第六章-发动机冷却系统(正)ppt课件.ppt

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1、 第六章第六章 发动机冷却系发动机冷却系统统 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 水冷系水冷系统的主要零部件统的主要零部件 一、冷却系统的功用一、冷却系统的功用 使工作中的发动使工作中的发动机得到适度的冷却，并保持在最适宜的机得到适度的冷却，并保持在最适宜的温度状态下工作。温度状态下工作。（8090度）度）第一节第一节 概概 述述 二、不正常冷却对发动机工作的影响二、不正常冷却对发动机工作的影响1、过热、过热燃气在燃烧过程中，气缸内气体燃气在燃烧过程中，气缸内气体温度高温度高20002000，发动机零部件与，发动机零部件与高温气体接触，将会造成气缸和高温气体接触，将会造成气缸和进气管温度过高

2、，使进入气缸的进气管温度过高，使进入气缸的可燃混合气因受热而膨胀，充气可燃混合气因受热而膨胀，充气量量，使得：，使得：充气系数充气系数，发动机功率，发动机功率；机油因温度过高，粘度机油因温度过高，粘度，严，严重时，机油变质，影响润滑效果，重时，机油变质，影响润滑效果，机件磨损加剧；机件磨损加剧；各机件因高温而膨胀，破坏了各机件因高温而膨胀，破坏了正常的啮合间隙，产生卡死现象。正常的啮合间隙，产生卡死现象。因此发动机应及时冷却。因此发动机应及时冷却。2 2、过冷、过冷热量散失过多，转变为有用功的热量热量散失过多，转变为有用功的热量，功率，功率；温度低，机油粘度大，摩擦阻力温度低，机油粘度大，摩擦

3、阻力，消，消耗功率大，起动困难；耗功率大，起动困难；燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消耗率耗率，功率，功率；燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲轴箱，不仅燃油消耗率轴箱，不仅燃油消耗率，功率，功率，而且，而且机油粘度机油粘度，润滑效果变差，机件磨损加，润滑效果变差，机件磨损加剧。剧。三、冷却系统的分类三、冷却系统的分类水冷水冷风冷风冷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结构复杂，成结构复杂，成本高本高冷却效果差，冷却效果差，不易控制，噪不易控制，噪音大音大系系 统统水冷系水冷系风冷系风冷系 缺点缺点优点优点冷

4、却均匀，冷却效冷却均匀，冷却效果好，易控制果好，易控制结构简单，成本低，结构简单，成本低，不存在不存在“冻水箱冻水箱”，“开锅开锅”问题问题四、水冷系统的组成四、水冷系统的组成 水冷却系统是以水作为冷却介质，把发水冷却系统是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强强制循环式水冷系统制循环式水冷系统，即即利用水泵利用水泵提高冷却提高冷却液的压力，液的压力，强制水在冷却系中进行循环流强制水在冷却系中进行循环流动。动。水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却水冷系统由散热器、水泵

5、、风扇、冷却水套、节温器和补偿水桶等组成。水套、节温器和补偿水桶等组成。制作：霍志毅 Email： 桑塔桑塔纳发动机冷却系示意机冷却系示意图 冷却水在冷却系内的冷却水在冷却系内的循环流动路线循环流动路线有两条，有两条，一条为一条为大循环大循环，另一条为，另一条为小循环小循环。所谓所谓大循环大循环是水是水温高时，水经过温高时，水经过散热器而进行的散热器而进行的循环流动；而循环流动；而小小循环循环就是水温低就是水温低时，水不经过散时，水不经过散热器而进行的循热器而进行的循环流动，从而使环流动，从而使水温升高。水温升高。小循环小循环大循环大循环节温器节温器冷却系统的大、小循环实质冷却系统的大、小循环

6、实质 通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。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），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。到调节冷却系的冷却强度。当发动机在正常热状态下工作时，即当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于水温高于90，节温器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，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，冷却水全部流经散

7、热器，形成冷却水全部流经散热器，形成大循环大循环；当冷却；当冷却水温低于水温低于80时，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，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水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套与水泵之间进行小循环小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的从而防止发动机过冷；当发动机的冷却冷却水温在水温在8090范围内，通往散热器的通道和通往水泵的范围内，通往散

8、热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。部分水进行小循环。五、冷却液五、冷却液冷却液：水冷却液：水+防冻剂（乙二醇）防冻剂（乙二醇）汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢，硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢，不应作为发动机冷却水。不应作为发动机冷却水。为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而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、

9、气缸盖变形或胀裂的发生散热器、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现象，在冷却水中加入一定量的防冻液防冻液以达以达到降低冰点、提高沸点的目的。到降低冰点、提高沸点的目的。第二节第二节 水冷系统的主要零部件水冷系统的主要零部件一、散热器一、散热器功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。散热器又称为水箱，散热器又称为水箱，由上水室、散热器由上水室、散热器芯和下水室等组成。芯和下水室等组成。安装在发动机前的安装在发动机前的车架横梁上。其作车架横梁上。其作用是将冷却水在水用是将冷却水在水套中所吸收的热量套中所吸收的热量散发至外界大气，散发至外界大气

10、，使水温下降。使水温下降。上水室上水室散热器盖散热器盖下水室下水室散热器芯散热器芯出水管口出水管口进水管进水管安装处安装处1、散热器芯、散热器芯 （1）管片式）管片式 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管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。广为汽车发动机所使用。（2）管带式）管带式 冷水管与散热带相间排列，在散热带水管与散热带相间排列，在散热带上常开有小孔，以破坏气流在散热带表面上的边界层，上常开有小孔，以破坏气流在散热带表面上的边界层，提高散热能力。提高散热能力。2、散热器的布置、散热器

11、的布置 3、散热器盖、散热器盖 汽车上广泛采用汽车上广泛采用闭式水冷系闭式水冷系，该水冷系的，该水冷系的散热气盖具有散热气盖具有空气空气蒸汽阀门蒸汽阀门，可自动调，可自动调节冷却系内部压力，提高冷却效果。节冷却系内部压力，提高冷却效果。压力阀压力阀真空阀真空阀压力阀弹簧压力阀弹簧真空阀弹簧真空阀弹簧盖盖 发发动动机机热热态态正正常常时时，两两阀阀门门关关闭闭，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产生生使使冷冷却却系系内内的的压压力力稍稍高高于于大大气气压压力力，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。当当散散热热器器内内部部压压力力达达到到1

12、26126137Kpa137Kpa时时，压压力力阀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101020Kpa20Kpa时时，真真空空阀阀打打开开，空空气气从从通通气气孔孔进进入入冷冷却却系系，以以防防散散热热器器及及芯芯管管被被大大气气压瘪。压瘪。4、补偿水桶、补偿水桶加注防冻液的汽车发动机，加注防冻液的汽车发动机，为了减少冷却液的损失为了减少冷却液的损失，保证冷却系统的正常工作，采用散热器补偿水桶保证冷却系统的正常工作，采用散热器补偿水桶(贮水箱贮水箱)结构。补偿水桶内部印有两条液面高度标结构。补偿水桶内部印有

13、两条液面高度标记线，补偿水桶内的液面高度应位于这两种刻线之记线，补偿水桶内的液面高度应位于这两种刻线之间。间。补偿水桶补偿水桶散热器散热器二二、冷却冷却风扇风扇 1 1、功功用用：风风扇扇通通常常安安排排在在散散热热器器后后面面并并与与水水泵泵同同轴轴。用用来来提提高高流流经经散散热热器器的的空空气气流流速速和和风风量量，增增强强散散热热器器的的散散热热能能力力，同同时时对对发发动动机机其其他他附附件件也也有有一定的冷却作用。一定的冷却作用。特特点点：车车用用发发动动机机的的风风扇扇有有轴轴流流式式和和离离心心式式。轴轴流流式式风风扇扇所所产产生生的的风风，其其流流向向与与风风扇扇轴轴平平行行

14、；离离心心式式风风扇扇所所产产生生的的风风，其其流流向向为为径径向向。轴轴流流式式风风扇扇效效率率高高，风风量量大大，结结构构简简单单，布布置置方方便便。因因而而在在车车用用发发动动机机上上得得到到了了广广泛泛的应用的应用。车用发动机采用轴流式风扇的三种型式车用发动机采用轴流式风扇的三种型式 结构特点：结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为叶片多用薄钢板压制而成，为4 46 6片，叶片片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成303045 45 的安装的安装斜角。斜角。整体风扇整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年

15、来轿车上还采用了电动风扇。轿车上还采用了电动风扇。2、风扇离合器、风扇离合器功用：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。主要有主要有硅油式硅油式和和电磁式电磁式等。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；离合器壳体一起空转打滑；当发动机气流温度当发动机气流温度超过超过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。当发动机气流温度流温度低于低于308K时，风扇离时，风扇离合器又回到分离状态。合

16、器又回到分离状态。硅油风扇离合器硅油风扇离合器电动风扇电动风扇 很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇，尤其横置发很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇，尤其横置发动机前轮驱动的汽车更是如此。电动风扇由风扇电动机驱动机前轮驱动的汽车更是如此。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。冷却液温度传感有些电控系统中，电动风扇由电脑控制。冷却液温度传感器向电脑传输与冷却液温度相关的信号。当冷却液温度达器向电脑传输与冷却液温度相关的信号。当冷却液温度达到规定值时，电脑使风扇继电器搭铁，继电器触点

17、闭合并到规定值时，电脑使风扇继电器搭铁，继电器触点闭合并向风扇电动机供电，风扇进入工作。向风扇电动机供电，风扇进入工作。优点：优点：结构简单，布置结构简单，布置方便，不消耗发动机功方便，不消耗发动机功率使燃油经济性得到改率使燃油经济性得到改善。此外，采用电动风善。此外，采用电动风扇不需要检查、调整或扇不需要检查、调整或更换风扇传动带，因而更换风扇传动带，因而减少了维修的工作量减少了维修的工作量。三、三、节温器节温器功用：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冷却水的流量。蜡式节温器：由上支架、下支架、主阀门、旁通阀、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成。节温器温器实物物图节温器工作演示节温器工作演示