冷却系统的结构及组成汇总

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1、项目四 冷却系统检修任务一 冷却系统检修知识点 冷却系统的结构及组成内容提要1. 冷却系统的结构2. 冷却系统的组成水冷却系是以水作为冷却介质， 把发动机受热零件吸收的热量散 发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水 冷系，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。 它由散热器、 水泵、 风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。散热器内的冷却水加压后通过气缸体进水孔压送到气缸体水套 和气缸盖水套内， 冷却水在吸收了机体的大量热量后经气缸盖出水孔 流回散热器。 由于有风扇的强力抽吸， 空气流由前向后高速通过散热 器。因此，受热后的冷却水在流过散热器芯的过程中，热量不断地散发到大气中去

2、，冷却后的水流到散热器的底部，又被水泵抽出，再次 压送到发动机的水套中， 如此不断循环， 把热量不断地送到大气中去， 使发动机不断地得到冷却。通常，冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环， 另一条为小循环。 所谓大循环是水温高时， 水经过散热器而进行的循 环流动；而小循环就是水温低时， 水不经过散热器而进行的循环流动， 从而使水温升高。冷却系的大小循环， 其实质就是利用节温器来控制通过散热器冷 却水的流量。 节温器装在冷却水循环的通路中 （一般装在气缸盖的出 水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路 线，以达到调节冷却系的冷却强度。当发动机在正常热状态下工作时

3、，即水温高于 80，节温器阀 门打开了通往散热器的通道， 同时关闭了通往水泵的旁通管， 冷却水 全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于 70时，节温器阀 门关闭了通往散热器的通道， 同时打开了通往水泵的旁通管， 水套内 的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水 套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环， 从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在 70 80范围内，通 往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态， 此时一部分 水进行大循环，而另一部分水进行小循环。1 散热器功用：负责循环水的冷却， 它的水管和散热片多用铜材或铝材制 成，水管做成扁平形

4、状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向 垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。冷却水 经过散热器后，其温度可降低 1015，为了将散热器传出的热量 尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。结构：散热器又称为水箱， 由上水箱、散热器芯和下水箱等组成。散热器上水箱顶部有加水口， 冷却水由此注入整个冷却系并用散 热器盖盖住。 在上水箱和下水箱分别装有进水管和出水管， 进水管和 出水管分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连，这 样，既便于安装， 而且当发动机和散热器之间产生少量位移时不会漏 水。在散热器下面一般装有减震垫，防止散热器受振动损坏。在散热 器下贮水室的

5、出水管上还有放水开关， 必要时可将散热器内的冷却水 放掉。散热器芯由许多冷却水管和散热片组成， 对于散热器芯应该有尽 可能大的散热面积， 采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。 散 热器芯的构造形式有多样 , 常用的有管片式和管带式两种。1) 管片式散热器芯管片式散热器芯由散热管和散热片组成。 散热管是焊在进、 出水 室之间的直管，作为冷却液的通道。散热管有扁管也有圆管。扁管与 圆管相比， 在容积相同的情况下有较大的散热表面， 而且万一管内的 冷却水结冰膨胀， 扁管可以借其横断面变形而避免破裂。 铝散热器芯 多为圆管。 在散热管的外表面焊有散热片以增加散热面积， 增强散热 能力，同时还增大了

6、散热器的刚度和强度。 管片式散热器的优点是散 热面积大、气流阻力小、结构刚度好及承压能力强等。管片式散热器 因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。2)管带式散热器芯管带式散热器芯采用冷却管和散热带沿纵向间隔排列的方式， 散 热带上的小孔是为了破坏空气流在散热带上形成的附面层， 使散热能 力提高。这种散热器芯散热能力强，制造工艺简单，成本低，但结构 刚度不如管片式大， 一般多为轿车发动机采用， 近年来在一些中型车 辆上也开始采用。2 散热器盖汽车发动机多采用闭式水冷系， 目前闭式水冷系广泛采用具有空 气-蒸汽阀的散热器盖。发动机热态工作正常时，两阀门关闭，将冷 却系与大气隔开。 防止水蒸汽逸出，

7、使冷却系内的压力稍高于大气压 力，从而可增高冷却水的沸点，改善了冷却效能。当散热器内部压力 达到 126 137Kpa时，蒸汽阀开启而使水蒸汽从通气孔排出； 当水温 下降，冷却系内部的真空度低于 10 20Kpa时，空气阀打开，空气从 通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。3 膨胀水箱其盖上的压力阀打开， 冷却液通过压 当温度下降时， 冷却液又从膨胀水箱 这样可以防止冷却水损失。 膨胀水箱 膨胀水箱内的液面高度应位于这两种对于加注防冻液的汽车发动机， 为了减少冷却液的损失， 保证冷 却系的正常工作，采用散热器膨胀水箱结构（图 8）。膨胀水箱的 上方用一根软管通大气， 另一根软管与散热器

8、的溢流管相连。 当散热 器内蒸汽压力升高到某一值时， 力阀通过溢流管进入膨胀水箱； 通过真空阀流回到散热器内部。 内部印有两条液面高度标记线， 刻线之间。4 风扇风扇可提高通过散热器芯的空气流速， 增加散热效果， 加速水的 冷却。风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时， 对空气产生抽吸作用， 使之沿轴向流动。 空气流由前向后通过散热器 芯（图 9），使流经散热器芯的冷却水加速冷却。图 9 风扇的作用 车用发动机的风扇有两种形式， 轴流式和离心式。 轴流式风扇所 产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为 径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在

9、车 用发动机上得到了广泛的应用。5 水泵 水泵的作用：对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。 汽车上广泛使用离心式水泵。 它具有结构紧凑、 泵水量大及因故障而停止工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环等优点当叶轮旋转时， 水泵中的水被叶轮带动一起旋转， 在离心力作用 下，水被甩向叶轮边缘， 然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压 送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。 如此连续的作用， 使冷却水在水 路中不断地循环。 如果水泵因故停止工作时， 冷却水仍然能从叶轮叶 片之间流过，进行热流循环，不致于很快产生过热。6 节温器节温器是控制冷却水流动

10、路径的阀门。 节温器装在冷却水循环的 通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路 线，以达到调节冷却系的冷却强度， 保证发动机在合适的温度范围内 工作。节温器必须保持良好的技术状态， 否则会严重影响发动机的正常 工作。如节温器主阀门开启过迟， 就会引起发动机过热 , 当发动机的 工作温度过高的话， 发动机中的冷却水就会达到沸点进而沸腾， 这种 现象就是我们平常所说的“开锅” ，发动机将无法正常运转，会减少 发动机的寿命。 主阀门开启过早， 就会造成发动机汽缸内的燃油混合 物雾化不良，在启动，尤其是冷启动的时候会造成延长热车时间，在 极端的情况下甚至永远无法达到正常的工作温度，

11、 这不不仅对于发动 机会造成损害，甚至会危及到行车安全。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种， 目前多数发动机采用蜡式节 温器。蜡式节温器推杆的一端固定在外壳支架上，而另一端插入胶管 内。胶管与节温器外壳间装有精制石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺 有铜粉或铝粉。当冷却液温度低于规定值时，石蜡呈固态，在弹簧的 作用下主阀门关闭了流向散热器的通道， 来自发动机缸盖出水口的冷 却水不经散热器， 直接从水泵返回气缸体水套中。 此时冷却水的循环 路线称为小循环。当发动机水温升高时，冷却水温度达到规定值后， 石蜡开始熔化而逐渐变成液体，体积随之增大并压迫胶管使其收缩。 在胶管收缩的同时，对推杆作用以向上的推力。由

12、于推杆上端固定， 因此推杆对胶管和感温体产生向下的反推力使阀门开启。 这时冷却水 经节温器主阀门进入散热器， 并由散热器经水泵流回发动机， 此时冷 却水的循环路线称为大循环。当水温低于 358K 时，主阀门关，进行小循环。当水温高于 358K 时低于 378K时，主阀门渐开， 大小循环同时 进行。当水温高于 378K 时，主阀门全开，进行大循环。7 冷却强度调节装置汽车在行驶过程中， 由于环境条件和运行工况的变化， 发动机的 热状况也在改变。因此，必须随时调节发动机的冷却强度。例如，在 炎热的夏季发动机在低速大负荷下工作冷却液的温度很高时， 风扇应 该高速旋转以增加冷却风量， 增强散热器的散热

13、能力。 而在寒冷的冬 天冷却液的温度较低时， 或在汽车高速行驶有强劲的迎面风吹过散热 器时，风扇继续工作就变得毫无意义了， 不仅白白消耗发动机功率而 且还产生很大的噪声。试验证明，水冷系只有 25的时间需要风扇 工作，而在冬季需要风扇工作的时间就更短了。因此，根据发动机的 热状况随时对其冷却强度加以调节就显得十分有必要了。1）百叶窗有些货车和大客车发动机在散热器前面装有百叶窗， 其作用是通 过改变吹过散热器的空气流量来调节发动机的冷却强度， 以保证发动 机经常在适当的温度范围内工作。 在发动机冷起动或暖车期间， 冷却 液的温度较低， 这时将百叶窗部分或完全关闭， 以减少吹过散热器的 空气流量，

14、 使冷却液的温度迅速升高。 百叶窗可由驾驶人通过驾驶室 内的手柄来操纵其开闭，也可用感温器自动控制。2）硅油风扇离合器硅油风扇离合器由主动板、 从动板、双金属感温器及壳体等构成。 风扇装于壳体上。 从动板与壳体之间的空间为工作腔， 从动板与前盖 之间为贮油腔，硅油存于其中。从动板上有进油孔，由感温阀片和双 金属感温器控制。 从动板外缘有一个由球阀控制的回油孔。 冷却水温 较低时，通过散热器的空气温度不高，进油孔关闭，贮油腔的硅油不 能进入工作腔，离合器分离。冷却水温较高时，双金属感温器受热变 形，从而带动阀片轴和阀片转过一定角度，将进油孔打开，硅油进入 工作腔，由于硅油粘度大，主动板通过硅油带动壳体和风扇一起转动， 使风扇转速迅速升高。