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1、2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,1,第7章發(fā)動機冷卻和潤滑系統(tǒng),2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,2,發(fā)動機冷卻系,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,3,1.發(fā)動機過熱、過冷的危害,發(fā)動機過熱,發(fā)動機過冷,充氣效率低，早燃和爆燃易發(fā)生，發(fā)動機功率下降運動件的正常間隙被破壞，運動阻滯，磨損加劇，甚至損壞潤滑油粘度減小、潤滑油膜易破裂加劇零件磨損零件的機械性能降低，導(dǎo)致變形或損壞,可燃混合氣品質(zhì)差，使點火困難或燃燒遲緩，功率低及油耗高潤滑油粘度增大，零件磨損燃油凝結(jié)而流入曲軸箱，增加油耗，且機油變稀，從而導(dǎo)致功率下降，磨損增加,一、冷卻系作用,2020/6/9,武漢大學(xué)動

2、力與機械學(xué)院,4,2.冷卻系功用,使發(fā)動機得到適度冷卻，防止發(fā)動機過冷、過熱,以保證發(fā)動機在正常的溫度范圍內(nèi)工作,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,5,二、冷卻系分類,根據(jù)冷卻介質(zhì)不同,水冷卻系統(tǒng),風(fēng)冷卻系統(tǒng),2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,6,1.風(fēng)冷系,冷卻介質(zhì)是空氣利用氣流使散熱片的熱量散到大氣中,冷卻風(fēng)扇,機油冷卻器,氣缸體,缸蓋,油底殼,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,7,2.水冷系,冷卻介質(zhì)是“水”通過冷卻水的不斷循環(huán)，從發(fā)動機水套中吸收多余的熱量，并散發(fā)到大氣中水路和冷卻強度可適當(dāng)調(diào)節(jié)，能較好保持發(fā)動機的正常工作溫度可用熱水預(yù)熱發(fā)動機，便于冬季起動,發(fā)

3、動機機體,水箱,水泵,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,8,三、水冷系的組成及水路循環(huán),桑塔納轎車水冷系統(tǒng),膨脹水箱,發(fā)動機水套,水箱,風(fēng)扇,水管,水泵,節(jié)溫器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,9,1.水冷系的組成,水泵,水套,散熱器,將冷卻水升壓,位于缸體及缸蓋內(nèi)，吸熱,熱量散失,分水管,調(diào)溫裝置,指示及報警裝置,各缸水流均勻,節(jié)溫器、風(fēng)扇離合器及百葉窗,水溫表、高溫警告燈,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,10,2.水冷系的水路循環(huán),水泵作用下，水經(jīng)水套而吸熱，沿水管流入散熱器（同時風(fēng)扇作用而散熱），水的溫度下降后又由水泵泵回水套內(nèi),2020/6/9,武漢大學(xué)動力

4、與機械學(xué)院,11,水冷卻系的大、小循環(huán),1、水冷卻系的大循環(huán)冷卻水經(jīng)水泵水套節(jié)溫器散熱器，又經(jīng)水泵壓入水套的循環(huán)，其水流路線長，散熱強度大，稱水冷卻系的大循環(huán)。2、水冷卻系的小循環(huán)冷卻水經(jīng)水泵水套節(jié)溫器后不經(jīng)散熱器，而直接由水泵壓入水套的循環(huán)，其水流路線短，散熱強度小，稱水冷卻系的小循環(huán)。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,12,四、冷卻液,1.冷卻水最好使用軟水，如雨水、河水、自來水盡量不用硬水，如泉水、井水，容易產(chǎn)生水垢硬水軟化：加純堿、加燒堿、加紅礬溶液2.防凍液甘醇、甘油、酒精等配制而成。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,13,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院

5、,14,冷卻裝置,(一)散熱器作用：將水套出來的熱水自上而下或橫向的分成許多小股并將其熱量散給周圍的空氣。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,15,1、結(jié)構(gòu)散熱器由上水室、下水室、散熱器芯等組成。上水室裝有散熱器的熱水管，通過橡膠管與氣缸蓋出水管連接；上水室上部有加水管，加水管口一般裝泄氣管。當(dāng)冷卻水沸騰時，水蒸汽可以從此排出。加裝防凍液的冷卻系，此管接膨脹水箱。下水室有出水管，用軟管與水泵的進水口連接，兩水室之間焊接散熱器芯管。2、類型（1）芯管有管片式和管帶式（2）芯管材料：耐腐蝕、導(dǎo)熱性好的銅或鋁（2）散熱器蓋安裝在加水口上。散熱器蓋上帶有蒸汽空氣閥。使冷卻系的壓力高于大氣壓力，

6、冷卻水的沸點有所提高。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,16,蒸汽閥,蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達到126kPa137kPa時，閥門開啟，部分水蒸汽經(jīng)泄氣管排入大氣，避免損壞散熱器。空氣閥在散熱器內(nèi)氣壓降到99kPa87kPa時，空氣閥打開，散熱器與大氣相通，防止散熱器芯被大氣壓壞。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,17,(二)水泵,1、作用:對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動。2、離心式水泵的工作原理（1）壓水：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，水被甩向葉輪邊緣，在蝸行殼體內(nèi)將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗?，?jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管被壓送到發(fā)動機水套內(nèi)

7、。(2)吸水：與壓水同時，葉輪中心處壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進水管被吸進葉輪中心部分。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,18,(三)風(fēng)扇,1、作用：提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強散熱器的散熱能力，并冷卻發(fā)動機附件。2、安裝位置：風(fēng)扇多為軸流式，裝在發(fā)動機與散熱器之間，與水泵同軸。風(fēng)扇用螺釘安裝在水泵軸前端的皮帶輪或凸緣盤上。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,19,3、風(fēng)扇皮帶的調(diào)整裝置：風(fēng)扇常和發(fā)電機一起由曲軸通過三角皮帶帶動。4、措施：將發(fā)電機支架做成可移動式的，以便調(diào)節(jié)皮帶的松緊度。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,20,冷卻強度調(diào)節(jié)裝置,冷卻強度調(diào)

8、節(jié)目的強制式水冷卻系統(tǒng)的冷卻強度，一般受汽車的行駛速度，曲軸、水泵和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速及外界氣溫的影響。當(dāng)行駛條件變化時，如外界氣溫高，發(fā)動機在低速大負(fù)荷情況下工作，要求冷卻強度大，否則發(fā)動機容易過熱。而當(dāng)外界氣溫低，發(fā)動機負(fù)荷又不大時，其冷卻強度應(yīng)小些，否則發(fā)動機容易過冷。因此，要保證發(fā)動機在最佳的溫度下工作，不出現(xiàn)過熱過冷現(xiàn)象，就必須能根據(jù)使用條件的變化自動調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻強度。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,21,節(jié)溫器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,22,發(fā)動機潤滑系,發(fā)動機工作時，零件相對運動表面必然產(chǎn)生摩擦和磨損。而摩擦產(chǎn)生的阻力，既要消耗動力，阻礙零件的運動，又使零

9、件發(fā)熱，甚至導(dǎo)致零件工作表面燒損。因此，必須進行潤滑。即在兩零件的工作表面之間加入一層潤滑油使其形成油膜，將零件完全隔開，處于完全的液體摩擦狀態(tài)。這樣，功率消耗和磨損就會大為減少。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,23,潤滑,密封,冷卻,利用油膜減少機件間的磨損,利用油膜防止燃?xì)獾男孤?潤滑油可以吸收熱量,清潔防銹,減振緩沖,液壓,帶走金屬屑、雜質(zhì)及酸性物,利用油膜緩沖振動,兼做液壓油，起液壓作用,一、潤滑系功用,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,24,潤滑系作用,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,25,二、發(fā)動機的潤滑方式,飛濺潤滑,壓力潤滑,復(fù)合潤滑,利用運動零件

10、激濺或噴濺起來的油滴、油霧潤滑摩擦面,利用機油泵使?jié)櫥彤a(chǎn)生壓力，強制送到各表面,飛濺壓力潤滑,注油潤滑,自潤滑,定期加注潤滑脂，如水泵、起動機、發(fā)電機等件的軸承,用自潤滑軸承代替普通軸承如尼龍、二硫化鉬等,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,26,飛濺潤滑,特點：適用摩擦面露在外面、載荷輕、運動速度小的零件如氣缸壁、活塞、活塞環(huán)、活塞銷以及配氣機構(gòu)的凸輪、挺桿等零件,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,27,壓力潤滑,特點：摩擦面沒有外露，載荷和運動速度大,如主軸承、連桿軸承表面,曲軸,凸輪軸,機油泵,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,28,壓力潤滑,2020/6/9,武

11、漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,29,復(fù)合潤滑,汽車發(fā)動機上采用以壓力潤滑為主，飛濺潤滑為輔的復(fù)合潤滑方式,曲軸,凸輪軸,機油泵,活塞銷,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,30,本田轎車發(fā)動機潤滑油路,曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸和搖臂軸上各軸承等均采用壓力潤滑搖臂、活塞、活塞環(huán)、氣缸壁等部位則采用飛濺潤滑,機油濾清器,凸輪軸,機油泵,曲軸,集濾器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,31,潤滑油儲存裝置：油底殼,潤滑油升壓裝置：機油泵,潤滑油濾清裝置：集濾器、粗濾器、細(xì)濾器,安全和限壓裝置；限壓閥、旁通閥,潤滑油冷卻裝置：機油散熱器,潤滑系工作檢查裝置：油壓表、油溫表、油尺,三、潤滑系的

12、組成,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,32,機油泵,功用,提高油壓，強制將機油送到各機件摩擦表面，保證發(fā)動機的良好潤滑,類型,齒輪式機油泵,葉片式機油泵,轉(zhuǎn)子式機油泵,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,33,齒輪式機油泵,(1)工作原理1)吸油：機油泵進油腔齒輪的輪齒脫開嚙合，其容積增大，產(chǎn)生真空吸力，機油便經(jīng)進油口被吸入進油腔。2）壓油：機油泵齒輪的輪齒將機油帶入到出油腔，出油腔齒輪的輪齒進入嚙合，其容積減小，油壓增大，機油便經(jīng)出油口被壓送到發(fā)動機油道中。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,34,(2)構(gòu)造1)組成：齒輪式機油泵由泵殼、主動軸、從動軸、主動齒輪、從動

13、齒輪、油泵蓋等組成。如圖68所示。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,35,轉(zhuǎn)子式機油泵工作原理,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,36,機油濾清裝置,功用,對不斷循環(huán)的機油進行過濾，清除機油中的各種雜質(zhì)，清潔潤滑機油,類型,按濾清方式分過濾式濾清器和離心式濾清器。,按濾清器的工作情況分集濾器、粗濾器和細(xì)濾器。,按濾清器與主油道的連接方式分全流式濾清器和分流式濾清器。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,37,1.機油集濾器,一般為金屬絲濾網(wǎng)，裝在機油泵之前，串聯(lián)在油路中主要是用于防止機油中一些顆粒較大的雜質(zhì)進入機油泵有固定式和浮動式兩種。目前多用固定式。,浮子,濾網(wǎng),網(wǎng)

14、罩,濾網(wǎng)暢通,濾網(wǎng)堵塞,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,38,2.機油濾清器,根據(jù)對機油濾清效果的不同,粗濾器,細(xì)濾器,濾去機油中粒度較大（直徑為0.04mm以上）雜質(zhì)，一般串聯(lián)在機油泵和主油道之間，屬于全流式濾清器，因其對潤滑油的流動阻力較小。,過濾和清除機油中細(xì)小（直徑在0.001mm以上）雜質(zhì)，一般與主油道并聯(lián)在油路中，屬于分流式濾清器，因其對潤滑油的流動阻力較大。也有制成全流式的，但需加裝旁通閥，以防斷流。,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,39,離心式細(xì)濾器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,40,3.機油過濾的方式,類型,全流式過濾方式,混合式過濾方式,分

15、流式過濾方式,并聯(lián)式過濾方式,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,41,1）全流式,機油濾清器串聯(lián)在機油泵和主油道之間，機油全經(jīng)過濾清器過濾后流入主油道應(yīng)設(shè)旁通閥,濾清器,油泵,集濾器,旁通閥,主油道,油底殼,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,42,馬自達轎車發(fā)動機潤滑系全流式過濾方式,曲軸,搖臂軸,集濾器,油壓感應(yīng)器,機油泵,機油濾清器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,43,2）分流式,機油泵壓出的機油一部分經(jīng)濾清器過濾后流回油底殼，另一部分則不經(jīng)過濾清器過濾而直接流入主油道,濾清器,油泵,主油道,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,44,3）混合式,機油一部分

16、經(jīng)細(xì)濾器過濾后流回油底殼另一部分機油則經(jīng)裝旁通閥的粗濾器過濾后流入主油道,油泵,主油道,粗濾器,細(xì)濾器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,45,4）并聯(lián)式,濾清器并聯(lián)在機油泵和機件間的油路中機油一部分經(jīng)濾清器過濾后與另一部分未經(jīng)過濾的機油一起同時流入主油道,機油泵,主油道,濾清器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,46,機油散熱器,功用,保證機油保持在最有利的溫度范圍內(nèi)工作,類型,空氣冷卻式機油散熱器,水冷卻式機油散熱器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,47,1.空氣冷卻式機油散熱器,是以空氣為介質(zhì)帶走機油熱量的一種冷卻機油的裝置結(jié)構(gòu)一般為管片式,進油口,油管,散熱片

17、,出油口,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,48,2.水冷卻式機油散熱器,用水為冷卻介質(zhì)冷卻機油的一種裝置。主要由帶散熱片的油管和水冷室組成,冷卻水出口,出油口,進油口,冷卻水入口,水冷室,油管,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,49,本田F20A型發(fā)動機機油散熱器與濾清器,機油散熱器和機油濾清器做成一體，對機油進行冷卻,冷卻水,機油散熱器,機油,濾清器,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,50,機油散熱器工作原理,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,51,油底殼和油尺,1.油底殼,油底殼又稱機油盤，收集和貯存從機體內(nèi)各機件上流回的潤滑油一般用薄鋼板沖壓而成，內(nèi)有擋油板和放油螺塞,放油螺塞,擋油板,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,52,2.油尺,檢查發(fā)動機機油量應(yīng)在發(fā)動機起動之前或停止運轉(zhuǎn)5min以后，其油量應(yīng)保持在油尺的上下限之間,檢查發(fā)動機機油量的多少,2020/6/9,武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院,53,思考題（續(xù)）,1.潤滑系的作用是什么？2.在發(fā)動機潤滑系中，有幾種潤滑方式？各潤滑哪些部位？3.發(fā)動機潤滑系是有哪些裝置組成的？各有何作用？4.一般潤滑系油路中有哪幾種機油濾清器？它們與主油道之間應(yīng)串聯(lián)還是并聯(lián)？為什么？,課外,