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1、1第七章第七章 冷却系统冷却系统 冷却系统的主要作用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系统按照冷却介质的不同分为水冷式和风冷式。水冷式以冷却液作为冷却介质，把受热零件的热量先传给冷却液，再散入大气。风冷式以空气作为冷却介质，把受热零件的热量直接散入大气。目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系统。风冷式风冷式水冷式水冷式第一节第一节 水冷系统水冷系统 汽车发动机采用强制循环水冷系统，由散热器、风扇、水泵、水套、分水管和节温器等组成。利用水泵强制冷却液循环流动，使其从气缸壁吸收热量，向上流入气缸盖，继而进入散热器，被空气冷却后重新泵入水套。通过调节气流气流
2、和水流水流能控制冷却强度。冷却水的温度过高或过低都会给发动机带来危害。过高过高：冷却不足，充气量减少，燃烧不正常，功率下降；润滑不良，加剧磨损。过低过低：冷却过度，热量损失过多，热效率下降；燃油蒸气在冷缸壁上凝结，冲洗油膜，汇入油底壳，稀释机油。发动机正常工作时，冷却水的温度应在8090之间。4 冷却水在冷却系统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。5 大多数汽车装有暖风系统。暖风机是一个热交换器，也可称作第二散热器。在装有暖风机的水冷系统中，热的冷却液从气
3、缸盖或机体水套经暖风机进水软管流入暖风机芯，然后经暖风机出水软管流回水泵。吹过暖风机芯的空气被冷却液加热之后，一部分送到挡风玻璃除霜器，一部分送入驾驶室或车厢。6纵流式 散热器又称为水箱，由进水室、出水室、散热器芯、散热器盖等组成。其功用是增大散热面积，加速冷却液的冷却。根据冷却液在散热器芯中的流动方向，散热器分为纵流式和横流式两种。轿车多用横流式，以降低发动机罩的外廓尺寸。1-进水室；2-进水管；3-散热器芯；4-散热器盖；5-出水室；6-出水管 一、散热器一、散热器压力阀压力阀真空阀真空阀 散热器盖设有自动阀门，发动机正常工作时，阀门关闭，将冷却系与大气隔开，构成闭式水冷系闭式水冷系，使系
4、统内压力提高到98196kPa，冷却液沸点相应提高到120左右，从而扩大了散热器与周围空气的温差，提高冷却效率，同时还可减少冷却液外溢及蒸发损失。当压力超过预定值时，压力阀开启，以防胀裂散热器。当发动机停机、压力降到大气压力以下时，真空阀开启，避免散热器被大气压力压坏。8副水箱副水箱 散热器散热器 为了减少冷却液的损失，保证冷却系统的正常工作，目前广泛采用散热器副水箱（补偿水桶）结构。当散热器内蒸汽压力升高到某一值时，其盖上的压力阀打开，冷却液通过压力阀通过溢流管进入贮水箱；当温度下降时，冷却液又从贮水箱通过真空阀流回到散热器内部。风扇的功用是提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的
5、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，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。车用发动机采用的是轴流式风扇，所产生风的流向与风扇轴平行，效率高，风量大，结构简单，布置方便。扇风量与噪声主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目及夹角有关。二、冷却风扇二、冷却风扇 风扇离合器可根据发动机的温度自动控制风扇的工作，不仅能减少发动机的功率损失，节省燃油，还能降低发动机的噪声。目前普遍采用的是硅油风扇离合器，由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成。一些轿车由于发动机横置或后
6、置，多采用电动风扇。电动机的开关由散热器的水温开关控制，并且有高低速两个档位，低速档在沸点内使用，高速档在沸点外使用，需要冷却时自动起作用。这样，在一般行驶条件下，电动风扇几乎不转，功率消耗减少，油耗率降低。而在低速大负荷时又能得到充分的冷却。12 水泵的功用是对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。车用发动机上多采用离心式水泵，具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。三、水泵三、水泵 离心式水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴组成，叶轮一般是径向或向后弯曲的，其数目一般为69片。当叶轮转动时，水被带动旋转，因离心力甩向叶轮边缘，经切线方向出水管送出；叶轮中心处压力降低，产生吸力。如
7、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。14 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。目前多数发动机采用蜡式节温器，76 主阀门开始打开，副阀门开始关；86 主阀门全开，副阀门全关。1-主阀门；2-盖和密封垫；3-上支架；4-胶管；5-阀座；6-通气孔；7-下支架；8-石蜡，9-感应体；10-旁通阀；11-中心杆；12-弹簧 四、节温器四、节温器 （1）软水软水 货车过去普遍用水作为冷却液，价廉，沸点恰巧在发动机正常工作温度以上。为防止生水垢影响传热效果，最好用软水，即含盐
8、分较少的水，如雨水、雪水、自来水。硬水可用纯碱、烧碱、红矾进行软化处理。（2）防冻液防冻液 水的冰点为0，冬季易结冰膨胀，将机体、气缸盖和散热器胀裂。为适应冬季行车的需要，可在水中加入防冻剂，最常用的是乙二醇。冷却液中水与乙二醇的比例不同，其冰点也不同。50的水与50的乙二醇混合而成的冷却液，其冰点约为35.5。另外，在水中加乙二醇还可同时提高冷却液的沸点，使其不易蒸发。乙二醇腐蚀橡胶，表面张力小易渗漏，混入石油产品会产生大量泡沫。由于乙二醇有毒，故防冻剂中一般还要加入着色剂，使冷却液呈蓝绿色或黄色以便识别。（3）添加剂）添加剂 为防止生锈、水垢、漏水，在防冻液加入添加剂，可制成长效防冻液，两
9、年不换。常见的添加剂有防锈剂和泡沫抑制剂。防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀或腐蚀。冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热，泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。在使用过程中，防锈剂和泡沫剂会逐渐消耗殆尽，因此需定期更换。五、冷却液五、冷却液16第二节第二节 风冷系统风冷系统 风冷系统是利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。风冷发动机铝气缸壁的温度允许为150180，铝气缸盖则为160200。17 气缸和气缸盖采用传热较好的铝合金铸成，为了增大散热面积各缸一般都分开制造，在气缸和气缸盖表面分布许多均匀排列的散热片，以增大散热面积，利用车辆行驶时的高速空气流，把热量吹散到大气中去。由于汽车发动机功率较大，需要冷却的热量较多，多采用功率、流量较大的轴流式风扇以加强发动机的冷却。为了有效地利用空气流和保证各缸冷却均匀，在发动机上装有导流罩和分流板和气缸导流罩。个人观点供参考，欢迎讨论
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