冷卻系的作用

冷卻系的作用第1頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、發(fā)動機過熱或過冷的危害過熱(1)降低充氣效率，使發(fā)動機功率下降；(2爆燃的傾向加大，使零件因承受額外沖擊性負(fù)荷而造成早期損壞；(3)運動件的正常間隙被破壞，運動阻滯，磨損加劇，甚至損壞；(4)潤滑情況惡化，加劇了零件的摩擦磨損；(5)零件的機械性能降低，導(dǎo)致變形或損壞。

第2頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月過冷(1)進(jìn)入氣缸的混合氣(或空氣)溫度太低，可燃混合氣品質(zhì)差，使點火困難或燃燒遲緩，導(dǎo)致發(fā)動機功率下降，燃料消耗量增加；(2)燃燒生成物中的水蒸汽易凝結(jié)成水而與酸性氣體形成酸類，加重了對機體和零件的侵蝕作用；(3)未汽化的燃料沖刷和稀釋零件表面(氣缸壁、活塞、活塞環(huán)等)上的油膜，使零件磨損加劇。

第3頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月三、

發(fā)動機的冷卻方式根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，發(fā)動機的冷卻方式有風(fēng)冷式和水冷式兩種。

第4頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)水冷式特點1)以水為冷卻介質(zhì)，熱量先由機件傳給水，靠水的流動把熱量帶走而散入大氣。散熱后的水再重新流回到受熱機件處。2)水路和冷卻強度可適當(dāng)調(diào)節(jié)，能較好保持發(fā)動機的正常工作溫度。3)可用熱水預(yù)熱發(fā)動機，便于冬季起動。(2)風(fēng)冷式特點利用風(fēng)扇將高溫零件的熱量直接散入大氣.無須加水，無漏水故障。

第5頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月四、組成：風(fēng)扇、水泵、水套、散熱器、百葉窗、節(jié)溫器、水管、水溫表和傳感器等。第6頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月五、工作情況：強制循環(huán)式水冷卻系是用水泵把該系統(tǒng)的冷卻液加壓，使之在水套中流動，冷卻水從氣缸壁吸收熱量，溫度升高，熱水向上流入氣缸蓋，繼而從缸蓋流出并進(jìn)入散熱器。第7頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

由于風(fēng)扇的強力抽吸作用，空氣從前向后高速流過散熱器，不斷地將流經(jīng)散熱器的水的熱量帶走。冷卻了的水由水泵從散熱器底部重新泵入水套。水在冷卻系中不斷循環(huán)。為了控制冷卻水溫度，冷卻系中設(shè)有冷卻強度調(diào)節(jié)裝置，如百葉窗、節(jié)溫器和風(fēng)扇離合器等。

第8頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月六、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，散熱強度大，稱水冷卻系的大循環(huán)。第9頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月冷卻水大循環(huán)動畫第10頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，散熱強度小，稱水冷卻系的小循環(huán)。2、水冷卻系的小循環(huán)第11頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月冷卻水小循環(huán)動畫第12頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)水冷卻系主要機件的構(gòu)造和工作情況

第13頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月一、冷卻裝置(一)散熱器作用：將水套出來的熱水自上而下或橫向的分成許多小股并將其熱量散給周圍的空氣。

第14頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1、

結(jié)構(gòu)

散熱器由上水室、下水室、散熱器芯等組成。上水室裝有散熱器的熱水管，通過橡膠管與氣缸蓋出水管連接；上水室上部有加水管，加水管口一般裝泄氣管。當(dāng)冷卻水沸騰時，水蒸汽可以從此排出。加裝防凍液的冷卻系，此管接膨脹水箱。下水室有出水管，用軟管與水泵的進(jìn)水口連接，兩水室之間焊接散熱器芯管。

泄氣管第15頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、類型（1）芯管有管片式和管帶式（2）芯管材料：耐腐蝕、導(dǎo)熱性好的銅或鋁（2）散熱器蓋安裝在加水口上。散熱器蓋上帶有蒸汽—空氣閥。使冷卻系的壓力高于大氣壓力，冷卻水的沸點有所提高。

第16頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達(dá)到126kPa~137kPa時，閥門開啟，部分水蒸汽經(jīng)泄氣管排入大氣，避免損壞散熱器。第17頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達(dá)到126kPa~137kPa時，閥門開啟，部分水蒸汽經(jīng)泄氣管排入大氣，避免損壞散熱器。第18頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣閥在散熱器內(nèi)氣壓降到99kPa~87kPa時，空氣閥打開，散熱器與大氣相通，防止散熱器芯被大氣壓壞。

第20頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1、

作用：對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動2、

離心式水泵的工作原理。（1）壓水：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，水被甩向葉輪邊緣，在蝸行殼體內(nèi)將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗?，?jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管被壓送到發(fā)動機水套內(nèi)。

(二)水泵第21頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)吸水：與壓水同時，葉輪中心處壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。第23頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3、

結(jié)構(gòu)(1)組成：殼體、葉輪、泵蓋板、水泵軸、支承軸承、水封等。水泵與風(fēng)扇同軸，通過三角皮帶傳動。

第24頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)泵蓋上有出水孔。泵殼上有進(jìn)水孔A，用橡膠管與散熱器出水管相連。泵殼上面有旁通孔與氣缸蓋上的出水管相連，當(dāng)冷卻水溫度低于349K(76℃)時，部分冷卻水由此直接進(jìn)入水泵。第26頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)葉輪工作室的進(jìn)水室B與進(jìn)水孔、旁通孔相通；出水室由出水孔與水套相連。(4)水泵軸通過兩個軸承支承在殼體上，軸承間有隔套定位

第27頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)水泵軸上裝有拋水圈，以防水封滲漏時浸濕軸承，滲出的水被拋水圈從檢視孔甩出，可避免破壞軸承潤滑。(6)水封裝在葉輪的前面，水封通常由密封墊圈、水封皮碗和彈簧等組成。

第28頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)風(fēng)扇1、

作用：提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強散熱器的散熱能力，并冷卻發(fā)動機附件。第29頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

安裝位置：風(fēng)扇多為軸流式，裝在發(fā)動機與散熱器之間，與水泵同軸。風(fēng)扇用螺釘安裝在水泵軸前端的皮帶輪或凸緣盤上。

第30頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3、風(fēng)扇扇風(fēng)量的相關(guān)因素：風(fēng)扇的直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片安裝角、葉片數(shù)目。4、葉片材料：鋼板、塑料和鋁合金。為了減輕振動噪聲，葉片間夾角不等。5、葉片數(shù)：4～6片。6、偏扭角：葉片與葉輪旋轉(zhuǎn)平面之間有一偏扭角，偏扭角可為定值，也可制成變偏扭角。第31頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月7、

風(fēng)扇皮帶的調(diào)整裝置

風(fēng)扇常和發(fā)電機一起由曲軸通過三角皮帶帶動。第32頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月若皮帶過松，皮帶將在皮帶輪上打滑，風(fēng)扇和水泵的轉(zhuǎn)速下降，扇風(fēng)量和泵水量減小，使發(fā)動機過熱；若皮帶過緊，將增加軸承和皮帶的磨損。(1)調(diào)整目的：第33頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)措施：將發(fā)電機支架做成可移動式的，以便調(diào)節(jié)皮帶的松緊度。

第34頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月8、

電動風(fēng)扇第35頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月原理：電動機的開關(guān)由散熱器的水溫開關(guān)控制，并且有高低速兩個檔位，低速檔在沸點內(nèi)使用，高速檔在沸點外使用，需要冷卻時自動起作用。第36頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(四)膨脹水箱

1、

結(jié)構(gòu)

膨脹水箱多用半透明材料(如塑料)制成。膨脹水箱的上部用一個較細(xì)的軟管與水箱的加水管相連，底部通過水管與水泵的進(jìn)水側(cè)相連接，通常位置略高于散熱器。第37頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

作用(1)把冷卻系變成永久性封閉系統(tǒng)，減少了冷卻液的損失；(2)避免空氣不斷進(jìn)入，避免了機件的氧化腐蝕；(3)減少了穴蝕；(4)使冷卻系中水、汽分離，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力穩(wěn)定，提高了水泵的泵水量。

第39頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3、

膨脹水箱的作用原理

(1)一般冷卻系冷卻液的流動是靠水泵的壓力來實現(xiàn)的。水泵吸水的一側(cè)壓力低，易產(chǎn)生蒸汽泡，使水泵的出水量顯著下降，并引起水泵葉輪和水套的穴蝕，在其表面產(chǎn)生麻點和凹坑，縮短了葉輪和水套的使用壽命。加裝膨脹水箱后，由于膨脹水箱和水泵進(jìn)水口之間存在補充水管，使水泵進(jìn)水口處保持較高的水壓，減少了汽泡的產(chǎn)生。

第40頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)散熱器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通過蒸汽導(dǎo)管進(jìn)入膨脹水箱，從而使水、汽徹底分離。由于膨脹水箱溫度較低，進(jìn)入的水蒸汽得到冷凝，一部分變成液體，重新進(jìn)入水泵。而積存在膨脹水箱液面上的氣體起緩沖作用，使冷卻系內(nèi)壓力保持穩(wěn)定狀態(tài)。

第41頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月即用一根管子把散熱器和膨脹水箱的底部或上部(管子插入液面以下)連通。但這種裝置只能解決水汽分離及冷卻液消耗問題，而對穴蝕沒有明顯的改善。當(dāng)冷卻液溫度升高時，散熱器中液體膨脹、汽化，散熱器中的蒸汽通過導(dǎo)管進(jìn)入膨脹水箱。當(dāng)冷卻液溫度降低時，散熱器內(nèi)壓力下降，膨脹水箱中冷凝的液體又通過導(dǎo)管流進(jìn)散熱器。

散熱器膨脹水箱4、

一管式膨脹水箱第42頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月冷卻強度調(diào)節(jié)裝置

冷卻強度調(diào)節(jié)目的強制式水冷卻系統(tǒng)的冷卻強度，一般受汽車的行駛速度，曲軸、水泵和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速及外界氣溫的影響。當(dāng)行駛條件變化時，如外界氣溫高，發(fā)動機在低速大負(fù)荷情況下工作，要求冷卻強度大，否則發(fā)動機容易過熱。而當(dāng)外界氣溫低，發(fā)動機負(fù)荷又不大時，其冷卻強度應(yīng)小些，否則發(fā)動機容易過冷。因此，要保證發(fā)動機在最佳的溫度下工作，不出現(xiàn)過熱過冷現(xiàn)象，就必須能根據(jù)使用條件的變化自動調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻強度。冷卻強度調(diào)節(jié)方法：一是改變流經(jīng)散熱器的空氣流量和流速；二是改變冷卻液的流量和循環(huán)路線。

第43頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）節(jié)溫器

1、

節(jié)溫器的作用是隨發(fā)動機負(fù)荷和水溫的大小而自動改變冷卻液的流量和循環(huán)路線，保證發(fā)動機在適宜的溫度下工作，減少燃料消耗和機件的磨損。第44頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)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。第45頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月上下支架與閥座鉚成一體。中心桿上端固定在上支架的中心，其下部插入橡膠管的中心孔內(nèi)，中心桿下部呈錐形。橡膠管與感應(yīng)體外殼之間的空腔里裝有石蠟。

第46頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月感應(yīng)體外殼上下部有聯(lián)動的主閥門和旁通閥。主閥門上有通氣孔，其作用是在加水時使水套內(nèi)的空氣經(jīng)小孔排出，保證能加滿水。為了防止通氣孔阻塞，有的加裝一個擺錘。第47頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)當(dāng)冷卻水溫低于349K(76℃)時，石蠟呈固態(tài)，主閥門完全關(guān)閉，旁通閥完全開啟，由水套出來的水經(jīng)旁通管直接進(jìn)入水泵，只有小循環(huán)。由于冷卻水不經(jīng)過散熱器，且流量小，所以冷卻強度小。

3、

蠟式節(jié)溫器的工作原理第49頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)當(dāng)冷卻水溫在349K～359K(76℃～86℃)時，大小循環(huán)同時進(jìn)行。當(dāng)發(fā)動機水溫達(dá)349K(76℃)時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對中心桿下部錐面產(chǎn)生向上的推力。由于桿的上端固定，故中心桿對橡膠管及感應(yīng)體產(chǎn)生向下的反推力，克服彈簧張力使主閥門逐漸打開，旁通閥開度逐漸減小。

第50頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)當(dāng)冷卻水溫高于359K(86℃)時，石蠟呈液態(tài)，主閥門完全開啟，旁通閥完全關(guān)閉，由水套出來的冷卻水全部經(jīng)過散熱器，只有大循環(huán)。此時冷卻水流動路線長，流量大，冷卻強度大。第51頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月節(jié)溫器動畫第53頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(六)百葉窗

1、

作用：是在冷卻水溫度較低時，改變吹過散熱器的空氣流量，從而控制冷卻強度。在嚴(yán)寒的冬季，水溫過低時，由于節(jié)溫器的作用使水只進(jìn)行小循環(huán)，散熱器中的水有凍結(jié)的危險。此時關(guān)閉百葉窗可使冷卻水溫度回升。第54頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

安裝位置

百葉窗安裝在散熱器前面，它是由許多片活動擋板組成，擋板垂直或水平安裝，由駕駛員通過裝在駕駛室內(nèi)的手柄操縱調(diào)節(jié)擋板的開度。第55頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(七)風(fēng)扇離合器1、

目的風(fēng)扇是發(fā)動機功率的消耗者，最大時約為發(fā)動機功率的10%。為了降低風(fēng)扇功率消耗，減少噪聲和磨損，防止發(fā)動機過冷，降低污染，節(jié)約燃料，多采用風(fēng)扇離合器。第56頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第59頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第60頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第62頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

結(jié)構(gòu)：由前蓋、殼體、主動板、從動板、閥片、主動軸、雙金屬感溫器、閥片軸、軸承、風(fēng)扇等組成。第63頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月前蓋、殼體和從動板用螺釘組成一體，通過軸承裝在主動軸上。風(fēng)扇裝在殼體上。從動板與前蓋之間的空腔為貯油腔，其內(nèi)裝有硅油(油面低于軸中心線)，從動板與殼體之間的空腔為工作腔。第64頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月主動板與主動軸固定連接，主動軸與水泵軸連接。從動板上有進(jìn)油孔A，平時由閥片關(guān)閉，若偏轉(zhuǎn)閥片，則進(jìn)油孔即可打開。閥片的偏轉(zhuǎn)螺旋雙金屬感溫器控制，第65頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月從動板上有凸臺限制閥片最大偏轉(zhuǎn)角。雙金屬感溫器的外端固定在前蓋上，內(nèi)端卡在閥片軸的槽內(nèi)。從動板外緣有回油孔B，中心有漏油孔C，以防靜態(tài)時從閥片軸周圍泄漏硅油。第66頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)發(fā)動機冷起動或小負(fù)荷下工作時，冷卻水及通過散熱器的氣流溫度不高，進(jìn)油孔被閥片關(guān)閉，工作腔內(nèi)無硅油，離合器處于分離狀態(tài)。主動軸轉(zhuǎn)動時，僅僅由于密封毛氈圈和軸承的摩擦，使風(fēng)扇隨同