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1、第四章第四章 發(fā)動機冷卻系發(fā)動機冷卻系 概述概述 水冷系水冷系 風(fēng)冷系風(fēng)冷系 變速器機油冷卻系變速器機油冷卻系 一、冷卻系功用一、冷卻系功用 使發(fā)動機得到適度的冷卻，使發(fā)動機得到適度的冷卻，并保持其在最適宜地溫度范圍內(nèi)工作。并保持其在最適宜地溫度范圍內(nèi)工作。 4.1 4.1 概概 述述 冷卻程度冷卻程度后后 果果過冷過冷 熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在熱量散失過多，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滑油，氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油，磨損加劇。磨損加劇。不足不足 發(fā)動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動功率下降潤滑不良，加劇磨損發(fā)動

2、功率下降潤滑不良，加劇磨損。 二、不正常冷卻對發(fā)動機的影響二、不正常冷卻對發(fā)動機的影響三、冷卻系的分類三、冷卻系的分類水冷水冷風(fēng)冷風(fēng)冷四、正常冷卻時的發(fā)動機溫度四、正常冷卻時的發(fā)動機溫度系系 統(tǒng)統(tǒng)溫溫 度度 范范 圍圍水冷系水冷系氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在353363K, 氣缸氣缸壁的溫度不超過壁的溫度不超過470550K。風(fēng)冷系風(fēng)冷系 氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為423453K和和433473K.5 5、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點及適用范圍、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點及適用范圍系系 統(tǒng)統(tǒng)水冷系水冷系風(fēng)冷系風(fēng)冷系適用范圍適用范圍優(yōu)缺點比較優(yōu)缺點比較冷卻強度

3、大，易調(diào)冷卻強度大，易調(diào)節(jié)，便于冬季啟動節(jié)，便于冬季啟動廣泛用于汽車廣泛用于汽車發(fā)動機發(fā)動機冷卻效果差，噪音冷卻效果差，噪音大，功耗大大，功耗大僅用于小排量僅用于小排量及軍車發(fā)動機及軍車發(fā)動機4.2 4.2 水水 冷冷 系系 一、水冷系的組成一、水冷系的組成 水冷卻系是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動水冷卻系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。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，利用水泵強制水在冷卻制循環(huán)式水冷系，利用水泵強制水在冷卻系中進行循環(huán)流動。系中進行循環(huán)流動。點此觀看水冷系的組成

4、錄像點此觀看水冷系的組成錄像 水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。 冷卻水在冷卻系內(nèi)的冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動路線循環(huán)流動路線有兩有兩條，一條為條，一條為大循環(huán)大循環(huán)，另一條為，另一條為小循環(huán)小循環(huán)。 所謂所謂大循環(huán)大循環(huán)是是水溫高時，水經(jīng)水溫高時，水經(jīng)過散熱器而進行過散熱器而進行的循環(huán)流動；而的循環(huán)流動；而小循環(huán)小循環(huán)就是水溫就是水溫低時，水不經(jīng)過低時，水不經(jīng)過散熱器而進行的散熱器而進行的循環(huán)流動，從而循環(huán)流動，從而使水溫升高。使水溫升高。小循環(huán)小循環(huán)大循環(huán)大循環(huán)節(jié)溫器節(jié)溫器Large circulations

5、mall circulation 冷卻系的大小循環(huán)實質(zhì)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)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，以發(fā)動機負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度。達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度。 當(dāng)發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下工作時，即當(dāng)發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于水溫高于80，節(jié)溫，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器閥

6、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，形成管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)大循環(huán)；當(dāng)冷卻；當(dāng)冷卻水溫低于水溫低于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)旁通管進入往水泵的旁通管，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，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只在水套與水泵之間進行小循環(huán)小循環(huán)，從而防止發(fā)動機過冷；當(dāng)發(fā)，從而防止發(fā)動機過冷；當(dāng)發(fā)動機的冷卻動機

7、的冷卻水溫在水溫在7080范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往范圍內(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)，一部分水進行大循環(huán)，而另一部分水進行小循環(huán)而另一部分水進行小循環(huán)。二、水冷系的主要部件二、水冷系的主要部件1、散熱器、散熱器 散熱器又稱為水箱，散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安和下水室等組成。安裝在發(fā)動機前的車架裝在發(fā)動機前的車架橫梁上。其作用是將橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸冷卻水在水套中所吸收的熱量散發(fā)至外界收的熱量散發(fā)至外界大氣，使水溫下降。大氣，使水溫下降。上水箱上水箱

8、散熱器蓋散熱器蓋下水箱下水箱散熱器芯散熱器芯出水管口出水管口進水管進水管安裝處安裝處常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)型式常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)型式 （1）管片式）管片式 由若干扁形或圓形冷卻管組成。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?？諝獯颠^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)動機所使用。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）管帶式 由若干扁平冷卻管組成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

9、表面上的附面層，提高散熱能力。的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。管帶式管帶式管片式管片式 散熱器蓋散熱器蓋 汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的三熱氣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蓋具有空氣蒸汽閥，可自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓蒸汽閥，可自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。力，提高冷卻效果。 壓力閥壓力閥真空閥真空閥壓力閥彈簧壓力閥彈簧真空閥彈簧真空閥彈簧蓋蓋 發(fā)動機熱態(tài)正常時，兩閥發(fā)動機熱態(tài)正常時，兩閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣的產(chǎn)生使冷卻開。因水蒸氣的產(chǎn)生使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷

10、卻水的沸點，改善提高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。當(dāng)散熱器內(nèi)部了冷卻效能。當(dāng)散熱器內(nèi)部壓力達到壓力達到126126137Kpa137Kpa時，蒸時，蒸汽閥開啟汽閥開啟而使水蒸汽從通氣而使水蒸汽從通氣孔排出；當(dāng)水溫下降，冷卻孔排出；當(dāng)水溫下降，冷卻系內(nèi)部的系內(nèi)部的真空度低于真空度低于101020Kpa20Kpa時，空氣閥打開時，空氣閥打開，空氣，空氣從通氣孔進入冷卻系，以防從通氣孔進入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。散熱器及芯管被大氣壓癟。 2 2、水泵、水泵 水泵的作用水泵的作用 對冷對冷卻水加壓，使之在冷卻卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動。系中循環(huán)流動。 汽車上廣泛使用汽車上廣泛使用離

11、心離心式水泵式水泵。它具有結(jié)構(gòu)緊。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、泵水量大及因故障湊、泵水量大及因故障而停止工作時，不妨礙而停止工作時，不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)等優(yōu)點。環(huán)等優(yōu)點。 離心式水泵工作原理離心式水泵工作原理 當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，在離心力作用下在離心力作用下，水，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪外殼上與葉輪成切線方向成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機水的出水管壓送到發(fā)動機水套內(nèi)。與此同時，葉輪中套內(nèi)。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進水管被吸進中的水便

12、經(jīng)進水管被吸進葉輪中心部分。葉輪中心部分。1水泵殼體水泵殼體 2葉輪葉輪 3進水管進水管 4出水管出水管3、風(fēng)扇、風(fēng)扇 功用：功用：風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵同風(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，增強軸。用來提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和風(fēng)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。定的冷卻作用。 特點：特點：車用發(fā)動機的車用發(fā)動機的風(fēng)扇軸流式和離心式風(fēng)扇軸流式和離心式。軸流。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

13、為徑向。風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向為徑向。軸流式風(fēng)扇軸流式風(fēng)扇效率效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而在車用發(fā)高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而在車用發(fā)動機上動機上得到了廣泛的應(yīng)用得到了廣泛的應(yīng)用。車用發(fā)動機采用軸流式風(fēng)扇的三種型式車用發(fā)動機采用軸流式風(fēng)扇的三種型式 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為葉片多用薄鋼板壓制而成，為4 46 6片，葉片片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成303045 45 的安的安裝斜角。裝斜角。整體風(fēng)扇整體風(fēng)扇在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年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。

14、來轎車上還采用了電動風(fēng)扇。 風(fēng)扇常和發(fā)動機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)電機的支架做成可調(diào)節(jié)的。可調(diào)節(jié)支架可調(diào)節(jié)支架風(fēng)扇的驅(qū)動風(fēng)扇的驅(qū)動V帶張緊裝置帶張緊裝置 4、節(jié)溫器、節(jié)溫器 功用：功用：根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水根據(jù)發(fā)動機負(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。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)溫器裝在冷卻水節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中，根據(jù)循環(huán)的通路中，根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷大小和水發(fā)動機負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以的循環(huán)流動路線，以達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷達到調(diào)節(jié)

15、冷卻系的冷卻強度。節(jié)溫器有蠟卻強度。節(jié)溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動機種，目前多數(shù)發(fā)動機采用蠟式節(jié)溫器。采用蠟式節(jié)溫器。推桿推桿彈簧彈簧主閥門主閥門石蠟石蠟?zāi)z管膠管外殼外殼小循環(huán)小循環(huán)大循環(huán)大循環(huán) 當(dāng)水溫低于當(dāng)水溫低于358K時，主閥關(guān)，副閥開時，主閥關(guān)，副閥開 小循環(huán)。小循環(huán)。 當(dāng)水溫高于當(dāng)水溫高于358K時低于時低于378K時，主閥漸開，副閥漸時，主閥漸開，副閥漸關(guān)關(guān) 大小循環(huán)同時進行。大小循環(huán)同時進行。 當(dāng)水溫高于當(dāng)水溫高于378K時，主閥全開，副閥關(guān)時，主閥全開，副閥關(guān) 大循環(huán)。大循環(huán)。蠟式節(jié)溫器工作情況蠟式節(jié)溫器工作情況5、風(fēng)扇離合器和溫控開關(guān)、風(fēng)扇離合

16、器和溫控開關(guān)功用：功用：減小風(fēng)扇噪聲，改善低溫起動性能，節(jié)約燃料和降減小風(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)動機的冷卻強度。低排放，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機的冷卻強度。（1）風(fēng)扇離合器）風(fēng)扇離合器 主要有主要有硅油式硅油式和和電磁式電磁式等。等。冷卻水溫度不高時，風(fēng)扇隨冷卻水溫度不高時，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當(dāng)發(fā)動機氣流溫度當(dāng)發(fā)動機氣流溫度超過超過338K時，離合器處于接合狀態(tài)時，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動機氣風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動機氣流溫度流溫度低于低于308K時，風(fēng)扇離時，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。合器又回到分離狀態(tài)。 硅油風(fēng)扇離合器

17、硅油風(fēng)扇離合器（2）風(fēng)扇溫控開關(guān)）風(fēng)扇溫控開關(guān) 功用：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)扇以高速運轉(zhuǎn)，加速了發(fā)動機的冷卻；相反，若在冷卻水溫度以高速運轉(zhuǎn)，加速了發(fā)動機的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時，介質(zhì)收縮而使風(fēng)扇低速運轉(zhuǎn)或停下來，實現(xiàn)了對降低的時，介質(zhì)收縮而使風(fēng)扇低速運轉(zhuǎn)或停下來，實現(xiàn)了對散熱器電動機風(fēng)扇的控制。散熱器電動機風(fēng)扇的控制。（3）百葉窗）百葉窗 功用：功用： 通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度，使發(fā)動機在適宜的溫度下工作。使發(fā)動機在適宜的溫度下

18、工作。三、冷卻水和防凍液三、冷卻水和防凍液1、冷卻水、冷卻水 汽車發(fā)動機中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的軟水，如雨水，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、河水等硬水中含有礦物質(zhì)，在高溫下易自來水等；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)動機冷卻水。生成水垢，不能作為發(fā)動機冷卻水。2、防凍液、防凍液 功用：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。一定量的防凍液以達到降低冰點、提高沸點的目的。4.3 4.3 風(fēng)風(fēng) 冷冷 系系 。一、工作機理：一、工作機理：二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu) 發(fā)動機氣缸和氣缸蓋采用發(fā)動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，結(jié)構(gòu)傳熱較好的鋁合金鑄成，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、故障少，無需