《發(fā)動機(jī)冷卻系》PPT課件.ppt

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第七章發(fā)動機(jī)冷卻系構(gòu)造與維修,第一節(jié)概述,一、冷卻系作用：發(fā)動機(jī)在燃燒過程中，汽缸內(nèi)氣體的溫度可高達(dá)2073~2273K。直接與燃燒的氣體接觸的零件強(qiáng)烈受熱，如不采取適當(dāng)?shù)拇胧┦怪档蜏囟?，則其中運(yùn)動機(jī)件將可能因受熱膨脹而破壞正常間隙，或因潤滑油在高溫下失效而使機(jī)件卡死，各機(jī)件也可能因高溫而導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度降低甚至損壞。因此，必須在發(fā)動機(jī)上設(shè)置冷卻系。冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度下工作。,二、發(fā)動機(jī)過冷或過熱的危害冷卻不足，會造成發(fā)動機(jī)過熱，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)充氣量下降而影響發(fā)動機(jī)功率輸出。對汽油機(jī)來說，還可能造成早燃、爆燃和表面點(diǎn)火等不正常燃燒；同時過高的溫度會使?jié)櫥偷酿ざ冉档?，?dǎo)致機(jī)件磨損加劇。冷卻過度則會造成發(fā)動機(jī)溫度過低，使燃料燃燒后產(chǎn)生的熱量散失過多，轉(zhuǎn)變成有用功的熱量過少，并使可燃混合氣形成條件變差，使燃料蒸發(fā)困難，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降，油耗增加；同時還會因潤滑油黏度增大而造成潤滑不良，加劇機(jī)件的磨損。,三、冷卻系種類風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩大類，現(xiàn)代發(fā)動機(jī)采用水冷系統(tǒng)。1.風(fēng)冷系統(tǒng)是用空氣作為冷卻介質(zhì)，將受熱零件的熱量直接散發(fā)到大氣中去。采用風(fēng)冷系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，為了增大散熱面積，一般在汽缸體和汽缸蓋上制有許多散熱片。發(fā)動機(jī)利用車輛前進(jìn)中的空氣流，或特設(shè)的風(fēng)扇鼓動空氣，吹過散熱片，將熱量帶走。,風(fēng)冷系圖,2.水冷系統(tǒng)以水或防凍液（統(tǒng)稱為冷卻液）為冷卻介質(zhì)，靠冷卻液的循環(huán)流動將高溫機(jī)件的熱量帶走，再將熱量散發(fā)到大氣中。,水套是直接鑄造在汽缸體和汽缸蓋內(nèi)相互連通的空腔，水套通過橡膠軟管與固定在發(fā)動機(jī)前端的散熱器相連，形成封閉的冷卻水循環(huán)通路。水泵安裝在水套與散熱器之間。發(fā)動機(jī)工作時，水套和散熱器內(nèi)充滿冷卻水，曲軸通過V帶驅(qū)動水泵工作，使冷卻水在水套與散熱器之間循環(huán)流動；冷卻水流經(jīng)汽缸體和汽缸蓋內(nèi)的水套時，帶走發(fā)動機(jī)熱量使發(fā)動機(jī)冷卻，而流經(jīng)散熱器時將熱量散發(fā)到大氣中。,風(fēng)扇安裝在水泵軸上，水泵工作時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動產(chǎn)生強(qiáng)大的吸力，以增大流經(jīng)散熱器的空氣流量和速度，加強(qiáng)散熱器的散熱效果。在一些發(fā)動機(jī)上，采用風(fēng)扇離合器或電動風(fēng)扇來控制風(fēng)扇的工作狀態(tài)，以根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度。百葉窗安裝在散熱器前面，由駕駛員控制其開度，以控制流經(jīng)散熱器的空氣量，調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度。,四、冷卻液冷卻液是水與防凍劑的混合物。水的沸點(diǎn)低，易蒸發(fā)，需經(jīng)常添加；不宜添加河水、井水等含礦物質(zhì)的水，以免產(chǎn)生水垢，使冷卻系統(tǒng)散熱不良。純凈水在0℃時結(jié)冰。水結(jié)冰時體積膨脹，可能將機(jī)體、氣缸蓋和散熱器脹裂。所以需放去水過夜。為了適應(yīng)冬季行車的需要，在水中加入防凍劑制成冷卻液以防止循環(huán)冷卻水的凍結(jié)。最常用的防凍劑是乙二醇。在水中加入防凍劑還同時提高了冷卻液的沸點(diǎn)。因此，防凍劑有防止冷卻液過早沸騰的附加作用。,防凍劑中通常含有防銹劑和泡沫抑制劑。防銹劑可延緩或阻止發(fā)動機(jī)水套壁及散熱器的銹蝕或腐蝕。冷卻液中的空氣在水泵葉輪的攪動下會產(chǎn)生很多泡沫，這些泡沫將妨礙水套壁的散熱。泡沫抑制劑能有效地抑制泡沫的產(chǎn)生。在使用過程中，防銹劑和泡沫劑會逐漸消耗殆盡，因此，定期更換冷卻液是十分必要的。,第二節(jié)水冷系統(tǒng)的基本組成,汽車發(fā)動機(jī)的水冷系統(tǒng)均為強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)，即利用水泵提高冷卻液的壓力，強(qiáng)制冷卻液在發(fā)動機(jī)中循環(huán)流動。這種系統(tǒng)包括水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及其他附加裝置等。為了控制冷卻水溫度，冷卻系中設(shè)有冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置，如百葉窗、節(jié)溫器和風(fēng)扇離合器等。,發(fā)動機(jī)強(qiáng)制循環(huán)式水冷系圖,一、散熱器1.功能利用流進(jìn)散熱器芯縫隙中空氣流來帶走散熱器中冷卻液熱量，達(dá)到降低冷卻液溫度的目的。2.構(gòu)造上貯水室下貯水室散熱器芯組成,散熱器結(jié)構(gòu)圖,二、膨脹水箱1.作用冷卻液通過膨脹水箱使冷卻系成為一個封閉系統(tǒng)，從而避免了冷卻液因蒸發(fā)而導(dǎo)致耗損，冷卻液面高度可保持不變。將冷卻系統(tǒng)中水氣分離，增大水泵的泵水量和減小水泵和水套內(nèi)部穴蝕。2.工作特點(diǎn)如圖所示,膨脹水箱示意圖,三、散熱器蓋1.結(jié)構(gòu)蒸汽閥、空氣閥2.作用提高冷卻水沸點(diǎn)（108～120℃）提高冷卻效果防止冷卻水量減少3.工作特點(diǎn)當(dāng)散熱器內(nèi)壓力大于蒸汽閥彈簧壓力時，蒸汽閥開啟，水蒸氣從蒸汽排出管排出。當(dāng)散熱器內(nèi)冷卻水冷卻收縮而形成真空時，空氣閥開啟，讓空氣進(jìn)入水箱內(nèi)，防止水箱內(nèi)受真空吸力作用而造成散熱器受損。,散熱器蓋圖,五、水泵1.功能使冷卻液能進(jìn)入發(fā)動機(jī)水套內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，以提高發(fā)動機(jī)冷卻效果。2.構(gòu)造水泵葉輪、水泵軸及軸承、水泵外殼、水封等組成。,AUDI水泵結(jié)構(gòu)示意圖,3.工作原理當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的冷卻液被輪葉帶動一起旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，冷卻液向葉輪的邊緣甩出，并且沿切線方向從出水管處被壓送到發(fā)動機(jī)水套內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)。同時，葉輪中心處的壓力下降，散熱器中的冷卻液經(jīng)進(jìn)水管吸入到葉輪中心。,水泵工作原理圖,六、風(fēng)扇1.功能：增加通過散熱器的空氣量，使流過散熱器的冷卻液溫度迅速下降，提高冷卻效果。2.構(gòu)造：目前轎車水冷發(fā)動機(jī)廣泛采用螺旋漿式風(fēng)扇，其葉片多用塑料或鋁合金鑄成翼形斷面。3.風(fēng)扇控制：由裝在散熱器一側(cè)的熱敏開關(guān)和點(diǎn)火開關(guān)控制。,風(fēng)扇控制原理：（1）當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)ON時，發(fā)動機(jī)已達(dá)到工作溫度，使溫度開關(guān)也在ON位置時，繼電器線圈形成回路，從而建立磁場，將觸點(diǎn)閉合，大電流從蓄電池流進(jìn)風(fēng)扇馬達(dá)，使風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動，加強(qiáng)冷卻。（2）點(diǎn)火開關(guān)ON時，但發(fā)動機(jī)未達(dá)到工作溫度，溫度開關(guān)處于OFF位置，繼電器線圈無法建立磁場，故風(fēng)扇馬達(dá)無電流通過不轉(zhuǎn)。（3）點(diǎn)火開關(guān)OFF時，不管溫度開關(guān)ON或OFF，因無電源供應(yīng)，繼電器OFF，風(fēng)扇馬達(dá)不轉(zhuǎn)。,風(fēng)扇控制圖,七、風(fēng)扇離合器1.功能根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度自動控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，改變通過散熱器的空氣量，實(shí)現(xiàn)冷卻強(qiáng)度的自動調(diào)節(jié)。減少發(fā)動機(jī)功率消耗，降低發(fā)動機(jī)的噪聲。2.種類硅油式電磁式機(jī)械式,3.硅油式風(fēng)扇離合器構(gòu)造主動軸、水泵軸主動板、從動板前蓋、殼體、風(fēng)扇工作室、進(jìn)油孔、閥片,風(fēng)扇離合器圖,4.工作過程當(dāng)流進(jìn)散熱器的空氣溫度升高時，雙金屬熱敏彈簧受熱變形，迫使閥片軸相對于從動板轉(zhuǎn)動，而閥片與閥片軸固定在一起，從而帶動閥片轉(zhuǎn)動，進(jìn)油孔打開，硅油進(jìn)入到工作室。在主動板和從動板之間的縫隙中有了硅油后，主動板利用硅油的粘性帶動從動板和風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動。風(fēng)扇離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速逐漸升高。,八、節(jié)溫器1.功能節(jié)溫器安裝在水套出水口處，根據(jù)發(fā)動機(jī)工作溫度，它可自動控制通向散熱器和水泵的兩個冷卻水通路，以調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度。2.結(jié)構(gòu),2020/6/4,第31頁,節(jié)溫器實(shí)物圖,3.節(jié)溫器工作原理發(fā)動機(jī)工作溫度低（70℃以下）時，節(jié)溫器自動關(guān)閉通向散熱器的通路，而開啟通向水泵的通路，從水套流出的冷卻水直接通過軟管進(jìn)入水泵，并經(jīng)水泵送入水套在進(jìn)行循環(huán)，由于冷卻水不經(jīng)散熱器散熱，可使發(fā)動機(jī)工作溫度迅速升高，此循環(huán)路線稱為小循環(huán)。發(fā)動機(jī)工作溫度高（80℃以上）時，節(jié)溫器自動關(guān)閉通向水泵的通路，而開啟通向散熱器的通路，從水套流出的冷卻水經(jīng)散熱器散熱后再由水泵送入水套，提高了冷卻強(qiáng)度，以防止發(fā)動機(jī)過熱，此循環(huán)路線稱為大循環(huán)。,2020/6/4,第33頁,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(qiáng)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(qiáng)度小，稱水冷卻系的小循環(huán)。,