六發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

是使工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度冷卻，使它保持在最適宜的溫度范圍工作。

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，將使充氣效率下降，功率減小，還將使機(jī)油變稀，油膜變薄，磨損加?。涣硗?，可使機(jī)械零件強(qiáng)度下降，并且熱膨脹將破壞正常的工作間隙。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)低，將使熱能損失嚴(yán)重，有效功率下降，燃燒室中的燃油冷凝成液態(tài)流入曲軸箱，將損失燃油，并使機(jī)油變質(zhì)，降低潤(rùn)滑質(zhì)量；此外，溫度過(guò)低，將使粘度增加，起動(dòng)困難。

發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)分為水冷式和風(fēng)冷式。以冷卻液為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)稱(chēng)風(fēng)冷系統(tǒng)，以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)稱(chēng)風(fēng)冷系統(tǒng)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用水冷系統(tǒng)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)是強(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(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。

由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套以及其他附屬裝置等組成。水泵將冷卻水加壓，經(jīng)分水管進(jìn)入氣缸套體的水泡，冷卻水從氣缸壁吸熱進(jìn)入氣缸蓋的水泡，再次吸熱后，流入節(jié)溫器。在這里一部分水流入散熱器，使水溫下降后流入水泵，稱(chēng)為大循環(huán)水路；而另一部分水從節(jié)溫器直接流入水泵，熱量散失少，稱(chēng)為小循環(huán)水路。冷卻水最好選用飲用水，也就是含顏色少的水，否則水套中易產(chǎn)生水垢，容易降低氣缸體和氣缸蓋的導(dǎo)熱性；另外，為解決冬季因水結(jié)冰，造成氣缸體、氣缸蓋脹裂現(xiàn)象，可在水中適當(dāng)加入乙二醇和酒精，以降低它的冰點(diǎn)，制成防凍液。

它的功用是利用高速空氣流直接吹過(guò)氣缸蓋和汽缸體的外表面，把從氣缸內(nèi)部傳出的熱烈散發(fā)到大氣中，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的溫度范圍工作。

冷風(fēng)系統(tǒng)主要由風(fēng)扇、散熱片、導(dǎo)流罩、分流板等組成。它有如下特點(diǎn):1)氣缸體和氣缸蓋上均布滿了散熱片，以保證有足夠的散熱面積；

2）為了充分利用空氣流加強(qiáng)冷卻效果，一般裝有罩和分流板，以保證各缸冷卻均勻；3）為了鑄造方便，它的氣缸體和氣缸蓋都是單個(gè)鑄出，然后再裝到整體的曲軸箱上；

4）廣泛使用軸流式風(fēng)扇，這可以提高它的鼓風(fēng)壓力。雖然風(fēng)冷系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、故障少，使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但是它存在冷卻不均勻、冷卻不可靠，并且消耗功率大、噪聲大的缺點(diǎn)，因此在汽車(chē)上很少使用風(fēng)冷系統(tǒng)。由進(jìn)水室、出水室及散熱器芯三部分構(gòu)成。冷卻液在散熱器芯內(nèi)流動(dòng)，空氣在散熱器芯外通過(guò)，二者進(jìn)行熱交換，使冷卻液溫度降低，所以散熱器是一個(gè)熱交換器。（大多數(shù)新型轎車(chē)采用此種）散熱器芯有管片式、管帶式、板式等多種結(jié)構(gòu)形式（圖8-4）。

有些貨車(chē)和大客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在散熱器前面裝有百葉窗，其作用是通過(guò)改變吹過(guò)散熱器的空氣流量來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻強(qiáng)度，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)工作。它可以由手柄開(kāi)閉，也可用感溫器自動(dòng)控制。

風(fēng)扇置于散熱器后面，其功用是：當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)吸進(jìn)空氣，使其通過(guò)散熱器，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力，加速冷卻液的冷卻。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)多采用低壓頭、大風(fēng)量、高效率的軸流式風(fēng)扇，即風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動(dòng)。在風(fēng)扇外圍裝設(shè)導(dǎo)風(fēng)罩，使風(fēng)扇吸進(jìn)的空氣全部通過(guò)散熱器，以提高風(fēng)扇的散熱效率。

風(fēng)扇的扇風(fēng)量主要與風(fēng)扇直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片安裝角及葉片數(shù)有關(guān)。葉片的斷面形狀有圓弧形和翼形兩種（圖8-8）。

發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化很大，對(duì)冷卻系的冷卻強(qiáng)度要求也不一樣，這就要求冷卻系的冷卻強(qiáng)度應(yīng)該能自動(dòng)調(diào)節(jié)。

硅油風(fēng)扇離合器安裝在風(fēng)扇和水泵之間，主動(dòng)板與水泵軸連接在一起，由曲軸通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)，從動(dòng)板與前蓋和殼體連成一體，通過(guò)軸承支承在水泵軸上，風(fēng)扇固定在殼體上，從動(dòng)板與前蓋之間的空間為貯油腔，在貯油腔內(nèi)裝有高粘度的硅油。

在常溫時(shí)，進(jìn)油孔被控制閥所封閉，硅油不能流入工作腔，工作腔沒(méi)有硅油，離合器處于分離狀態(tài)。在小負(fù)荷時(shí)，冷卻水溫度低，溫度小于35度時(shí)，進(jìn)油孔被關(guān)閉，殼體在主動(dòng)軸上打滑空轉(zhuǎn)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速小，冷卻強(qiáng)度低。當(dāng)大負(fù)荷時(shí)，氣溫高于65度后，進(jìn)油孔被打開(kāi)，硅油進(jìn)入工作腔。粘性的硅油流進(jìn)主動(dòng)板與從動(dòng)板及主動(dòng)板與離合器殼體之間的間隙中，將主動(dòng)板上的轉(zhuǎn)矩傳給離合器殼體，帶動(dòng)風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)，離合器此時(shí)處于接合狀態(tài)。此時(shí)，風(fēng)扇強(qiáng)度大，冷卻強(qiáng)度也大。1）功用：它是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門(mén)。它根據(jù)冷卻液溫度的高低，打開(kāi)或關(guān)閉冷卻液通向散熱器的通道，從而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻強(qiáng)度。2）結(jié)構(gòu)：?jiǎn)伍y臘式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)如圖所示。推桿的一端緊固在上支架上，另一端插入感溫體內(nèi)的膠管中。感溫體支承在下支架及節(jié)溫器閥之間。在感溫體外殼與膠管中間充滿精制石蠟。3）工作原理：冷卻溫度低于規(guī)定值時(shí)，石蠟呈固狀，節(jié)溫器閥在彈簧作用下，關(guān)閉冷卻液流向散熱器的通道，冷卻液經(jīng)旁通孔、水泵返回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值后，石蠟開(kāi)始熔化而逐漸變成液體，體積隨之增大并壓迫膠管使其收縮。在膠管收縮同時(shí)，對(duì)推桿作用以向上的推力，由于推桿上端固定，因此，推桿對(duì)膠管和感溫體產(chǎn)生向下的反推力使閥門(mén)開(kāi)啟。這時(shí)冷卻液經(jīng)節(jié)溫器閥門(mén)進(jìn)入散熱器，并由散熱器經(jīng)水泵流回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行大循環(huán)。

國(guó)產(chǎn)捷達(dá)、桑塔納及奧迪100型轎車(chē)等，均采用臘式節(jié)溫器。其特性為：冷卻液溫度達(dá)到85度時(shí)，節(jié)溫器閥打開(kāi)，當(dāng)溫度達(dá)到105度時(shí)，節(jié)溫器閥全開(kāi)。一般水冷系統(tǒng)的冷卻液都是有機(jī)體流進(jìn)，從氣缸蓋流出，大多數(shù)節(jié)溫器布置在氣缸蓋出水管路中。

假若取下節(jié)溫器，發(fā)動(dòng)機(jī)只有大循環(huán)而無(wú)小循環(huán)，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫升慢，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于低溫狀態(tài)下工作，將式發(fā)動(dòng)機(jī)著火困難、功率下降、油耗增加，并加快了零件的腐蝕和磨損，降低發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。功用：是對(duì)冷卻液加壓，保證其在冷卻系統(tǒng)循環(huán)流動(dòng)。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用離心式水泵。其基本結(jié)構(gòu)由水泵體、水泵軸、葉輪及進(jìn)、出水管組成。當(dāng)水泵葉輪按圖方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的冷卻液被葉輪帶動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣，同時(shí)產(chǎn)生一定的壓力，然后從出水管流出。在葉輪中心處，由于冷卻液被甩出而壓力下降。散熱器中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差作用下，經(jīng)進(jìn)水管流入葉輪中心。

離心式水泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、排量大且工作可靠，因此得到了廣泛的應(yīng)用。第六