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1、 第 六 章 發(fā) 動 機 冷 卻 系 統(tǒng) 第 一 節(jié) 概 述 第 二 節(jié) 水 冷 系 統(tǒng) 的 主 要 零 部 件 一 、 冷 卻 系 統(tǒng) 的 功 用 使 工 作 中 的 發(fā)動 機 得 到 適 度 的 冷 卻 ， 并 保 持 在 最 適 宜的 溫 度 狀 態(tài) 下 工 作 。 （ 8090度 ） 第 一 節(jié) 概 述 二 、 不 正 常 冷 卻 對 發(fā) 動 機 工 作 的 影 響1、 過 熱燃 氣 在 燃 燒 過 程 中 ， 氣 缸 內(nèi) 氣 體溫 度 高 2000 ， 發(fā) 動 機 零 部 件 與高 溫 氣 體 接 觸 ， 將 會 造 成 氣 缸 和進 氣 管 溫 度 過 高 ， 使 進 入 氣 缸
2、的可 燃 混 合 氣 因 受 熱 而 膨 脹 ， 充 氣量 ， 使 得 ： 充 氣 系 數(shù) ， 發(fā) 動 機 功 率 ； 機 油 因 溫 度 過 高 ， 粘 度 ， 嚴重 時 ， 機 油 變 質(zhì) ， 影 響 潤 滑 效 果 ，機 件 磨 損 加 劇 ； 各 機 件 因 高 溫 而 膨 脹 ， 破 壞 了正 常 的 嚙 合 間 隙 ， 產(chǎn) 生 卡 死 現(xiàn) 象 。因 此 發(fā) 動 機 應(yīng) 及 時 冷 卻 。 2、 過 冷 熱 量 散 失 過 多 ， 轉(zhuǎn) 變 為 有 用 功 的 熱 量 ，功 率 ； 溫 度 低 ， 機 油 粘 度 大 ， 摩 擦 阻 力 ， 消耗 功 率 大 ， 起 動 困 難 ； 燃
3、 油 不 易 氣 化 ， 燃 燒 不 充 分 ， 燃 油 消耗 率 ， 功 率 ； 燃 氣 易 凝 結(jié) （ 在 氣 缸 壁 上 ） ， 流 入 曲軸 箱 ， 不 僅 燃 油 消 耗 率 ， 功 率 ， 而 且機 油 粘 度 ， 潤 滑 效 果 變 差 ， 機 件 磨 損 加劇 。 三 、 冷 卻 系 統(tǒng) 的 分 類 水 冷風 冷 水 冷 系 與 風 冷 系 的 優(yōu) 缺 點 及 適 用 范 圍系 統(tǒng)水 冷 系風 冷 系 缺 點優(yōu) 點冷 卻 均 勻 ， 冷 卻 效果 好 ， 易 控 制結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 成 本 低 ，不 存 在 “ 凍 水 箱 ” ，“ 開 鍋 ” 問 題 四 、 水 冷 系 統(tǒng)
4、 的 組 成 水 冷 卻 系 統(tǒng) 是 以 水 作 為 冷 卻 介 質(zhì) ， 把 發(fā)動 機 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 上 采 用 的 水 冷 系 大 都 是 強制 循 環(huán) 式 水 冷 系 統(tǒng) ， 即 利 用 水 泵 提 高 冷 卻液 的 壓 力 ， 強 制 水 在 冷 卻 系 中 進 行 循 環(huán) 流動 。 水 冷 系 統(tǒng) 由 散 熱 器 、 水 泵 、 風 扇 、 冷 卻水 套 、 節(jié) 溫 器 和 補 償 水 桶 等 組 成 。 制 作 ： 霍 志 毅 Email： 桑 塔 納 發(fā) 動 機 冷 卻 系 示 意 圖 冷 卻 水 在
5、 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 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 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 統(tǒng) 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
6、 的 出 水 口 ） ， 根 據(jù) 發(fā)動 機 負 荷 大 小 和 水 溫 的 高 低 自 動 改 變 水 的 循 環(huán) 流 動 路 線 ， 以 達到 調(diào) 節(jié) 冷 卻 系 的 冷 卻 強 度 。 當 發(fā) 動 機 在 正 常 熱 狀 態(tài) 下 工 作 時 ， 即 水 溫 高 于 90 ， 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 冷 卻 水 溫 低 于 80 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
7、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 入 水 泵 ， 又被 水 泵 壓 入 發(fā) 動 機 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 行 小 循 環(huán) ， 從 而 防 止 發(fā) 動 機 過 冷 ； 當 發(fā) 動 機 的冷 卻 水 溫 在 80 90 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 行 大 循 環(huán) ， 而 另 一 部 分 水 進 行 小 循 環(huán) 。 五 、 冷 卻 液冷
8、卻 液 ： 水 +防 凍 劑 （ 乙 二 醇 ） 汽 車 發(fā) 動 機 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 礦 物 質(zhì) 含 量 高 ， 在 高 溫 下 易 生 成 水 垢 ，不 應(yīng) 作 為 發(fā) 動 機 冷 卻 水 。 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 達到 降 低 冰 點 、 提 高 沸 點 的 目 的 。 第 二 節(jié) 水
9、 冷 系 統(tǒng) 的 主 要 零 部 件一 、 散 熱 器功 用 ： 增 大 散 熱 面 積 ， 加 速 冷 卻 液 的 冷 卻 。 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 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 室 散 熱 器 蓋下 水 室 散 熱 器 芯出 水 管 口進 水 管安 裝 處 1、 散 熱 器 芯 （ 1） 管 片 式 空 氣 吹 過 扁 形 冷 卻 管 和 散 熱 片 ， 使 管內(nèi)
10、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 所 使 用 。 （ 2） 管 帶 式 冷 水 管 與 散 熱 帶 相 間 排 列 ， 在 散 熱 帶上 常 開 有 小 孔 ， 以 破 壞 氣 流 在 散 熱 帶 表 面 上 的 邊 界 層 ，提 高 散 熱 能 力 。 2、 散 熱 器 的 布 置 3、 散 熱 器 蓋 汽 車 上 廣 泛 采 用 閉 式 水 冷 系 ， 該 水 冷 系 的散 熱 氣 蓋 具 有 空 氣 蒸 汽 閥 門 ， 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
11、 空 閥 壓 力 閥 彈 簧真 空 閥 彈 簧蓋 發(fā) 動 機 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 散 熱 器 內(nèi) 部 壓 力 達到 126 137Kpa時 ， 壓 力閥 開 啟 而 使 水 蒸 汽 從 通 氣孔 排 出 ； 當 水 溫 下 降 ， 冷卻 系 內(nèi) 部 的 真 空 度 低 于10 20Kpa時 ， 真 空 閥 打開 ， 空 氣 從 通 氣 孔 進 入 冷卻 系 ， 以 防 散
12、熱 器 及 芯 管被 大 氣 壓 癟 。 4、 補 償 水 桶加 注 防 凍 液 的 汽 車 發(fā) 動 機 ， 為 了 減 少 冷 卻 液 的 損失 ， 保 證 冷 卻 系 統(tǒng) 的 正 常 工 作 ， 采 用 散 熱 器 補償 水 桶 (貯 水 箱 )結(jié) 構(gòu) 。 補 償 水 桶 內(nèi) 部 印 有 兩 條 液面 高 度 標 記 線 ， 補 償 水 桶 內(nèi) 的 液 面 高 度 應(yīng) 位 于 這兩 種 刻 線 之 間 。 補 償 水 桶散 熱 器 二 、 冷 卻 風 扇 1、 功 用 ： 風 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
13、氣 流 速 和 風 量 ， 增強 散 熱 器 的 散 熱 能 力 ， 同 時 對 發(fā) 動 機 其 他 附 件 也 有一 定 的 冷 卻 作 用 。 特 點 ： 車 用 發(fā) 動 機 的 風 扇有 軸 流 式 和 離 心 式 。 軸 流 式風 扇 所 產(chǎn) 生 的 風 ， 其 流 向 與風 扇 軸 平 行 ； 離 心 式 風 扇 所產(chǎn) 生 的 風 ， 其 流 向 為 徑 向 。軸 流 式 風 扇 效 率 高 ， 風 量 大 ，結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 布 置 方 便 。 因 而在 車 用 發(fā) 動 機 上 得 到 了 廣 泛的 應(yīng) 用 。 車 用 發(fā) 動 機 采 用 軸 流 式 風 扇 的 三 種 型 式
14、結(jié) 構(gòu) 特 點 ： 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 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 扇 。 2、 風 扇 離 合 器功 用 ： 減 小 風 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 的 冷 卻 強 度 。 主 要 有 硅 油 式 和 電 磁 式 等 。冷 卻 水 溫 度 不 高
15、時 ， 風 扇 隨離 合 器 殼 體 一 起 空 轉(zhuǎn) 打 滑 ；當 發(fā) 動 機 氣 流 溫 度 超 過 338K時 ， 離 合 器 處 于 接 合 狀 態(tài) ，風 扇 轉(zhuǎn) 速 提 高 。 當 發(fā) 動 機 氣流 溫 度 低 于 308K 時 ， 風 扇 離合 器 又 回 到 分 離 狀 態(tài) 。 硅 油 風 扇 離 合 器 電 動 風 扇 很 多 轎 車 發(fā) 動 機 的 水 冷 系 采 用 電 動 風 扇 ， 尤 其 橫 置 發(fā)動 機 前 輪 驅(qū) 動 的 汽 車 更 是 如 此 。 電 動 風 扇 由 風 扇 電 動 機 驅(qū)動 并 由 蓄 電 池 供 電 ， 所 以 風 扇 轉(zhuǎn) 速 與 發(fā) 動 機
16、轉(zhuǎn) 速 無 關(guān) 。 在有 些 電 控 系 統(tǒng) 中 ， 電 動 風 扇 由 電 腦 控 制 。 冷 卻 液 溫 度 傳 感器 向 電 腦 傳 輸 與 冷 卻 液 溫 度 相 關(guān) 的 信 號 。 當 冷 卻 液 溫 度 達到 規(guī) 定 值 時 ， 電 腦 使 風 扇 繼 電 器 搭 鐵 ， 繼 電 器 觸 點 閉 合 并向 風 扇 電 動 機 供 電 ， 風 扇 進 入 工 作 。優(yōu) 點 ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 布 置方 便 ， 不 消 耗 發(fā) 動 機 功率 使 燃 油 經(jīng) 濟 性 得 到 改善 。 此 外 ， 采 用 電 動 風扇 不 需 要 檢 查 、 調(diào) 整 或更 換 風 扇 傳 動 帶 ， 因 而減 少 了 維 修 的 工 作 量 。 三 、 節(jié) 溫 器功 用 ： 根 據(jù) 發(fā) 動 機 負 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 。 蠟 式 節(jié) 溫 器 ： 由 上 支 架 、 下 支 架 、 主 閥 門 、 旁 通 閥 、 感 應(yīng) 體 、 中心 桿 、 橡 膠 管 和 彈 簧 等 組 成 。 節(jié) 溫 器 實 物 圖 節(jié) 溫 器 工 作 演 示
發(fā)動機冷卻系統(tǒng)(正)
