的燃气及高速相对运动件间的摩的燃气及高速相对运动件间的摩擦，使活塞、汽缸盖、汽缸套、气门等零件的温度也很高。若不擦，使活塞、汽缸盖、汽缸套、气门等零件的温度也很高。若不适当冷却，零件严重的受热，将破坏正常的配合间隙，降低机械适当冷却，零件严重的受热，将破坏正常的配合间隙，降低机械强度和刚度强度和刚度;高温下润滑油性能恶化，润滑不良，零件磨损加剧高温下润滑油性能恶化，润滑不良，零件磨损加剧;高高温下发动机充气不良，巨汽油

3、机易产生不正常燃烧。因此，过热温下发动机充气不良，巨汽油机易产生不正常燃烧。因此，过热带来发动机工作可靠性下降，使用寿命缩短，动力性、经济性恶带来发动机工作可靠性下降，使用寿命缩短，动力性、经济性恶化等一系列后果。所以，必须对发动机进行适当的冷却。化等一系列后果。所以，必须对发动机进行适当的冷却。上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成 发动机的冷却必须适度。若发动机在过冷状态下工作，将造发动机的冷却必须适度。若发动机在过冷状态下工作，将造成混合气形成不良，燃烧恶化，柴油机工作粗暴成混合气形成不良，燃烧恶化，柴油机工作粗暴;冷却散热损失过冷却散热损失过多多;润滑油黏度大，运动件摩擦、

4、磨损增大。同样导致动力性经济润滑油黏度大，运动件摩擦、磨损增大。同样导致动力性经济性下降，寿命缩短等。性下降，寿命缩短等。 2.发动机过热的危害发动机过热的危害 温度过高，破获零件正常配合间隙，导致活塞温度过高，破获零件正常配合间隙，导致活塞“咬缸咬缸”、轴、轴瓦瓦“抱轴抱轴”、柴油机因柱塞卡死而、柴油机因柱塞卡死而“飞车飞车”等严重事故等严重事故;降低充气降低充气效率，使发动机功率下降效率，使发动机功率下降;还会使发动机工作过程恶化，早燃和爆还会使发动机工作过程恶化，早燃和爆燃的倾向加大，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;零零部件

5、的机械强度下降部件的机械强度下降;运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏加剧，甚至损坏;机油变质，润滑不良，零件的机械性能降低，导机油变质，润滑不良，零件的机械性能降低，导致变形或损坏等。最终导致发动机动力性、经济性、可靠性、耐致变形或损坏等。最终导致发动机动力性、经济性、可靠性、耐久性及排放性能的全面下降。久性及排放性能的全面下降。上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成3.发动机过冷的危害发动机过冷的危害 发动机工作温度过低，启动困难发动机工作温度过低，启动困难;发动机工作粗暴发动机工作粗暴;散热损失散热损失及摩擦损失增加及摩擦

6、损失增加;零件磨损加剧零件磨损加剧;CO及及HC排放增加等排放增加等;导致发动机导致发动机功率下降及燃油消耗率增加功率下降及燃油消耗率增加;进入汽缸的混合气进入汽缸的混合气(或空气或空气)温度太低，温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加降，燃料消耗量增加;燃烧生成物中的水蒸气易凝结成水而与酸性燃烧生成物中的水蒸气易凝结成水而与酸性气体形成酸类物质，加重了对机体和零件的侵蚀作用气体形成酸类物质，加重了对机体和零件的侵蚀作用;未汽化的燃未汽化的燃料冲刷稀释零件表面料冲刷稀释零件表面(汽缸壁、活塞、

7、活塞环等汽缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件上的油膜，使零件磨损加剧。磨损加剧。上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成6.1.3冷却系统的冷却方式冷却系统的冷却方式(冷却系统的类型冷却系统的类型) 冷却系统的冷却方式即冷却系统的类型，共有两种冷却系统的冷却方式即冷却系统的类型，共有两种:利用循环利用循环液冷却的水冷式和利用散热片向周围空气散热的风冷式两种。对液冷却的水冷式和利用散热片向周围空气散热的风冷式两种。对水冷式发动机，正常的冷却液温度为一般在水冷式发动机，正常的冷却液温度为一般在8095 冷却系统按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷冷却系统按照冷却介质不同可以分为风冷和水

8、冷(如图如图6-3所所示示)，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系统。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大装置称为风冷系统。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系统。由于水冷系统冷却均匀，效气而进行冷却的装置称为水冷系统。由于水冷系统冷却均匀，效果好，而目发动机运转噪声小，目前汽车发动机上广泛采用的是果好，而目发动机运转噪声小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系统。水冷系统。 上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成1.水冷系统水冷系统 水冷系统是以冷却液为冷却介质水冷系

9、统是以冷却液为冷却介质(汽车发动机大都采用水冷汽车发动机大都采用水冷)，通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并散通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并散发到大气中，即利用循环液将热量带走发到大气中，即利用循环液将热量带走(如如图图6-4所示所示)。 (1)水冷发动机水冷发动机 水冷发动机是利用在汽缸体和汽缸盖冷却水套中进行循环的水冷发动机是利用在汽缸体和汽缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷去目的。冷却液作为冷却介质进行冷去目的。 水冷系统还分为大循环和小循环两种循环方式。水冷系统还分为大循环和小循环两种循环方式。 水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却

10、效果好，被广泛应用水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛应用于现代汽车的发动机中，并目大多数汽车都采用强制循环式水冷于现代汽车的发动机中，并目大多数汽车都采用强制循环式水冷系统。系统。 上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成(2)水冷发动机保持正常工作的温度水冷发动机保持正常工作的温度 水冷式发动机保持正常工作的温度水冷式发动机保持正常工作的温度: 冷却水的温度应在冷却水的温度应在353363 K (8090 )，这样才能使零件处于正，这样才能使零件处于正常工作范围。常工作范围。 汽缸壁温度不超过汽缸壁温度不超过473573 K (200300 ); 汽缸盖、活塞顶部的温

11、度不超过汽缸盖、活塞顶部的温度不超过573-673 K (300400 ); 润滑油的温度在润滑油的温度在343363 K (7090 )，保证发动机具有较好的动，保证发动机具有较好的动力性、经济性和净化性，使零件的运动和磨损正常。力性、经济性和净化性，使零件的运动和磨损正常。上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成 (3)强制循环水冷系统强制循环水冷系统 强制循环水冷系统利用水泵强制冷却液在发动机中循环流动。强制循环水冷系统利用水泵强制冷却液在发动机中循环流动。强制循环水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水强制循环水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机

12、机体和汽缸盖中的水套以及其他附属装置组成桶、发动机机体和汽缸盖中的水套以及其他附属装置组成(如如图图6-7所示所示)。 (4)蒸发循环水冷蒸发循环水冷 蒸发循环水冷利用水的温度差使冷却液在发动机中循环流动。蒸发循环水冷利用水的温度差使冷却液在发动机中循环流动。 (5)水冷系统的优缺点水冷系统的优缺点 水冷系统的最大优点是冷却强度高、发动机内部和外部冷却水冷系统的最大优点是冷却强度高、发动机内部和外部冷却较均匀、冷却水路设计自由较均匀、冷却水路设计自由)变大等。变大等。 (6)本川轿车发动机水冷系统组成及布置形式本川轿车发动机水冷系统组成及布置形式 本田轿车发动机水冷系统组成及布置形式如本田轿车

13、发动机水冷系统组成及布置形式如图图6-8所示。所示。上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成2.风冷系统风冷系统 以空气为冷却介质，利用气流使散热片的热量散到大气中以空气为冷却介质，利用气流使散热片的热量散到大气中(如如图图6-9所示所示)。风冷系统是利用高速空气流直接吹过汽缸盖和汽缸体。风冷系统是利用高速空气流直接吹过汽缸盖和汽缸体的外表面，把从汽缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发的外表面，把从汽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。发动机汽缸和汽缸盖采用传热动机在最有利的温度范围内工作。发动机汽缸和汽缸盖采用传热较好的铝合金铸成，为了增大散热

14、面积各缸一般都分开制造，在较好的铝合金铸成，为了增大散热面积各缸一般都分开制造，在汽缸和汽缸盖表面分布许多均匀排列的散热片，以增大散热面积，汽缸和汽缸盖表面分布许多均匀排列的散热片，以增大散热面积，利用车辆行驶时的高速空气流，把热量吹散到大气中去。利用车辆行驶时的高速空气流，把热量吹散到大气中去。 铝合金汽缸体和汽缸盖，表面均布了散热片铝合金汽缸体和汽缸盖，表面均布了散热片(如如图图6-10所示所示)。具有结构简单、质量轻、故障少、使用维修方便等优点，但冷却具有结构简单、质量轻、故障少、使用维修方便等优点，但冷却不可靠，汽车上很少使用。不可靠，汽车上很少使用。上一页下一页返回6.1冷却系统的构

15、成冷却系统的构成6.1.4冷却液冷却液 冷却液是发动机冷却系统中最重要的工作介质，汽车常用的冷却液是发动机冷却系统中最重要的工作介质，汽车常用的冷却液有水及加入防冻剂的防冻液。冷却液有水及加入防冻剂的防冻液。 1.水冷却液水冷却液 水冷却液指直接用水做冷却液，它具有简单方便的优点。但水冷却液指直接用水做冷却液，它具有简单方便的优点。但水沸点低，易蒸发，需经常添加。汽车发动机中使用的冷却水应水沸点低，易蒸发，需经常添加。汽车发动机中使用的冷却水应该是清洁的软水。不宜添加河水、井水等含矿物质的硬水，以免该是清洁的软水。不宜添加河水、井水等含矿物质的硬水，以免影响冷却系统散热不良，给冷却水添加造成困

16、难。因为在高温作影响冷却系统散热不良，给冷却水添加造成困难。因为在高温作用下，这些矿物质会从水中沉淀析出而产生水垢，产生的水垢附用下，这些矿物质会从水中沉淀析出而产生水垢，产生的水垢附在水套的内壁和软管的接口处，影响了水流的循环，造成高温零在水套的内壁和软管的接口处，影响了水流的循环，造成高温零件散热困难而使发动机过热。要求添加雨水、雪水或离子交换水。件散热困难而使发动机过热。要求添加雨水、雪水或离子交换水。上一页下一页返回6.1冷却系统的构成冷却系统的构成 2.防冻液防冻液 现代轿车普遍采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能现代轿车普遍采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能力。防冻液的功

17、用是为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发力。防冻液的功用是为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发生散热器、汽缸体、汽缸盖变形或胀裂的现象，在冷却水中加入生散热器、汽缸体、汽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。一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。3.使用防冻液的优点使用防冻液的优点(1)防腐蚀功能防腐蚀功能(2)防冻液的沸点高防冻液的沸点高(3)防冻液可以防垢，也就是通常所说的防水碱防冻液可以防垢，也就是通常所说的防水碱上一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 水冷是车用发动机主流的冷却方式，且多为强制循环式水冷水冷是车用发动

18、机主流的冷却方式，且多为强制循环式水冷系统。即在汽缸体和汽缸盖内设有水套，利用水泵将冷却液加压系统。即在汽缸体和汽缸盖内设有水套，利用水泵将冷却液加压后，强制冷却液流过水套带走热量。水套内常设配水管、导向装后，强制冷却液流过水套带走热量。水套内常设配水管、导向装置和喷嘴，保证发动机冷却均匀，及最热区域的充分冷却。强制置和喷嘴，保证发动机冷却均匀，及最热区域的充分冷却。强制循环水冷系统如循环水冷系统如图图6-13所示。所示。6.2.1散热器散热器 散热器散热器(如如图图6-14所示所示)的作用是将冷却液在水套内吸收的热的作用是将冷却液在水套内吸收的热量传给空气，使其降温。量传给空气，使其降温。

19、1.散热器的工作原理散热器的工作原理 当开动一辆汽车的时候，发动机产生的热量足以摧毁汽车本当开动一辆汽车的时候，发动机产生的热量足以摧毁汽车本身。因此汽车上安装了一套冷却系统保护它免受损害，并使发动身。因此汽车上安装了一套冷却系统保护它免受损害，并使发动机处于适当的温度范围内。机处于适当的温度范围内。 上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 散热器是冷却系统的主要部分，目的是保护发动机避免因过散热器是冷却系统的主要部分，目的是保护发动机避免因过热造成的破坏。热造成的破坏。 散热器的原理是利用冷空气降低散热器内来自发动机的冷却散热器的原理是利用冷空气降低散热器内来自发动机的冷

20、却液温度，如液温度，如图图6-15所示。所示。 2.散热器的结构散热器的结构 散热器芯部是散热器的主要散热部分。一般要求经散热器后水散热器芯部是散热器的主要散热部分。一般要求经散热器后水温应降温应降10-15，对散热器而言，必须有足够的散热面积，材料导，对散热器而言，必须有足够的散热面积，材料导热性要好。由于散热器的外部使用条件较差，所以为了保证良好热性要好。由于散热器的外部使用条件较差，所以为了保证良好的传热性能和耐用性，散热器材料多采用耐腐蚀、导热性好的铜的传热性能和耐用性，散热器材料多采用耐腐蚀、导热性好的铜或铝片制成。芯部的构造形式大多数采用管片式与管带式两种形或铝片制成。芯部的构造形

21、式大多数采用管片式与管带式两种形式。传统的散热器芯由黄铜制造，近年来更多的用铝制造，有些式。传统的散热器芯由黄铜制造，近年来更多的用铝制造，有些散热器的进出水室由复合塑料制造，极大地减轻了质量。散热器的进出水室由复合塑料制造，极大地减轻了质量。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 3.散热器的分类散热器的分类 根据冷却液流向的不同，散热器可分为纵流式根据冷却液流向的不同，散热器可分为纵流式(竖流式竖流式)和横流和横流式式(水平水平)两种。纵流式两种。纵流式(竖流式竖流式)散热器散热器(如如图图6-20所示所示)设置上、下设置上、下水室，冷却液上下流动。横流式水室，冷却液上

22、下流动。横流式(如如图图6-21所示所示)设左、右水室，冷设左、右水室，冷却液横向却液横向(水平水平)流动。流动。 散热器的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形散热器的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片呈波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动状，散热片呈波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。 大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机的外大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。上

23、一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 4.散热器盖散热器盖 现代汽车发动机水冷系统均为加压封闭式循环系统，内部压现代汽车发动机水冷系统均为加压封闭式循环系统，内部压力为力为100 -200 kPa。这样，既避免了冷却液的蒸发，又提高了冷却。这样，既避免了冷却液的蒸发，又提高了冷却液沸点液沸点(120左右左右)，增大了与外界空气的温差，改善了冷却效果。，增大了与外界空气的温差，改善了冷却效果。但散热器内压力过高时会损坏散热器。散热器盖是封闭冷却系统但散热器内压力过高时会损坏散热器。散热器盖是封闭冷却系统并控制其压力的零件，由蒸汽阀、空气阀、蒸汽排出管等组成，并控制其压力的零件

24、，由蒸汽阀、空气阀、蒸汽排出管等组成，如如图图6-22所示。所示。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 散热器盖要将水冷系统密封住，以防冷却水溅出散热器盖要将水冷系统密封住，以防冷却水溅出;散热器盖具散热器盖具有空气一蒸汽阀的功用，使密封加压的水冷系统压力稳定。有空气一蒸汽阀的功用，使密封加压的水冷系统压力稳定。 当水冷系统过热而使水蒸气多时，冷却系统压力过高，可能当水冷系统过热而使水蒸气多时，冷却系统压力过高，可能导致散热器芯涨破，此时散热器盖中的蒸汽阀打开，多余的水蒸导致散热器芯涨破，此时散热器盖中的蒸汽阀打开，多余的水蒸气经溢流管流入补偿水桶气经溢流管流入补偿水桶;

25、当水冷系统过冷而使水蒸气凝结，冷却当水冷系统过冷而使水蒸气凝结，冷却系统压力过低，可能导致散热器芯压瘪而破裂，此时散热器盖中系统压力过低，可能导致散热器芯压瘪而破裂，此时散热器盖中的空气阀打开，冷空气补充入冷却系统。的空气阀打开，冷空气补充入冷却系统。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 5.散热器散热器+副水箱结构副水箱结构 对于加注防锈对于加注防锈/防冻液的汽车发动机，为了减少冷却液的损失，防冻液的汽车发动机，为了减少冷却液的损失，保证冷却系统的正常工作，采用散热器保证冷却系统的正常工作，采用散热器+副水箱结构副水箱结构(如如图图6-25所所示示)。副水箱的上方用一根

26、软管通大气，另一根软管与散热器的溢。副水箱的上方用一根软管通大气，另一根软管与散热器的溢流管相连。当散热器内蒸汽压力升高到某一值时，其盖上的压力流管相连。当散热器内蒸汽压力升高到某一值时，其盖上的压力阀打开，冷却液通过压力阀通过溢流管进入副水箱阀打开，冷却液通过压力阀通过溢流管进入副水箱;当温度下降时，当温度下降时，冷却液又从副水箱通过真空阀流回到散热器内部。这样可以防止冷却液又从副水箱通过真空阀流回到散热器内部。这样可以防止冷却水损失。副水箱内部印有两条液面高度标记线，副水箱内的冷却水损失。副水箱内部印有两条液面高度标记线，副水箱内的液面高度应位于这两种刻线之间。液面高度应位于这两种刻线之间

27、。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.2.2冷却风扇冷却风扇 1.冷却风扇的功用冷却风扇的功用 冷却风扇冷却风扇(如如图图6-26所示所示)鼓动空气流过散热器，起促进散热，鼓动空气流过散热器，起促进散热，加快冷却的作用。除了高速行驶和气温较低的情况下，一般都必加快冷却的作用。除了高速行驶和气温较低的情况下，一般都必须利用冷却风扇来给散热器通风。须利用冷却风扇来给散热器通风。 冷却风扇可以提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，冷却风扇可以提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的冷却。风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。当加速水的冷却。风扇通常安排在散热

28、器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时，对空气产生抽吸作用，使之沿轴向流动。空气流由风扇旋转时，对空气产生抽吸作用，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯前向后通过散热器芯(如如图图6-27所示所示)，使流经散热器芯的冷却水加，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。速冷却。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 2.冷却风扇的构造冷却风扇的构造 汽车发动机水冷系统多采用低压头、大风量、高效率的轴流汽车发动机水冷系统多采用低压头、大风量、高效率的轴流式风扇，即风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。式风扇，即风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。在风扇外围设有导风罩在

29、风扇外围设有导风罩3(如如图图6-28所示所示)，使风扇，使风扇4吸进的空气全部吸进的空气全部通过散热器通过散热器1，以提高风扇效率。，以提高风扇效率。3.风扇的扇风量风扇的扇风量 风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数目有关。叶片的断面形状有圆弧形和翼形两种。装角及叶片数目有关。叶片的断面形状有圆弧形和翼形两种。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 4.风扇的工作状况风扇的工作状况 传统上，风扇由曲轴通过带轮一皮带直接驱动，其转速和扇传统上，风扇由曲轴通过带轮一皮带直接驱动，其转速和扇风量依赖

30、于发动机转速。扇风量多是为保证发动机在低速、大负风量依赖于发动机转速。扇风量多是为保证发动机在低速、大负荷下运行需强烈冷却的大扇风量而设计的，在汽车高速行驶时会荷下运行需强烈冷却的大扇风量而设计的，在汽车高速行驶时会有强劲的迎面风吹过散热器或低气温下运行时风扇转速过快、冷有强劲的迎面风吹过散热器或低气温下运行时风扇转速过快、冷却过度。所以为减小发动机高速或不需要强烈冷却时风扇消耗的却过度。所以为减小发动机高速或不需要强烈冷却时风扇消耗的功率及风扇噪声，要根据发动机的工况调节风扇的转速。功率及风扇噪声，要根据发动机的工况调节风扇的转速。5.风扇的结构形式风扇的结构形式 车用发动机的风扇有两种形式

31、，即轴流式和离心式。轴流式风车用发动机的风扇有两种形式，即轴流式和离心式。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，其离心式风扇所产生的风，其流向为径向所产生的风，其流向为径向。车由流式风扇效率高，流向为径向所产生的风，其流向为径向。车由流式风扇效率高，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。的应用。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.风扇转速的控制风扇转速的控制 发动机温度高时，风扇的转速高一些发动机温度高时，风扇的转速高一些;反之，

32、低一些，不受发反之，低一些，不受发动机转速影响。动机转速影响。 常用措施有在风扇和皮带轮之间安装硅油离合器、采用不受常用措施有在风扇和皮带轮之间安装硅油离合器、采用不受发动机转速控制的电动风扇和电控液压驱动式风扇等。发动机转速控制的电动风扇和电控液压驱动式风扇等。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.2.3水泵水泵 1.冷却水泵的功用与基本工作原理冷却水泵的功用与基本工作原理 水泵水泵(如如图图6-33所示所示)是使冷却系统内冷却液强制循环的装置。是使冷却系统内冷却液强制循环的装置。水泵的功用是使冷却水有一定的压力，加速循环流动。水泵的功用是使冷却水有一定的压力，加速循

33、环流动。 2.冷却水泵的构造冷却水泵的构造 离心式水泵离心式水泵(如如图图6-34所示所示)因其结构简单、尺寸小、排量大、因其结构简单、尺寸小、排量大、工作可靠、制造容易，以及当水泵由于故障而停止工作时，冷却工作可靠、制造容易，以及当水泵由于故障而停止工作时，冷却水仍可进行自然循环，防止柴油机因局部过热而损坏等优点，在水仍可进行自然循环，防止柴油机因局部过热而损坏等优点，在冷却系统中被广泛采用。冷却系统中被广泛采用。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 3.离心式水泵工作原理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，在离心力当叶轮旋转时，水泵中的水被

34、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，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，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。如果水泵因故停止工作时，冷却使冷却水在水路中不断地循环。如果水泵因故停止工作时，冷却水仍然能从叶轮叶片之间流过，进行热流循环，不致很快产生过水仍然能从叶轮叶片之间流过，进行热流循环，不致很快产生过热。热

35、。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.2.4膨胀水箱膨胀水箱 1.膨胀水箱的功用膨胀水箱的功用 加注防锈、防冻液的汽车发动机常采用膨胀水箱，其功用主加注防锈、防冻液的汽车发动机常采用膨胀水箱，其功用主要有要有:把冷却系统变成永久性封闭系统，减少冷却液的溢失把冷却系统变成永久性封闭系统，减少冷却液的溢失;避免空避免空气不断进入引起的机件氧化腐蚀，减少穴蚀气不断进入引起的机件氧化腐蚀，减少穴蚀;使冷却液、汽分离，使冷却液、汽分离，保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。 2.膨胀水箱的材料膨胀水箱的材料 膨胀水箱多用半透明膨胀水箱多

36、用半透明(如塑料如塑料)制成，透过箱体可直接观察到制成，透过箱体可直接观察到液面高度，无须打开散热器盖。液面高度，无须打开散热器盖。 膨胀水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底膨胀水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器。部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器。 上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 3.膨胀水箱的连接膨胀水箱的连接 膨胀水箱的连接如膨胀水箱的连接如图图6-37所示。所示。 4.闭式膨胀水箱的控制方式闭式膨胀水箱的控制方式 闭式膨胀水箱一般叫做定压罐，而膨胀水箱一般都指开式

37、的闭式膨胀水箱一般叫做定压罐，而膨胀水箱一般都指开式的水箱，有膨胀和定压的作用。闭式膨胀水箱的控制水箱，有膨胀和定压的作用。闭式膨胀水箱的控制(如如图图6-38所示所示)可以有两种方式，一般常用的是压力控制。当然也可用水位控制，可以有两种方式，一般常用的是压力控制。当然也可用水位控制，但不如用压力简单。系统的定压作用但不如用压力简单。系统的定压作用:尤论是采暖还是空调，水循尤论是采暖还是空调，水循环系统都是闭式的，系统击要一个恒压点，也就是定压系统的定环系统都是闭式的，系统击要一个恒压点，也就是定压系统的定压点。定压点压力的高低要考虑两个因素，一个是系统运行时任压点。定压点压力的高低要考虑两个

38、因素，一个是系统运行时任一点都不超压，二是系统停运时系统不倒空。一点都不超压，二是系统停运时系统不倒空。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.2.5节温器节温器 1.节温器的功用节温器的功用 节温器节温器(如如图图6-39所示所示)是控制冷却液流动路径的阀门，能根据是控制冷却液流动路径的阀门，能根据发动机负荷和冷却水温的高低，自动打开或关闭冷却水通向散热发动机负荷和冷却水温的高低，自动打开或关闭冷却水通向散热器的通道，改变冷却液的流量和循环路线，调节冷却系统的冷却器的通道，改变冷却液的流量和循环路线，调节冷却系统的冷却强度，保证发动机在合适的温度范围内工作，减少燃料消耗

39、和机强度，保证发动机在合适的温度范围内工作，减少燃料消耗和机件的磨损。件的磨损。 2.节温器的分类节温器的分类 节温器按结构可分为蜡式节温器按结构可分为蜡式(如如图图6-40所示所示)、双金属式和折叠式、双金属式和折叠式(如如图图6-41所示所示)。目前多数发动机采用蜡式节温器，蜡式节温器有。目前多数发动机采用蜡式节温器，蜡式节温器有单阀和双阀两种。单阀和双阀两种。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 3.折叠式节温器结构折叠式节温器结构 膨胀简式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆简膨胀简式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆简(用黄铜用黄铜制成制成)，内装有易于挥发的

40、乙醚，即折叠式节温器，内装有易于挥发的乙醚，即折叠式节温器(如如图图6-46所示所示)组成。主阀门和侧阀门随膨胀简上端一起上下移动。膨胀筒内液组成。主阀门和侧阀门随膨胀简上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸汽压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度体的蒸汽压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度而变化。而变化。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 4.折叠式节温器工作原理折叠式节温器工作原理 当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80 ，冷却水，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，应全部流

41、经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭而侧阀门将旁通孔完全关闭;当冷却水温低于当冷却水温低于70时，膨胀简内的时，膨胀简内的蒸汽压力很小，使圆简收缩到最小高度。主阀门压在阀座上，即蒸汽压力很小，使圆简收缩到最小高度。主阀门压在阀座上，即主阀门关闭，同时侧阀门打开，此时切断了由发动机水套通向散主阀门关闭，同时侧阀门打开，此时切断了由发动机水套通向散热器的水路，水套内的水只能由旁通孔热器的水路，水套内的水只能由旁通孔(bypass hole)流出经旁通管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进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却

42、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，并器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷，并使发动机迅速而均匀地热起来使发动机迅速而均匀地热起来;当发动机的冷却水温在当发动机的冷却水温在7080范范围内，主阀门和侧阀门处于半开闭状态，此时一部分水进行大循围内，主阀门和侧阀门处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。环，而另一部分水进行小循环。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成5.节温器的布置方式节温器的布置方式(1)传统布置方式传统布置方式 一般水冷系统的冷却水都是由机体流进，从汽缸盖流出。大一般水冷系统的冷却水都

43、是由机体流进，从汽缸盖流出。大多数节温器布置在汽缸盖出水管路中，这种布置方式的优点是结多数节温器布置在汽缸盖出水管路中，这种布置方式的优点是结构简单，容易排除水冷系统中的气泡。其缺点是节温器在工作时构简单，容易排除水冷系统中的气泡。其缺点是节温器在工作时会产生振荡现象。会产生振荡现象。(2)节温器的新型布置方式节温器的新型布置方式 为避免节温器工作时的振荡现象，可以将节温器布置在散热器为避免节温器工作时的振荡现象，可以将节温器布置在散热器的出水管路中。的出水管路中。 这种布置方式可以减轻或消除节温器振荡现象，并能精确地控这种布置方式可以减轻或消除节温器振荡现象，并能精确地控制冷却水温度，但其结

44、构复杂，成本较高，多用于高性能的轿车制冷却水温度，但其结构复杂，成本较高，多用于高性能的轿车发动机。发动机。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.不同车型的开启温度和最大温度不同车型的开启温度和最大温度主阀门从开启到开到最大时的温度随不同的车型有所不同。主阀门从开启到开到最大时的温度随不同的车型有所不同。 7.节温器保持良好的技术状态的必要性节温器保持良好的技术状态的必要性 节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的正常工作。正常工作。 主阀门开启过早，就会造成发动机汽缸内的燃油混合物雾化不主阀门开启过早，就

45、会造成发动机汽缸内的燃油混合物雾化不良，在启动，尤其是冷启动的时候会造成延长热车时间，在极端良，在启动，尤其是冷启动的时候会造成延长热车时间，在极端的情况下甚至永远无法达到正常的工作温度，这不仅对于发动机的情况下甚至永远无法达到正常的工作温度，这不仅对于发动机会造成损害，甚至会危及到行车安全。会造成损害，甚至会危及到行车安全。 如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热，当发动机如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热，当发动机的工作温度过高的工作温度过高(超过超过100)的话，发动机中的冷却水就会达到沸的话，发动机中的冷却水就会达到沸点进而沸腾，这种现象就是平常所说的点进而沸腾，这种现象就

46、是平常所说的“开锅开锅”，发动机将无法，发动机将无法正常运转，会减少发动机的寿命。正常运转，会减少发动机的寿命。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.2.6冷却液温度传感器冷却液温度传感器 1.冷却液温度传感器的功用冷却液温度传感器的功用 其功用是感测发动机冷却液温度的变化。在传统汽车中，冷却其功用是感测发动机冷却液温度的变化。在传统汽车中，冷却液温度传感器与装在仪表板上的冷却液温度指示表组成冷却液温液温度传感器与装在仪表板上的冷却液温度指示表组成冷却液温度显示系统，以提醒驾驶员注意发动机的温度变化。在现代汽车度显示系统，以提醒驾驶员注意发动机的温度变化。在现代汽车中，

47、冷却液温度传感器一方面作为一个感应信号传入控制计算机，中，冷却液温度传感器一方面作为一个感应信号传入控制计算机，以便对发动机的喷油、点火等进行最佳控制，另一方面显示冷却以便对发动机的喷油、点火等进行最佳控制，另一方面显示冷却液温度及用来控制电动风扇的运转等。液温度及用来控制电动风扇的运转等。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成2.冷却液温度传感器的结构冷却液温度传感器的结构 热敏电阻式冷却液温度传感器采用热敏电阻制成热敏电阻式冷却液温度传感器采用热敏电阻制成(如如图图6-49所所示示)，工作温度范围为，工作温度范围为-20130。一般安装在发动机缸体、缸盖的。一般安装在发

48、动机缸体、缸盖的水套或节温器壳内并伸入水套中，与冷却液直接接触，用来检测水套或节温器壳内并伸入水套中，与冷却液直接接触，用来检测发动机的冷却液温度，并向发动机发动机的冷却液温度，并向发动机ECU传送信息。传送信息。 3.冷却液温度传感器的工作原理冷却液温度传感器的工作原理 具有负温度系数的热敏电阻的工作原理具有负温度系数的热敏电阻的工作原理(如如图图6-51所示所示)是当是当温度升高时，电阻值降低。通常用来制造热敏电阻的材料有温度升高时，电阻值降低。通常用来制造热敏电阻的材料有:一氧一氧化认和氧化镁的混合物化认和氧化镁的混合物;氧化镍和氧化锰的混合物氧化镍和氧化锰的混合物;氧化锰、氧化镍氧化锰

49、、氧化镍和氧化钻的混合物等。和氧化钻的混合物等。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成6.2.7冷却强度调节装置冷却强度调节装置 冷却强度调节装置冷却强度调节装置(如如图图6-52所示所示)是根据发动机不同工况和不是根据发动机不同工况和不同使用条件，改变冷却系统的散热能力，即改变冷却强度，从而同使用条件，改变冷却系统的散热能力，即改变冷却强度，从而保证发动机经常在最有利的温度状态下工作。保证发动机经常在最有利的温度状态下工作。 据统计，轿车用发动机，水冷系统只有据统计，轿车用发动机，水冷系统只有25%的时间需要风扇工的时间需要风扇工作，而在冬天仅作，而在冬天仅5%的时间需要

50、风扇工作，大部分时间不需要风扇的时间需要风扇工作，大部分时间不需要风扇工作。工作。 因此现代汽车发动机上装有风扇的驱动控制装置，借以控制风因此现代汽车发动机上装有风扇的驱动控制装置，借以控制风扇的接合与分离。这样可减小无用的功率损失，使发动机保持良扇的接合与分离。这样可减小无用的功率损失，使发动机保持良好的热状态。好的热状态。 改变冷却强度通常有两种调节方式，一种是改变通过散热器改变冷却强度通常有两种调节方式，一种是改变通过散热器的空气流量的空气流量;另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。上一页下一页返回6.2冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成 1.