揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 汽車與電氣工程系汽車教研室,汽車構(gòu)造-發(fā)動機(jī),第七章 發(fā)動機(jī)冷卻系,知識目標(biāo) 1能正確敘述水冷卻系的功用、結(jié)構(gòu)及工作原理； 2能正確描述水冷系冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)的方式； 3能正確描述水冷系主要機(jī)件的檢測及維修方法。 能力目標(biāo) 1能對水冷系主要機(jī)件進(jìn)行熟練拆卸、檢驗、裝配、調(diào)整； 2能對水冷系進(jìn)行一、二級維護(hù)作業(yè)； 3能對水冷系的一般故障進(jìn)行診斷并予以排除。,一、冷卻系功用 使發(fā)動機(jī)得到適度的冷卻，并保持其在最適宜地溫度范圍內(nèi)工作。,7.1 概 述,二、不正常冷卻對發(fā)動機(jī)的影響,三、冷卻系的分類,水冷 風(fēng)冷,四、正常冷卻時的發(fā)動機(jī)溫度,五、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點及適用范圍,7.2 水 冷 系,一、水冷系的組成,水冷卻系是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動機(jī)上采用的水冷系大都是強(qiáng)制循環(huán)式水冷系，利用水泵強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動。,水冷系的組成影片介紹,水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。,冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動路線有兩條，一條為大循環(huán)，另一條為小循環(huán)。,所謂大循環(huán)是水溫高時，水經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動；而小循環(huán)就是水溫低時，水不經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動，從而使水溫升高。,小循環(huán),大循環(huán),節(jié)溫器,冷卻系的大小循環(huán)實質(zhì) 通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。 當(dāng)發(fā)動機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于80，節(jié)溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關(guān)閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)；當(dāng)冷卻水溫低于70時，節(jié)溫器閥門關(guān)閉了通往散熱器的通道，同時打開了通往水泵的旁通管，水套內(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進(jìn)入水泵，又被水泵壓入發(fā)動機(jī)水套，此時冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進(jìn)行小循環(huán)，從而防止發(fā)動機(jī)過冷；當(dāng)發(fā)動機(jī)的冷卻水溫在7080范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉狀態(tài)，此時一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。,二、水冷系的主要部件,1、散熱器 散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動機(jī)前的車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發(fā)至外界大氣，使水溫下降。,上水箱,散熱器蓋,下水箱,散熱器芯,出水管口,進(jìn)水管安裝處,常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)型式,（1）管片式 由若干扁形或圓形冷卻管組成。 空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內(nèi)流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結(jié)構(gòu)剛度較好廣為汽車發(fā)動機(jī)所使用。,（2）管帶式 由若干扁平冷卻管組成 水管與散熱器相間排列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。,管帶式,管片式,散熱器蓋 汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的三熱氣蓋具有空氣蒸汽閥，可自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。,壓力閥,真空閥,壓力閥彈簧,真空閥彈簧,蓋,發(fā)動機(jī)熱態(tài)正常時，兩閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣的產(chǎn)生使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。當(dāng)散熱器內(nèi)部壓力達(dá)到126137Kpa時，蒸汽閥開啟而使水蒸汽從通氣孔排出；當(dāng)水溫下降，冷卻系內(nèi)部的真空度低于1020Kpa時，空氣閥打開，空氣從通氣孔進(jìn)入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。,2、水泵,水泵的作用 對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動。,汽車上廣泛使用離心式水泵。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、泵水量大及因故障而停止工作時，不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)等優(yōu)點。,離心式水泵工作原理,當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機(jī)水套內(nèi)。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。,1水泵殼體 2葉輪 3進(jìn)水管 4出水管,與東風(fēng)汽車水泵有什么不同？,3、風(fēng)扇,功用：風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和風(fēng)量，增強(qiáng)散熱器的散熱能力，同時對發(fā)動機(jī)其他附件也有一定的冷卻作用。,特點：車用發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇軸流式和離心式。軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(fēng)扇軸平行；離心式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向為徑向。軸流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而在車用發(fā)動機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。,車用發(fā)動機(jī)采用軸流式風(fēng)扇的三種型式,結(jié)構(gòu)特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為46片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成3045 的安裝斜角。整體風(fēng)扇在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年來轎車上還采用了電動風(fēng)扇。,風(fēng)扇常和發(fā)動機(jī)一起由曲軸帶輪通過V帶驅(qū)動。為調(diào)節(jié)V帶的張緊程度，通常將發(fā)電機(jī)的支架做成可調(diào)節(jié)的。,可調(diào)節(jié)支架,風(fēng)扇的驅(qū)動V帶張緊裝置,4、節(jié)溫器,功用：根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，從而控制通過散熱器冷卻水的流量。,節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中，根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。節(jié)溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動機(jī)采用蠟式節(jié)溫器。,推桿,彈簧,主閥門,石蠟,膠管,外殼,小循環(huán),大循環(huán),當(dāng)水溫低于358K時，主閥關(guān)，副閥開 小循環(huán)。,當(dāng)水溫高于358K時低于378K時，主閥漸開，副閥漸關(guān) 大小循環(huán)同時進(jìn)行。,當(dāng)水溫高于378K時，主閥全開，副閥關(guān) 大循環(huán)。,蠟式節(jié)溫器工作情況,5、風(fēng)扇離合器和溫控開關(guān),功用：減小風(fēng)扇噪聲，改善低溫起動性能，節(jié)約燃料和降低排放，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的冷卻強(qiáng)度。,（1）風(fēng)扇離合器 主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流溫度超過338K時，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流溫度低于308K時，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。,硅油風(fēng)扇離合器,（2）風(fēng)扇溫控開關(guān),功用： 在冷卻水溫度升高時，其內(nèi)部的溫控介質(zhì)膨脹而使風(fēng)扇以高速運(yùn)轉(zhuǎn)，加速了發(fā)動機(jī)的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時，介質(zhì)收縮而使風(fēng)扇低速運(yùn)轉(zhuǎn)或停下來，實現(xiàn)了對散熱器電動機(jī)風(fēng)扇的控制。,（3）百葉窗,功用： 通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度，使發(fā)動機(jī)在適宜的溫度下工作。,三、冷卻水和防凍液,1、冷卻水,汽車發(fā)動機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的軟水，如雨水，自來水等，而井水、河水等硬水中含有礦物質(zhì)，在高溫下易生成水垢，不能作為發(fā)動機(jī)冷卻水。,2、防凍液,功用：為防止在冬季寒冷地區(qū)，因冷卻水結(jié)冰而發(fā)生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的現(xiàn)象，在冷卻水中加入一定量的防凍液以達(dá)到降低冰點、提高沸點的目的。,7.3 風(fēng) 冷 系,利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動機(jī)在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。,一、工作機(jī)理：,二、結(jié)構(gòu),發(fā)動機(jī)氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養(yǎng)等優(yōu)點，但是由于材料質(zhì)量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點，目前在汽車上很少使用。,7.4 變速器機(jī)油冷卻器,一、采用的原因： 在自動變速器中，機(jī)油因工作頻繁而過熱，則會降低變速器的性能，甚至造成變速器損壞。所以，在裝有自動變速器的汽車中必須裝備變速器機(jī)油冷卻器。,二、構(gòu)造： 實際上就是一根冷卻管。,三、位置及冷卻： 置于散熱器的出水室內(nèi)，由冷卻液對流過冷卻管的變速器機(jī)油進(jìn)行冷卻。,