汽車發(fā)動(dòng)機(jī)之-第7章發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

蘭 州 工 業(yè) 高 等 專 科 學(xué) 校 交 通 工 程 系 汽 車 構(gòu) 造第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 一 、 冷 卻 系 功 用 使 發(fā) 動(dòng) 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 冷 卻 系 統(tǒng) 的 功 用 及 組 成 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)二 、 冷 卻 系 的 分 類 水 冷風(fēng) 冷 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)冷 卻 程 度 后 果過(guò) 冷 熱 量 散 失 過(guò) 多 ， 增 加 燃 油 消 耗 ， 冷凝 在 氣 缸 壁 上 的 燃 油 流 到 曲 軸 箱 中 稀釋 潤(rùn) 滑 油 ， 磨 損 加 劇 。不 足 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 過(guò) 熱 ， 充 氣 量 減 少 燃 燒 不 正常 ， 發(fā) 動(dòng) 功 率 下 降 潤(rùn) 滑 不 良 ， 加 劇 磨損 。 三 、 不 正 常 冷 卻 對(duì) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 影 響 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)四 、 正 常 冷 卻 時(shí) 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 溫 度系 統(tǒng) 溫 度 范 圍水 冷 系 氣 缸 蓋 內(nèi) 冷 卻 水 溫 度 在 353K 363K, 氣 缸 壁 的 溫 度 不 超 過(guò) 470K 550K。風(fēng) 冷 系 氣 缸 蓋 和 氣 缸 壁 的 允 許 溫 度 分 別 為423K 453K和 433K 473K. 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)五 、 水 冷 系 與 風(fēng) 冷 系 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 及 適 用 范 圍系 統(tǒng)水 冷 系風(fēng) 冷 系 適 用 范 圍優(yōu) 缺 點(diǎn) 比 較冷 卻 強(qiáng) 度 大 ， 易 調(diào) 節(jié) ，便 于 冬 季 啟 動(dòng) 廣 泛 用 于 汽 車發(fā) 動(dòng) 機(jī)冷 卻 效 果 差 ， 噪 音 大 ，功 耗 大 僅 用 于 小 排 量 及軍 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 7.2 水 冷 系 統(tǒng)一 、 水 冷 系 的 組 成 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 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 冷 卻 水 在 冷 卻 系 內(nèi) 的 循 環(huán) 流 動(dòng) 路 線 有 兩 條 ， 一 條 為大 循 環(huán) (水 溫 高 于 80 )， 另 一 條 為 小 循 環(huán) (水 溫 低 于 70 ) 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)二 、 水 冷 系 統(tǒng) 主 要 部 件 的 構(gòu) 造（ 一 ） 、 散 熱 器1.散 熱 器 及 散 熱 器芯 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 組 成 ： 上 水 室 、 散 熱器 芯 和 下 水 室 等 。 安 裝 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 前的 車 架 橫 梁 上 。作 用 ： 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 室 散 熱 器 蓋下 水 室 散 熱 器 芯出 水 口進(jìn) 水 管安 裝 處 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 按 照 散 熱 器 中 冷 卻 液 流 動(dòng) 的 方 向 可 將 散 熱 器分 為 縱 流 式 和 橫 流 式 兩 種 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)由 若 干 扁 形或 圓 形 冷 卻管 組 成 。 由 若 干 扁 平 冷卻 管 組 成常 用 散 熱 器 芯 的 結(jié) 構(gòu) 型 式 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 2.散 熱 器 蓋 汽 車 上 廣 泛 采 用 閉 式 水 冷 系 ， 該 水 冷 系 的 散 熱 器 蓋 具 有真 空 閥 、 壓 力 閥 ， 可 自 動(dòng) 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 簧散 熱 器 蓋 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)當(dāng)散熱器內(nèi)部壓力達(dá)到126137Kpa時(shí)，壓力閥開(kāi)啟冷卻系內(nèi)部 的真空度低于1020Kpa時(shí)，真空閥打開(kāi) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 3.補(bǔ) 償 水 桶 作 用 ： 當(dāng) 冷 卻 液 受 熱 膨 脹 時(shí) ， 部 分 冷 卻 液 流 入 補(bǔ) 償 水 桶 ；而 當(dāng) 冷 卻 液 降 溫 時(shí) ， 部 分 冷 卻 液 又 被 吸 回 散 熱 器 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)4.散 熱 器 百 葉 窗作 用 ： 通 過(guò) 改 變 吹 過(guò) 散 熱 器 的 空 氣 流 量 來(lái) 調(diào) 節(jié) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 冷 卻強(qiáng) 度 ， 以 保 證 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 經(jīng) 常 在 適 當(dāng) 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 工 作 。 散熱器感溫器制動(dòng)空氣壓縮機(jī)空氣缸 調(diào)整桿調(diào)整螺母杠桿空氣濾清器百葉窗 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)二 、 冷 卻 風(fēng) 扇 1.功 用 ： 風(fēng) 扇 通 常 安 排 在 散 熱 器 后 面 并 與 水 泵 同 軸 。 用來(lái) 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(shí) 對(duì) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 其 他 附 件 也 有 一 定 的 冷 卻 作 用 。 特 點(diǎn) ： 車 用 發(fā) 動(dòng) 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(jiǎn) 單 ， 布置 方 便 。 因 而 在 車 用 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 上得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)車 用 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 采 用 軸 流 式 風(fēng) 扇 的 三 種 型 式 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 葉 片 多 用 薄 鋼 板 壓 制 而 成 ， 為 4 6片 ， 葉 片間 夾 角 一 般 不 相 等 。 葉 片 與 其 旋 轉(zhuǎn) 平 面 成 30 45 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(lái) 轎 車 上 還 采 用 了 電 動(dòng) 風(fēng) 扇 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)葉 片 斷 面 形 狀圓 弧形 葉片 翼型葉片 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 風(fēng) 扇 常 和 發(fā)動(dòng) 機(jī) 一 起 由 曲軸 帶 輪 通 過(guò) V帶驅(qū) 動(dòng) 。 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(dòng) V帶 張 緊 裝 置 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)2.硅 油 風(fēng) 扇 離 合 器 （ 1） 硅 油 風(fēng) 扇 離 合 器 結(jié) 構(gòu) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)（ 2） 硅 油 風(fēng) 扇 離 合 器 的 工 作 原 理 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)3.電 動(dòng) 風(fēng) 扇 電 動(dòng) 機(jī) 的開(kāi) 關(guān) 由 散 熱 器的 水 溫 開(kāi) 關(guān) 控制 ， 并 且 有 高低 速 兩 個(gè) 檔 位 ，低 速 檔 在 沸 點(diǎn)內(nèi) 使 用 ， 高 速檔 在 沸 點(diǎn) 外 使用 ， 需 要 冷 卻時(shí) 自 動(dòng) 起 作 用 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 三 、 節(jié) 溫 器 1. 功 用 ： 根 據(jù) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 負(fù) 荷 大 小 和 水 溫 的 高 低 自 動(dòng) 改 變 水的 循 環(huán) 流 動(dòng) 路 線 ， 從 而 控 制 通 過(guò) 散 熱 器 冷 卻 水 的 流 量 。 安 裝 位 置 ： 節(jié) 溫 器 裝 在 冷 卻 水 循 環(huán) 的 通 路 中 ， 根 據(jù) 發(fā) 動(dòng) 機(jī)負(fù) 荷 大 小 和 水 溫 的 高 低 自 動(dòng) 改 變 水 的 循 環(huán) 流 動(dòng) 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(dòng) 機(jī) 采用 蠟 式 節(jié) 溫 器 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)2.蠟 式 節(jié) 溫 器 的 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 小循環(huán)大循環(huán) 當(dāng) 水 溫 低 于 358K 時(shí) ， 主 閥 關(guān) ， 副 閥 開(kāi) 小 循 環(huán) 。 當(dāng) 水 溫 高 于 358K 時(shí) 低 于 378K 時(shí) ， 主 閥 漸 開(kāi) ， 副 閥 漸關(guān) 大 小 循 環(huán) 同 時(shí) 進(jìn) 行 。 當(dāng) 水 溫 高 于 378K 時(shí) ， 主 閥 全 開(kāi) ， 副 閥 關(guān) 大 循 環(huán) 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)3.節(jié) 溫 器 的 布 置 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 四 、 水 泵 作 用 ： 對(duì) 冷 卻水 加 壓 ， 使 之 在冷 卻 系 中 循 環(huán) 流動(dòng) 。 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(shí) ，不 妨 礙 水 在 冷 卻系 內(nèi) 部 自 然 循 環(huán)等 優(yōu) 點(diǎn) 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 離 心 式 水 泵 工 作 原 理 當(dāng) 葉 輪 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 水 泵中 的 水 被 葉 輪 帶 動(dòng) 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(dòng) 機(jī) 水套 內(nèi) 。 與 此 同 時(shí) ， 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 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)三 、 冷 卻 水 和 防 凍 液1、 冷 卻 水 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 中 使 用 的 冷 卻 水 應(yīng) 是 清 潔 的 軟 水 ， 如 雨 水 ，自 來(lái) 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(dòng) 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(diǎn) 、 提 高 沸 點(diǎn) 的 目 的 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 7.3 風(fēng) 冷 系 利 用 高 速 空 氣 流 直 接 吹 過(guò)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(dòng) 機(jī) 在 最有 利 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 工 作 。一 、 工 作 機(jī) 理 ：結(jié) 構(gòu) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 氣 缸 和 氣 缸 蓋 采 用傳 熱 較 好 的 鋁 合 金 鑄 成 ， 結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn) 單 、 重 量 輕 、 故 障 少 ， 無(wú) 需特 殊 保 養(yǎng) ， 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(diǎn) ， 目 前 在 汽 車 上很 少 使 用 。 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng)二 、 冷 卻 系 統(tǒng) 的 布 置 及 冷 卻 風(fēng) 扇 第 7章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 卻 系 統(tǒng) 小 結(jié)冷 卻 系 作 用水 冷 系 大 、 小 循 環(huán)主 要 部 件 散 熱 器水 泵節(jié) 溫 器風(fēng) 冷 系 與 水 冷 系 的 區(qū) 別變 速 器 機(jī) 油 冷 卻 器 采 用 的 原 因