發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)

1、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)第1頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二冷卻系統(tǒng)的功用 使發(fā)動機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，既要防止發(fā)動機(jī)過熱，又要防止冬季發(fā)動機(jī)過冷。在發(fā)動機(jī)冷起動之后，還要保證發(fā)動機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。冷卻不足：發(fā)動機(jī)過熱，工作過程惡化，零件強(qiáng)度降低，機(jī)油變質(zhì)，零件磨損加劇，最終導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及耐久性全面下降。冷卻過度：散熱損失及摩擦損失增加，冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油，零件磨損加劇，排放惡化，發(fā)動機(jī)工作粗暴，發(fā)動機(jī)功率下降及燃油消耗率增加。第2頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二冷卻系的基本類

2、型及特點(diǎn)冷卻系不同冷卻方式的類型按冷卻介質(zhì)分為水冷式和風(fēng)冷式 以冷卻液作為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)稱為水冷系；以空氣作為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)稱為風(fēng)冷系。按冷卻介質(zhì)的循環(huán)狀態(tài)分為自然冷卻式和強(qiáng)制冷卻式 在冷卻過程中，由冷卻介質(zhì)自然流動進(jìn)行散熱的冷卻方式，稱為自然冷卻式；由機(jī)械設(shè)備強(qiáng)制冷卻介質(zhì)循環(huán)流動進(jìn)行散熱的冷卻方式，稱為強(qiáng)制冷卻式。不同冷卻方式的特點(diǎn) 強(qiáng)制冷卻式發(fā)動機(jī)工作更加可靠，其受周圍環(huán)境溫度的影響較小。其中，強(qiáng)制風(fēng)冷式發(fā)動機(jī)靠發(fā)動機(jī)周圍的大氣實(shí)現(xiàn)冷卻，適用于干旱地區(qū)及軍事方面，更具有機(jī)動靈活性；而強(qiáng)制水冷式發(fā)動機(jī)，工作起來則更加可靠，廣泛應(yīng)用于各種類型汽車。自然冷卻式發(fā)動機(jī)主要用于小型動力，如摩

3、托車、手扶拖拉機(jī)等。第3頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二水冷卻系的基本組成汽車發(fā)動機(jī)的冷卻系為強(qiáng)制循環(huán)水冷系，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，由水泵、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它附屬裝置等組成。第4頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二水冷卻系的工作原理（1）水冷卻系的基本工作原理 發(fā)動機(jī)氣缸周圍設(shè)有水套，可燃混合氣燃燒后產(chǎn)生的余熱由水套周圍的冷卻水吸收，并在水泵的作用下，強(qiáng)制循環(huán)水將熱量傳入水箱，并通過散熱器實(shí)現(xiàn)與大氣的熱交換以達(dá)到冷卻發(fā)動機(jī)的目的。 百葉窗可由駕駛?cè)藛T根據(jù)水溫的高、

4、低調(diào)節(jié)通過散熱器的空氣量，以改變散熱強(qiáng)度，滿足發(fā)動機(jī)不同工況的作業(yè)需要；節(jié)溫器可根據(jù)水溫的高低自動地改變水循環(huán)路線，使發(fā)動機(jī)在冬季不致于因水溫過低而造成工作不良的后果。（2）冷卻水的循環(huán)路線大循環(huán)：當(dāng)水溫高于80時(shí)，冷卻水由水泵打入分水管，并經(jīng)分水管流到各氣缸的水套進(jìn)行冷卻，隨后，經(jīng)上水管進(jìn)入水箱并經(jīng)散熱器冷卻后，經(jīng)下水管被重新吸如水泵。小循環(huán)：當(dāng)水溫低于70 時(shí)，冷卻水由水泵進(jìn)入分水管，經(jīng)水套周圍冷卻后直接又回到水泵。當(dāng)水溫在70 80 之間時(shí)，大、小循環(huán)均有。冷卻液 第5頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二全部冷卻水均由水泵分水管水套節(jié)溫器主閥門上水管散熱器下水管水泵實(shí)

5、現(xiàn)循環(huán)散熱。第6頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水。純凈水在0時(shí)結(jié)冰。如果冷卻系統(tǒng)中的水結(jié)冰，將使冷卻水終止循環(huán)引起發(fā)動機(jī)過熱；尤其嚴(yán)重的是水結(jié)冰時(shí)體積膨脹，可能將機(jī)體、氣缸蓋和散熱器脹裂。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。50的水與50的乙二醇混合而成的冷卻液，其冰點(diǎn)約為35.5。在水中加入防凍劑還同時(shí)提高了冷卻液的沸點(diǎn)。例如，含50乙二醇的冷卻液在大氣壓力下的沸點(diǎn)是130。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

6、壁及散熱器的銹蝕或腐蝕。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。在防凍劑中一般還要加入著色劑，使冷卻液呈藍(lán)綠色或黃色以便識別。 冷卻液第7頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二散熱器：由進(jìn)水室、出水室及散熱芯等組成。冷卻液在散熱器芯內(nèi)流動，空氣在散熱器芯外通過，散熱器芯由導(dǎo)熱系數(shù)高、而且耐腐蝕的金屬材料制成的薄壁散熱管及散熱片組成。第二節(jié) 水冷系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造第8頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二按照散熱器中冷卻液流動的方向可將散熱器分為縱流式和橫流式兩種。縱流式散熱器芯豎直布置，上接進(jìn)水室，下連出水室，冷卻液由進(jìn)

7、水室自上而下地流過散熱器芯進(jìn)入出水室。橫流式散熱器芯橫向布置，左右兩端分別為進(jìn)、出水室，冷卻液自進(jìn)水室經(jīng)散熱器芯到出水室橫向流過散熱器。大多數(shù)新型轎車均采用橫流式散熱器，這可以使發(fā)動機(jī)罩的外廓較低，有利于改善車身前端的空氣動力性。第9頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二散熱器芯有多種結(jié)結(jié)構(gòu)形式：管片式、管帶式和板式。 補(bǔ)償水桶散熱器百葉窗冷卻風(fēng)扇 自學(xué)內(nèi)容節(jié)溫器水泵第10頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二散熱器蓋作用：密封水冷系并調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力。基本工作原理： 發(fā)動機(jī)工作時(shí)，冷卻液的溫度逐漸升高。由于冷卻液容積膨脹，使冷卻系內(nèi)的壓力增高。當(dāng)壓力超過

8、預(yù)定值時(shí)，壓力閥開啟，一部分冷卻液經(jīng)溢流管流入補(bǔ)償水桶，以防止冷卻液脹裂散熱管。發(fā)動機(jī)停機(jī)后，冷卻液的溫度下降，冷卻系內(nèi)的壓力也隨之降低。當(dāng)壓力降到大氣壓力以下出現(xiàn)真空時(shí)，真空閥開啟，補(bǔ)償水桶內(nèi)的冷卻液部分地流回散熱器，可以避免散熱器被大氣壓力壓壞。第11頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二第三節(jié) 風(fēng)冷系統(tǒng)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)1)對地理環(huán)境和氣候環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng) 風(fēng)冷發(fā)動機(jī)特別適于在沙漠或高原等缺水的地區(qū)工作。另外，在酷熱的氣候條件下工作不會過熱，在嚴(yán)寒季節(jié)也不易過冷。即風(fēng)冷發(fā)動機(jī)對氣溫的變化不敏感。 2)熱負(fù)荷高 風(fēng)冷發(fā)動機(jī)的氣缸蓋、氣缸體等受熱零件的溫度高。這是因?yàn)榭諝獾膫鳠?/p>

9、系數(shù)只有水的傳熱系數(shù)的1/201/30，空氣的比熱容只有水的1/4。3)冷起動后暖機(jī)時(shí)間短 由于風(fēng)冷發(fā)動機(jī)在冷起動后氣缸溫度上升快，在短時(shí)間內(nèi)即可進(jìn)入大負(fù)荷工作狀態(tài)。4)維護(hù)簡便 由于省去了散熱器和許多管道而減少了維護(hù)點(diǎn)，而且由于通用化、系列化程度高，主要零件均可互換，因此拆裝容易，維修簡便。第12頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二冷卻系統(tǒng)的布置及冷卻風(fēng)扇 某風(fēng)冷柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)。冷卻風(fēng)扇位于兩排氣缸中間，由氣缸蓋、氣缸體、機(jī)油冷卻器、前后擋板和頂蓋板等構(gòu)成風(fēng)壓室。在氣缸蓋和氣缸體的背風(fēng)面設(shè)有擋風(fēng)板，用來調(diào)節(jié)風(fēng)量的分配。冷空氣經(jīng)冷卻風(fēng)扇增壓后進(jìn)入風(fēng)壓室，再由風(fēng)壓室流過各個(gè)需

10、要冷卻的零部件表面。由于各零部件的通道阻力不同，因此流過的風(fēng)量有多有少，以保證其適度而又可靠的冷卻 冷卻風(fēng)扇有軸流式和徑流式兩種。多缸風(fēng)冷發(fā)動機(jī)采用軸流式。冷卻風(fēng)扇主要由靜葉輪和動葉輪兩部分組成。靜葉輪為鋁合金精密壓鑄件，靜葉輪轂內(nèi)裝液力耦合器。動葉輪與風(fēng)扇外殼之間的間隙很小，以提高風(fēng)扇效率。動葉片與靜葉片的斷面均為翼形第13頁，共15頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)11分，星期二三、冷卻強(qiáng)度的調(diào)節(jié) 當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，排氣溫度升高，溫控閥開度增大，進(jìn)入液力耦合器的油量增多，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速增高，風(fēng)量增加，冷卻強(qiáng)度增強(qiáng)；反之，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，冷卻強(qiáng)度隨之減弱。自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化，自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，使柴油機(jī)始終保持在最佳的熱狀態(tài)。第14頁，共