第七章发动机冷却系.ppt

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1、第七章第七章发动机冷却系发动机冷却系 概述概述冷却方式冷却方式水冷系的组成与主要构件水冷系的组成与主要构件制作：霍志毅 Email：7.1概述概述1、功用：、功用：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工作。在最适宜的温度范围内工作。2、不正常冷却：、不正常冷却：冷却程度冷却程度后果后果过冷过冷热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。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常，发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发

2、动机功率下降润滑不良，加剧磨损发动机功率下降润滑不良，加剧磨损制作：霍志毅 Email：3、正常冷却：、正常冷却：4、分类：、分类：风冷系风冷系水冷系水冷系系统系统温度范围温度范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8090风冷系风冷系铝气缸壁的温度为铝气缸壁的温度为150180，铝气缸盖为铝气缸盖为160200制作：霍志毅 Email：水冷系与风冷系的优缺点及适用范围水冷系与风冷系的优缺点及适用范围系系 统统水冷系水冷系风冷系风冷系适用范围适用范围优缺点比较优缺点比较水冷系的优点：冷却效果好，布水冷系的优点：冷却效果好，布置紧凑，使用方便，噪声小。：置紧凑，使用方便，噪声小。

3、：目前的水冷系一般由水泵强制给目前的水冷系一般由水泵强制给水（或冷却液）在冷却系中进行水（或冷却液）在冷却系中进行循环流动，故称强制循环水冷系循环流动，故称强制循环水冷系广泛用于汽车广泛用于汽车发动机发动机冷却效果差，噪音大，功耗大冷却效果差，噪音大，功耗大基本淘汰基本淘汰制作：霍志毅 Email：冷却系的工作演示冷却系的工作演示制作：霍志毅 Email：制作：霍志毅 Email：7.2 水冷系水冷系1、作用：、作用：以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。发到大气中去。2、组成：、组成：强强强强制制制制式式式式水水水水冷冷冷冷

4、系系系系组组组组成成成成制作：霍志毅 Email：3、主要部件的构造、主要部件的构造1）散热器）散热器作用：作用：将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低。度降低。散热器管芯分类：散热器管芯分类：冷却管为何冷却管为何制成扁圆形制成扁圆形？(散热更好散热更好)制作：霍志毅 Email：制作：霍志毅 Email：常用散热器芯的结构型式常用散热器芯的结构型式 （1）管片式）管片式 由若干扁形或圆形冷却管组成。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

5、因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。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）管带式 由若干扁平冷却管组成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，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。以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。管带式管带式管片式管片式制作：霍志毅 Email：散热器的材料散热器的材料黄铜黄铜铝铝结构：结构：散热器盖散热器盖散热片散热片上贮水室上贮水室下贮水室下贮水室制作：霍志毅 Email：散热器盖散热器盖空气阀蒸汽阀弹簧制作：霍志毅 Email：散热器

6、盖工作演示散热器盖工作演示制作：霍志毅 Email： 发动机热态正常时，两阀门关闭，将发动机热态正常时，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。当了冷却水的沸点，改善了冷却效能。当散热器内部压力达到散热器内部压力达到126137Kpa时，蒸时，蒸汽阀开启而使水蒸汽从通气孔排出；当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水温下降，冷却系内部的真空度低于1020Kpa时，空气阀打开，空气从通气孔时，空气阀打开，空气从通气孔进入冷却系

7、，以防散热器及芯管被大气进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。压瘪。制作：霍志毅 Email：2）风扇）风扇功用：功用：对空气产生吸力，使之沿轴向流动。对空气产生吸力，使之沿轴向流动。影响风量的因素：影响风量的因素：风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目片数目横断面形状：横断面形状：弧形、翼形弧形、翼形制作：霍志毅 Email：皮带皮带发电机发电机风扇风扇曲轴曲轴制作：霍志毅 Email：3）水泵）水泵作用：作用：对冷却水加压，促使冷却水在冷却系统对冷却水加压，促使冷却水在冷却系统中运动，以加强冷却效果。中运动，以加强冷却效果。结构：结构：

8、离心式水泵离心式水泵水泵壳体水泵壳体叶轮叶轮进水管进水管出水管出水管制作：霍志毅 Email：离心式水泵特点离心式水泵特点结构简单，尺寸小排量大，当水泵停止结构简单，尺寸小排量大，当水泵停止工作时并不妨碍水在冷却系中自然循环。工作时并不妨碍水在冷却系中自然循环。离心式水泵工作示意离心式水泵工作示意制作：霍志毅 Email：4）膨胀水箱）膨胀水箱作用：作用：密封冷却系统，减少了冷却液的散失，使冷却密封冷却系统，减少了冷却液的散失，使冷却系统内水、气分离，保持压力稳定。避免空气系统内水、气分离，保持压力稳定。避免空气不断进入，给冷却系统内部造成氧化、穴蚀。不断进入，给冷却系统内部造成氧化、穴蚀。材

9、料：材料：塑料塑料制作：霍志毅 Email：冷却水和防冻液冷却水和防冻液1、冷却水、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，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。生成水垢，不能作为发动机冷却水。2、防冻液、防冻液 功用：功用：为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发生散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

10、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。制作：霍志毅 Email：防冻液防冻液乙二醇或丙二醇来降低冷却液的冰点乙二醇或丙二醇来降低冷却液的冰点 1.乙二醇是无色略有甜味的粘性液体，沸点为乙二醇是无色略有甜味的粘性液体，沸点为197摄氏度，可摄氏度，可以与任何比例混合以与任何比例混合 2.丙二醇溶液，也可以与冷却水按一定比例混合形成混合液，丙二醇溶液，也可以与冷却水按一定比例混合形成混合液，常加入防腐剂、着色剂。常加入防腐剂、着色剂。制作：霍志毅 Email：补偿水桶补偿水桶目前大多数发动机都采用了防冻液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，可作为

11、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。为防止防冻液发动机的正常工作。为防止防冻液的损失，冷却系设置了补偿水桶，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对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。的作用。补偿水桶设置于散热器一侧，通过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口相连。当冷却液受热膨胀至散热器盖的蒸气阀打开时

12、，部分冷却液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真空时，补偿水桶内的冷却液及时回流散热器。回流散热器。1-散热器盖散热器盖 2-上贮水室上贮水室 3-导风罩导风罩 4-散热器总成散热器总成5-下贮水室下贮水室 6-散热器出管散热器出管 7-散热器进水管散热器进水管 8-补偿水桶补偿水桶制作：霍志毅 Email：5）节温器）节温器功用：功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水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

13、冷却水的循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。的流量。蜡式节温器：蜡式节温器：主阀门主阀门弹簧弹簧节温器外壳节温器外壳胶管胶管石蜡石蜡推杆推杆制作：霍志毅 Email：节温器实物图节温器实物图制作：霍志毅 Email：节温器工作原理节温器工作原理来自发动机来自发动机来自发动机来自发动机至小循环管至小循环管至散热器至散热器低温时低温时高温时高温时制作：霍志毅 Email：节温器工作演示节温器工作演示制作：霍志毅 Email：桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机冷却系示意图制作：霍志毅 Email：大循环路线大循环路线制作：霍志毅 Email：小循环路线小循环路线制作：霍志毅 Email：

14、冷却系的大小循环实质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。系的冷却强度。当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，节温器阀，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，冷却门打开了通往散热器的通道，同

15、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循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在7080范围范围内

16、，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。时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。制作：霍志毅 Email：6)、风扇离合器和温控开关、风扇离合器和温控开关功用：功用：减小风扇噪声，改善低温起动性能，节约燃料和降减小风扇噪声，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。低排放，自动调节发动机的冷却强度。（1）风扇离合器）风扇离合器 主要有硅油式和电磁式等。主要有硅油式和电磁式等。冷却水温度不高时，风扇随冷却水温度不高时，风扇随离合器壳体一起空转打滑；离

17、合器壳体一起空转打滑；当发动机气流温度超过当发动机气流温度超过338K时，离合器处于接合状态，时，离合器处于接合状态，风扇转速提高。当发动机气风扇转速提高。当发动机气流温度低于流温度低于308K时，风扇离时，风扇离合器又回到分离状态。合器又回到分离状态。硅油风扇离合器硅油风扇离合器制作：霍志毅 Email：（2）风扇离合器的类型）风扇离合器的类型硅油风扇离合器：利用一定温度时，硅油体积变化带动硅油风扇离合器：利用一定温度时，硅油体积变化带动离合器结合。离合器结合。机械式风扇离合器：利用记忆弹簧的形状记忆效应及其机械式风扇离合器：利用记忆弹簧的形状记忆效应及其一定温度时形状变化。一定温度时形状变

18、化。电磁风扇离合器：达到一定温度时，水温感应开关的电电磁风扇离合器：达到一定温度时，水温感应开关的电路接通，离合器结合。路接通，离合器结合。制作：霍志毅 Email：1）硅油风扇离合器）硅油风扇离合器 构造：构造：壳体与前盖、壳体与前盖、主、被动板（进、回主、被动板（进、回油孔）、阀片与感温油孔）、阀片与感温器器 工作原理工作原理a.温度低，感温器不变温度低，感温器不变阀片不动，进油孔关阀片不动，进油孔关工作腔无油，离合器工作腔无油，离合器分离；分离；b.温度高，感温器变形温度高，感温器变形阀片转动，进油孔开阀片转动，进油孔开工作腔进油，离合器工作腔进油，离合器接合。接合。制作：霍志毅 Ema

19、il：2 2）电磁风扇离合器）电磁风扇离合器1 1、构造：、构造：主动部分：主动部分：电磁壳体、电磁壳体、线圈、滑环、摩擦片线圈、滑环、摩擦片从动部分：从动部分：衔铁、风衔铁、风扇轮毂扇轮毂2 2、工作原理、工作原理a.a.水温低线圈断电水温低线圈断电 电电磁壳体不吸衔铁磁壳体不吸衔铁 离离合器分离；合器分离；b.b.水温高线圈通电水温高线圈通电 电电磁壳体吸住衔铁磁壳体吸住衔铁 离离合器接合合器接合制作：霍志毅 Email：（3）风扇温控开关）风扇温控开关 功用：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

20、却；相反，若在冷却水温度以高速运转，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。散热器电动机风扇的控制。（4）百叶窗）百叶窗 功用：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，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。使发动机在适宜的温度下工作。制作：霍志毅 Email：制作：霍志毅 Email：思考思考水冷系的组成及工作过程水冷系的组成及工作过程调节冷却强度的方法有哪些？调节冷却强度的方法有哪些？普通桑塔纳发动机的冷却系的工作路线普通桑塔纳发动机的冷却系的工作路线是怎样的？是怎样的？蜡式节温器的工作原理蜡式节温器的工作原理制作：霍志毅 Email：