《汽車構(gòu)造》全書教案第七講發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系

1、汽車構(gòu)造教案課程名稱汽車構(gòu)造課時(shí)6授課班級(jí)教學(xué)方式講授 多媒體教學(xué)課 題發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)任課教師教學(xué)目的與要求1. 掌握冷卻系的功用和形式及各類型的特點(diǎn)；2. 理解冷卻系的工作原理；3. 掌握調(diào)解機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)中所起到的作用；4. 了解風(fēng)冷卻系的構(gòu)造和原理。重、難點(diǎn) 主要 內(nèi)容第一講 一、冷卻系的功用和分類1.功用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于燃料的燃燒，氣缸內(nèi)氣體溫度可高達(dá)22002800K。使發(fā)動(dòng)機(jī)的零件溫度升高，特別是高溫氣體接觸的零件，如不及時(shí)的冷卻則難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱或過(guò)冷都會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)危害。冷卻系功用就是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的溫度下工作。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是由熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。然而，發(fā)動(dòng)

2、機(jī)卻應(yīng)用了熱能的三分之一，其余熱量的大部分為排氣所帶走，剩余的則被發(fā)動(dòng)機(jī)零部件吸收。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻必須適度。如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻不足，由于氣缸充氣量減少和燃燒不正常，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，且發(fā)動(dòng)機(jī)零件也會(huì)因潤(rùn)滑不良而加速磨損。但如果冷卻過(guò)度，則一方面由于熱量散失過(guò)多，使轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃繙p少，而另一方面由于混合氣與冷氣缸壁接觸，使其中原已汽化的燃油又凝結(jié)并流到曲軸箱，使磨損加劇。2冷卻系統(tǒng)的分類 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的冷卻方式有兩種，即水冷卻和風(fēng)冷卻。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用水冷卻。水冷式以冷卻液為介質(zhì)，熱量由機(jī)件傳給冷卻液，靠冷卻液的流動(dòng)把熱量帶走，再散發(fā)到大氣中去，使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度降低而進(jìn)行冷卻的一系列裝置，散熱后的冷

3、卻液再重新流回到受熱機(jī)件處。適當(dāng)?shù)恼{(diào)解水路和冷卻的強(qiáng)度，就能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛采用。風(fēng)冷系統(tǒng)是利用高速流動(dòng)的空氣直接吹過(guò)氣缸蓋和氣缸體表面，把熱量散發(fā)到大氣中去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的范圍內(nèi)工作。 二、冷卻液1 冷卻水的選擇 發(fā)動(dòng)機(jī)用的冷卻用水，最好是軟水(含礦物質(zhì)少的水)。因?yàn)橛糜菜桩a(chǎn)生水垢而堵塞道，破壞水的冷卻循環(huán)，使氣缸體、氣缸蓋傳熱效果差，發(fā)動(dòng)機(jī)容易產(chǎn)生過(guò)熱。雨水為軟水，將其過(guò)濾，清除雜質(zhì)便可使用。發(fā)動(dòng)機(jī)使用硬水時(shí)，需經(jīng)軟化處理，簡(jiǎn)單方法是將1L硬水加入碳酸鈉(純堿)0.51.5g或加入氫氧化鈉(燒堿)0.50.88g。加人10的重鉻酸鈉(紅礬)溶液3050

4、mL也可。2冷卻液備注2 / 20 冬季使用冷卻水，要防凍冰。為降低冷卻水的冰點(diǎn)，適應(yīng)冬季行車需要，可在冷卻水中加入適量的乙二醇或丙二醇。當(dāng)乙醇的加入量為50時(shí)，冰點(diǎn)可降至243K(30)。目前汽車上已普遍使用配制好的冷卻液。乙二醇冷卻液有一定的毒性，使用中應(yīng)注意，切勿吸人口中，以免中毒。一般冷卻液基本上有兩種：(1) 乙二醇與水型防凍液。乙二醇是一種五色略有甜味的粘性液體，沸點(diǎn)為197。它能與水及有機(jī)溶劑以任何比例混合。乙二醇與水混合后，其冰點(diǎn)可顯著降低，用不同比例的乙二醇與水可以配制各種冰點(diǎn)的防凍液。因乙二醇的沸點(diǎn)比水高得多，故使用中蒸發(fā)的主要是水，發(fā)現(xiàn)體積減少時(shí)，添加適量的水即可繼續(xù)使用

5、。 （2丙二醇與水型防凍液。是將丙二醇化學(xué)物質(zhì)與水按一定的比例合混而成的混合液，還要加入防腐劑、清潔劑、著色劑等添加劑。2.冷卻液在使用過(guò)程中，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：(1)冷卻液內(nèi)只準(zhǔn)加入同種冷卻液添加劑。(2)冷卻液及其添加劑均為有毒物質(zhì)，應(yīng)置于安全場(chǎng)所。(3)冷卻液的使用濃度(體積比)為40%-60%。否則，影響防凍性能。(4)放出的冷卻液不宜再使用，并妥善處理。(5)更換缸蓋、缸墊、散熱器等，就必須更換冷卻液。(6)發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)時(shí)，冷卻系內(nèi)仍處于高溫高壓狀態(tài)。因此，此時(shí)切勿打開(kāi)水箱蓋以防燙傷。(7)發(fā)現(xiàn)冷卻液大量損耗，則必須待發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)，方可添加冷卻液，以免損壞發(fā)動(dòng)(8)緊急情況下若加入純

6、水，則須盡快添加冷卻液添加劑，使冷卻液濃度恢復(fù)正常狀態(tài)。(9)冬季來(lái)臨前應(yīng)檢查冷卻液濃度，并按規(guī)定調(diào)配濃度，保證冷卻液具有足夠的防凍能力。 二、水冷卻系統(tǒng)1.水冷系組成及工作原理水冷卻系統(tǒng)具有冷卻可靠、布置緊湊、噪聲小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用較為廣泛，水冷卻系統(tǒng)主要由水箱、風(fēng)扇、水泵、水管、水套、節(jié)溫器和水溫監(jiān)測(cè)、控制裝置等組成。如(圖 7-1).水冷系主要部件是由水套、水泵、風(fēng)扇、散熱器、導(dǎo)風(fēng)圈、水管、水溫表、感溫管、節(jié)溫器和百葉窗等組成。 水冷式以冷卻液為介質(zhì)，熱量由機(jī)件傳給冷卻液，靠冷卻液的流動(dòng)把熱量帶走，再散發(fā)到大氣中去，使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度降低而進(jìn)行冷卻的一系列裝置，散熱后的冷

7、卻液再重新流回到受熱機(jī)件處。適當(dāng)?shù)恼{(diào)解水路和冷卻的強(qiáng)度，就能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛采用的是水冷系。桑塔納、豐田、解放CA6102型等汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系的一般組成及循環(huán)路線，如圖7-1所示。水冷系一般都由水泵強(qiáng)制給水(或冷卻液)在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的，故稱為強(qiáng)制循環(huán)式水冷系。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋和氣缸體中都鑄造出貯水的、連通的夾層空間9，稱為水套，其作用是讓水接近受熱的高溫零件，并可在其中循環(huán)流動(dòng)。水泵6將冷卻液由機(jī)外吸人并加壓，使之經(jīng)分水管9流人發(fā)動(dòng)機(jī)缸體水套。這樣，冷卻水從氣缸壁吸收熱量，溫度升高；流到氣缸蓋水套，再次受熱升溫后，沿水管進(jìn)入散熱器2內(nèi)。經(jīng)風(fēng)扇4的強(qiáng)力抽

8、吸，空氣流由前向后高速通過(guò)散熱器。最終使受熱后的冷卻水在流經(jīng)散熱器的過(guò)程中，其熱量不斷地通過(guò)散熱器，散發(fā)到大氣中去。同時(shí)，使水本身得到冷卻。冷卻了的冷卻液流到散熱器的底部后，又在水泵的加壓下，經(jīng)水管再壓入水套8，如此不斷地循環(huán)。從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫條件下工作的零件不斷地得到冷卻，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。 本田轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)布置，如圖7- 3 所示。2.水冷系主要零部件1.膨脹水箱膨脹水箱，其上部是一個(gè)較細(xì)的軟管與水箱的加水管相連，底部通過(guò)水管與水泵的進(jìn)水管相連接，通常為至少高于散熱器。膨脹水箱多半透明材料（如塑料）制成。透過(guò)箱體可以直接方便的觀察到液面的高度，無(wú)需打開(kāi)散熱器蓋。 膨脹水箱的

9、作用是把冷卻系統(tǒng)變成永久封閉系統(tǒng)，減少了冷卻液的損失，避免空氣不斷地進(jìn)入，該系統(tǒng)內(nèi)造成氧化、穴蝕、使冷卻系中水、氣分離，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力穩(wěn)定，提高水泵的泵水量。2.散熱器散熱器用導(dǎo)熱性好的材料制成，散熱器主要是由上貯水室1、下貯水室5和散熱器芯(包括冷卻管和散熱帶)組成。上貯水室、下貯水室由散熱器芯連接一起，并裝在框架內(nèi)(框架固定在車架上)?？蚣苌线€設(shè)有護(hù)風(fēng)圈，其目的是起到風(fēng)向?qū)Я髯饔玫?。下水箱的出水?接水泵的進(jìn)水口，上水箱的進(jìn)水管2接缸蓋的出水口。上水箱上設(shè)有加水口6，并用加水口蓋封閉。在下貯水室中一般還裝有放水閥。散熱器芯的構(gòu)造型式有管片式、管帶式等,但其最終目的就是盡可能提高散熱能力。管

10、片式散熱器由許多冷卻管和散熱片組成。冷卻管是焊接在上、下貯水室之間的直管，是冷卻液的通道。當(dāng)空氣吹過(guò)冷卻管的外表面時(shí)，從而使管內(nèi)流動(dòng)的冷卻液得到冷卻。冷卻管大多采用扁圓形斷面，因?yàn)楸夤芘c圓管相比，在容積相同的情況下具有較大的散熱面積；當(dāng)管內(nèi)的水凍結(jié)膨脹時(shí)，扁管可以借其橫斷面變形而免于破裂。為了進(jìn)一步提高散熱效果，在冷卻管外面橫向套裝了很多金屬薄片(散熱片)來(lái)增加散熱面積，同時(shí)增加了整個(gè)散熱器的剛度和強(qiáng)度。如圖7-6所示。管帶式散熱器，其中散熱帶與冷卻管相間排列。散熱帶呈波紋狀，為了提高散熱能力，在散熱帶上一般開(kāi)有形似百葉窗的縫孔，用來(lái)破壞空氣流在散熱帶表面上附面層，從而提高散熱能力。這種散熱器

11、芯與管片式相比，具有散熱能力較強(qiáng)，制造工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)剛度不如管片式好，一般在使用條件較好的轎車上得到廣泛采用。隨著我國(guó)道路條件的改善，這種管帶式管芯在中型貨車上也開(kāi)始采用。散熱器芯一般多用導(dǎo)熱性好的黃銅、鋁或鋁錳合金制造。為了節(jié)省銅，近來(lái)鋁制散熱器有很大發(fā)展。常見(jiàn)水冷系的散熱器蓋具有自動(dòng)閥門，發(fā)動(dòng)機(jī)熱狀態(tài)正常時(shí)，閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開(kāi)，防止水蒸氣逸出，使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，從而可增高冷卻液的沸點(diǎn)，防止冷卻系發(fā)生“開(kāi)鍋”現(xiàn)象。但如果冷卻系中水蒸氣過(guò)多，將使冷卻系壓力過(guò)大，可能導(dǎo)致散熱器破裂。因此必須在加水口處設(shè)置排出水蒸水的通道。因而在冷卻系內(nèi)壓力過(guò)高或過(guò)

12、低時(shí)，自動(dòng)閥門則開(kāi)啟以使冷卻系與大氣相通。具有空氣-蒸汽閥的散熱器蓋，其構(gòu)造如圖7-7 所示。裝有蒸汽閥2和空氣閥3的散熱器蓋4，緊蓋在加水口上。由于在一般情況下，兩閥均在彈簧力作用下處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)散熱器中壓力升高到一定數(shù)值(一般為00260037MPa)時(shí)，蒸汽閥2便開(kāi)啟而使水蒸汽順管1排出，如圖7-7b所示。當(dāng)水的溫度下降，冷卻系中產(chǎn)生的真空度達(dá)一定數(shù)值(一般為0.010.02MPa)，空氣閥3開(kāi)啟，空氣即從管1進(jìn)入冷卻系，如圖7-7a所示，以防止水管及貯水室被大氣壓癟。轎車的散熱器蓋的蒸汽閥開(kāi)啟壓力可達(dá)0.1MPa，而水的沸點(diǎn)可升高至120。顯然，這種散熱器與環(huán)境空氣溫差大，故散熱能力

13、較強(qiáng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)熱狀態(tài)下開(kāi)啟散熱器蓋時(shí)，應(yīng)緩慢旋開(kāi)，使冷卻系內(nèi)壓力逐漸降低，以免被噴出的熱水燙傷。桑塔納2000型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器蓋安裝在膨脹水箱上，它帶有自動(dòng)閥門，如圖79所示，平時(shí)嚴(yán)密蓋緊，冷卻系與大氣隔斷。當(dāng)系統(tǒng)溫度上升時(shí)，冷卻系內(nèi)冷卻液的壓力高于大氣壓，這樣可提高冷卻液的沸點(diǎn)，加大冷卻液溫度與外界大氣溫度的差值，提高散熱能力。蒸汽閥2的開(kāi)啟壓力為0.12MPa，此時(shí)冷卻液沸點(diǎn)可達(dá)135，其散熱能力很強(qiáng)。3.風(fēng)扇風(fēng)扇般安裝在散熱器后面，并與水泵同軸。風(fēng)扇的作用是提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力。風(fēng)扇常用的材料是鋼板，經(jīng)沖壓成形。近年來(lái)為簡(jiǎn)化工藝、降低成本，已開(kāi)始在轎

14、車上使用整體壓鑄成的尼龍風(fēng)扇，也有用鋁合金板制作的如奧迪轎車和依維柯輕型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇即采用高強(qiáng)度工程塑料注塑而成。風(fēng)扇葉片的數(shù)量一般是46片，大多數(shù)采用螺旋槳式風(fēng)扇。橫斷面多為弧形，也有鑄成翼形斷面的，如圖7-10所示。葉片應(yīng)與風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)平面安裝成一定的傾斜角(一般為30°45°)。為減少葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音，葉片之間的夾角不是均勻排列的。有些汽車發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的葉片，將外緣端部沖壓成彎曲狀以增加風(fēng)量。為提高風(fēng)扇的效率，減少空氣回流現(xiàn)象，在風(fēng)扇的圓周外裝圓形擋風(fēng)圈。目前應(yīng)用較多、較先進(jìn)的風(fēng)扇是帶有輔助葉片的導(dǎo)流風(fēng)扇在葉片表面鑄有凸起其優(yōu)點(diǎn)是增加空氣的徑向流量，防止在葉片

15、表面產(chǎn)生附面層和渦流現(xiàn)象，改善了冷卻性能，降低了噪音。風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)一般同時(shí)由曲軸帶輪通過(guò)三角皮帶驅(qū)動(dòng)，如圖7-11所示。般將發(fā)電機(jī)的支架作成可移動(dòng)式，以調(diào)節(jié)皮帶的張緊度。皮帶過(guò)松，將引起皮帶相對(duì)帶輪打滑，使風(fēng)扇的扇風(fēng)量減少，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱及發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率下降；皮帶過(guò)緊，將增加發(fā)電機(jī)軸承的磨損。因此要求皮帶必須保持合適的松緊度，一般用大拇指以3050N的力，按下皮帶產(chǎn)生1015mm的撓度為宜，如圖7-12所示。桑塔納2000型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)有兩套風(fēng)扇，且不與水泵同軸。其一由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其二是由電動(dòng)風(fēng)扇帶動(dòng)的從動(dòng)風(fēng)扇(由第一只風(fēng)扇帶動(dòng))，并由受冷卻液溫度作用的溫度開(kāi)關(guān)控制。而桑塔納2000型轎車AJR發(fā)

16、動(dòng)機(jī)的兩只風(fēng)扇都有獨(dú)立的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。設(shè)置兩只風(fēng)扇，滿足了散熱器長(zhǎng)寬比大及散熱器面積大的需要，排風(fēng)量大，散熱效果好。電動(dòng)風(fēng)扇與熱敏開(kāi)關(guān)配合使用，能做好自動(dòng)控制，并且不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。熱敏開(kāi)關(guān)一般位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體出水管口。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，自動(dòng)控制風(fēng)扇兩檔轉(zhuǎn)速，來(lái)改變散熱器的空氣流量。下面以桑塔納2000發(fā)動(dòng)機(jī)AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)為例，來(lái)說(shuō)明風(fēng)扇一檔、二檔的控制溫度。如圖7-13、7-14所示。 風(fēng)扇一檔：工作溫度9297，關(guān)閉溫度8491，工作轉(zhuǎn)速2300rmin； 風(fēng)扇二檔：工作溫度99105，關(guān)閉溫度9398，工作轉(zhuǎn)速2800r/min。4.水泵水泵的作用是強(qiáng)制冷卻水在冷卻系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。汽

17、車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用離心式水泵，東風(fēng)EQl090型汽車EQ6100Q1型發(fā)動(dòng)機(jī)的離心式水泵示。水泵軸12用兩套滾珠軸承11安裝在水泵殼體1的軸承座孔中，靠軸承座的臺(tái)肩和隔套16、卡環(huán)15進(jìn)行軸向定位。水泵軸的一端裝有葉輪2，并用螺釘5緊固，凸緣14用半圓鍵13裝在水泵軸的另一端，用開(kāi)口螺母和開(kāi)口銷緊固止鎖。風(fēng)扇和風(fēng)扇帶輪裝腔凸緣盤上。水泵的工作在用泵蓋9、墊片8和螺釘緊固封閉，蓋板外緣有孔，是水泵的出水口，當(dāng)水泵安裝在氣缸體的前端面上時(shí)，它與缸體上的進(jìn)水口吻合相通。在葉輪2的前端裝有水封，帶有兩凸緣的夾布膠木墊圈3卡在水泵殼內(nèi)腔環(huán)形端面上的兩槽中，以防轉(zhuǎn)動(dòng)。彈簧7通過(guò)水封環(huán)18將水封皮碗6的一端壓

18、在水封座圈10上(水封座圈壓在外殼內(nèi))，而另一端壓向夾布膠木密封墊圈3上；夾布膠木墊圈又壓在水泵葉輪輪轂的端面之上，其目的是防止水泵內(nèi)腔的水沿水泵軸向前滲漏。當(dāng)少量的水滴由水封處滲出時(shí)，為避免浸泡軸承，破壞軸承潤(rùn)滑，滲漏的水可由泄水口C處流出。如停車后，仍從C孔處漏水不止，則需及時(shí)檢修水封。在使用過(guò)程中，應(yīng)定期從油嘴17向軸承內(nèi)注入鈣基潤(rùn)滑脂。水泵的動(dòng)力是曲軸皮帶輪經(jīng)帶V帶傳至風(fēng)扇帶輪，再通過(guò)凸緣帶動(dòng)水泵軸和水泵葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。離心式水泵的工作原理是當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的水被葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，并在本身離心力的作用下，甩向葉輪的邊緣，然后沿水泵殼內(nèi)腔與葉輪成切線方向的出水管壓送到氣缸體的水套中：與此同

19、時(shí)，葉輪中心處壓力降低，散熱器下貯水箱的水便從進(jìn)水管被吸到葉輪中心部位。桑塔納2000轎車發(fā)動(dòng)機(jī)(AJR型)，水泵殼與氣缸體鑄成一體，加大了氣缸蓋排氣側(cè)水道的流通截面。冷卻系統(tǒng)與桑塔納LX型轎車的JV型發(fā)動(dòng)機(jī)大體相同，圖7-16 所示，為其水泵結(jié)構(gòu)剖面圖。其中水泵葉輪用工程塑料壓注成形，它裝在雙連軸承的一端，另一端泵軸軸頭安裝帶輪，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶驅(qū)動(dòng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)。離心式水泵的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、出水量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便。另外，當(dāng)水泵由于故障而停止工作時(shí)，也并不妨礙冷卻水在冷卻系內(nèi)的自然循環(huán)。7.3水冷卻強(qiáng)度的調(diào)節(jié)裝置為使汽車適應(yīng)不同環(huán)境條件的變化（轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、環(huán)境、氣候），要求能夠調(diào)節(jié)

20、冷卻系的冷卻強(qiáng)度，保證發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在最佳的溫度狀況下工作。在冷卻系統(tǒng)中調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度采取的措施是：改變通過(guò)散熱器的空氣流量和改變冷卻水的流量。利用百葉窗和各種自動(dòng)風(fēng)扇離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)改變通過(guò)散熱器的空氣流量。近年來(lái)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用各種自動(dòng)式(如硅油式、機(jī)械式和電磁式)風(fēng)扇離合器，控制風(fēng)扇的扇風(fēng)量以改變冷卻強(qiáng)度。風(fēng)扇離合器是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度自動(dòng)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到改變通過(guò)散熱器的空氣流量的目的。 利用節(jié)溫器來(lái)控制通過(guò)散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中，一般裝在氣缸蓋出水口處， 1.百葉窗百葉窗和保溫簾是起到調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量作用的，二者不是同時(shí)設(shè)置的。駕駛員可以通過(guò)駕駛室里的拉桿和與之相連的拉

21、索來(lái)操縱百葉窗或保溫簾的開(kāi)度。當(dāng)環(huán)境溫度較低（如冬天)或冷卻水溫度過(guò)低時(shí)，可以減小百葉窗或保溫簾的開(kāi)度；當(dāng)環(huán)境溫度較高(如夏天。，或冷卻水溫過(guò)高時(shí)，可以增大百葉窗或保溫簾的開(kāi)度。2.硅油風(fēng)扇離合器硅油風(fēng)扇離合器安裝在風(fēng)扇與水泵之間，如圖7-18 所示北京切諾基汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的硅油風(fēng)扇離合器，主動(dòng)軸11與水泵軸之間通過(guò)螺栓連成一體，主動(dòng)板7連接在主動(dòng)軸11的前端，從動(dòng)板8與前蓋、殼體連成一體，風(fēng)扇15固定在殼體上。從動(dòng)板8與前蓋之間形成貯油室，其內(nèi)部充滿了粘度很大的硅油。主動(dòng)板7與殼體之間形成工作室。從動(dòng)板上有進(jìn)油孔 A，在常溫下，進(jìn)油孔A被閥片6蓋住，硅油不能從貯油室進(jìn)人工作室，這時(shí)離合器處

22、于分離狀態(tài)。主動(dòng)板7、主動(dòng)軸11與水泵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)扇隨殼體在主動(dòng)軸上空轉(zhuǎn)打滑，這時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，主要來(lái)自軸承微小的摩擦力，因此轉(zhuǎn)速很低，流過(guò)散熱器的空氣量相對(duì)較小，冷卻系的冷卻強(qiáng)度相對(duì)較低。當(dāng)流經(jīng)散熱器的空氣溫度升高時(shí)，即冷卻液溫度升高時(shí)，雙金屬螺旋彈簧4受熱變形，迫使閥片軸6相對(duì)于從動(dòng)板8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)閥片6轉(zhuǎn)動(dòng)，打開(kāi)進(jìn)油孔A，于是硅油進(jìn)人工作室，由于主動(dòng)板7與從動(dòng)板8之間工作面處的縫隙中進(jìn)入了粘度很大的硅油，主動(dòng)板7利用硅油的粘性即可帶動(dòng)從動(dòng)板和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)風(fēng)扇離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速升高。硅油可以在其離心力的作用下，經(jīng)回油孔B從工作室中返回到貯油室中，因?yàn)橹鲃?dòng)板轉(zhuǎn)速高、離心力大

23、，從動(dòng)板轉(zhuǎn)速低、離心力小，兩離心力之差可以驅(qū)動(dòng)硅油從工作室流向貯油室。從而使硅油在工作室與貯油室之間循環(huán)流動(dòng)，這樣就可以防止工作室中硅油溫度過(guò)高。流過(guò)散熱器的空氣溫度越高，雙金屬感溫彈簧4的變形越大，進(jìn)油孔2的開(kāi)度越大，進(jìn)人工作室9中的硅油量就越多，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也就越高；若流過(guò)散熱器的空氣溫度下降，雙金屬螺旋彈簧5恢復(fù)原狀，閥片3關(guān)閉進(jìn)油孔2，在其離心力的作用下，硅油經(jīng)回油孔B從工作室返回到貯油室，離合器又回到分離狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速又變得很低。硅油風(fēng)扇離合器的優(yōu)點(diǎn)：功率損失小，燃油消耗率低，噪聲小，還可以延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。解放CA6102型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了硅油風(fēng)扇離合器。靈敏度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

24、工作可靠，易于維修。3.電磁風(fēng)扇離合器電磁風(fēng)扇離合器的結(jié)構(gòu)如圖7-20所示， 風(fēng)扇離合器用螺母8固定在水泵軸9上，電磁風(fēng)扇離合器由主動(dòng)和從動(dòng)兩部分組成。主動(dòng)部分的組成：具有三角皮帶槽的電磁殼體3、線圈2、滑環(huán)和摩擦片4。從動(dòng)部分由：用球軸承裝在電磁殼體上的風(fēng)扇轂7，以及可隨導(dǎo)銷6作軸向移動(dòng)的銜鐵環(huán)12等組成。線圈2用環(huán)氧樹(shù)脂固定在電磁殼體內(nèi)。引線殼體15裝在防護(hù)罩上，其中心孔內(nèi)的電刷16靠彈簧14壓于滑環(huán)上，接線柱13通過(guò)導(dǎo)線與水溫感應(yīng)開(kāi)關(guān)相連接。電磁風(fēng)扇離合器的工作過(guò)程：當(dāng)冷卻水溫度低于92時(shí)，水溫感應(yīng)開(kāi)關(guān)的電路不通，線圈2不通電，離合器處于分離狀態(tài)；當(dāng)水溫超過(guò)92時(shí)，水溫感應(yīng)開(kāi)關(guān)的電路自動(dòng)

25、接通，線圈2通電，電磁殼體吸引銜鐵環(huán)將摩擦片壓緊，離合器處于接合狀態(tài)。4.乙醚折疊式節(jié)溫器乙醚式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)，如圖7-21右圖所示。節(jié)溫器外殼上的旁通孔8正對(duì)著氣缸蓋出水管的旁通管，旁通管與水泵進(jìn)水口連接。節(jié)溫器由具有彈性的折疊式的密閉圓筒1用黃銅制成，內(nèi)裝有易于揮發(fā)的乙醚。筒內(nèi)液體的蒸氣壓力隨著周圍溫度而變化，故圓筒高度也隨溫度而變化。圓的下端焊接在支架7 L，支架7則固定在節(jié)溫器的外殼上，因此，圓筒下端位置是固定不變的。圓筒的上端焊有側(cè)閥門2和桿3，桿3上又焊有上閥門5。因此，當(dāng)折疊式圓筒高度改變時(shí)，側(cè)閥門及上閥門將隨圓筒上端一起上下移動(dòng)。折疊式節(jié)溫器的工作過(guò)程：(1)當(dāng)冷卻水溫度高于80

26、ºC時(shí)，冷卻水應(yīng)全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)。此時(shí)節(jié)溫器的上閥門完全開(kāi)啟，而側(cè)閥門將旁通孔8完全關(guān)閉，如圖7-21所示。(2)當(dāng)冷卻水溫度大約低于70ºC時(shí)，折疊式圓筒內(nèi)的蒸氣壓力很低，使圓筒收縮劍最小高度，如圖7-21 所示。上閥門壓在閥座4上，即上閥門關(guān)閉，同時(shí)側(cè)閥門打開(kāi)；此時(shí)切斷了發(fā)功機(jī)水套通向散熱器的水路，水套內(nèi)的水只能由旁通孔8流出經(jīng)旁通管進(jìn)人水泵，又被水泵壓入發(fā)動(dòng)機(jī)水套，此時(shí)冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只是在水套與水泵間循環(huán)，即形成小循環(huán)，從而防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷，并使冷發(fā)動(dòng)機(jī)迅速而均勻地?zé)崞饋?lái)。3)當(dāng)水溫在70ºC-80ºC范圍內(nèi)時(shí)上閥門與側(cè)閥門便處與溫

27、度相適應(yīng)的中間位置，此時(shí)只有部分冷卻水流經(jīng)散熱器。另外，上閥門上的通氣閥是用來(lái)將閥門上面的出水管內(nèi)腔與發(fā)動(dòng)機(jī)水套相連通，使在加注冷卻水時(shí)，水套內(nèi)的空氣可以通過(guò)孔10排出，以保證水能充滿水套5.蠟式節(jié)溫器蠟式節(jié)溫器的工作原理是：當(dāng)溫度升高時(shí)，節(jié)溫器外殼中的石蠟由固體變?yōu)橐后w，體積增大，在外殼容積不能增大的情況下，石蠟擠壓橡膠套，橡膠套收縮將反推桿向外推，因反推桿固定在支架上不能移動(dòng)，只能使外殼壓縮彈簧向下移動(dòng)并帶動(dòng)閥門下行，成為圖722所示的開(kāi)啟狀態(tài)；當(dāng)溫度下降，石蠟變?yōu)楣腆w收縮，橡膠套恢復(fù)原形，在彈簧作用下關(guān)閉閥門。 雙閥門蠟式節(jié)溫器是雙閥折疊式節(jié)溫器和單閥蠟式節(jié)溫器兩種結(jié)構(gòu)綜合為一體的產(chǎn)物。

28、節(jié)溫器的上半部采用折疊式節(jié)溫器上的主閥門和旁通閥門的結(jié)構(gòu)，下半部的感應(yīng)體則采用單閥蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)。雙閥門節(jié)溫器工作時(shí)，由于感應(yīng)體位置被節(jié)溫器支架和外殼固定，因此，橡膠套對(duì)反推桿的推力，形成壓縮彈簧向上推動(dòng)旁通閥的同時(shí)并向上推動(dòng)主閥門，結(jié)果是關(guān)閉旁通閥，開(kāi)啟主閥門。其工作原理是：當(dāng)冷卻系的水溫低于349K(76)時(shí)，感應(yīng)體內(nèi)的石蠟是固體，在彈簧的作用下反推桿伸進(jìn)橡膠套內(nèi)，旁通閥被推向下方，成開(kāi)啟狀態(tài)，主閥門下行成關(guān)閉狀態(tài)。冷卻系中的循環(huán)水，從氣缸蓋出水口經(jīng)旁通閥直接進(jìn)入水泵進(jìn)水口，這種從水泵加壓進(jìn)入水套，再由氣缸蓋出水口出來(lái)直接又回入水泵的循環(huán)，稱為小循環(huán)，在冷機(jī)起動(dòng)和水溫較低時(shí)使用。 當(dāng)冷卻

29、系水溫升高，超過(guò)349K(76)時(shí)，石蠟開(kāi)始變?yōu)橐后w，體積增大，將反推桿向上推，則壓縮彈簧，關(guān)閉旁通閥，打開(kāi)主閥門，從氣缸蓋出水口出來(lái)的水則經(jīng)主閥門和進(jìn)水管進(jìn)入散熱器上貯水箱，經(jīng)冷卻后流到下貯水箱，再由出水口被吸入水泵的進(jìn)水口經(jīng)水泵加壓送入氣缸體分水管或水套中。 國(guó)外有些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都裝有兩個(gè)以上的節(jié)溫器，如日產(chǎn)PD6型柴油機(jī)在回水歧管前裝有三個(gè)節(jié)溫器。日產(chǎn)RD8型發(fā)動(dòng)機(jī)裝有兩個(gè)節(jié)溫器，其目的是為了避免水壓和水溫的急劇變化，防止由于其中一個(gè)節(jié)溫器失效而引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。如日產(chǎn)PD6發(fā)動(dòng)機(jī)有三個(gè)節(jié)溫器，一個(gè)是在水溫349K(76)時(shí)開(kāi)啟，達(dá)到363K(90)時(shí)全開(kāi)；另一個(gè)是355K(82)時(shí)開(kāi)啟，3

30、68K(95)時(shí)全開(kāi)；當(dāng)水溫超過(guò)368K(95)時(shí)第三個(gè)節(jié)溫器才開(kāi)啟，冷卻系的小循環(huán)通道才全部關(guān)閉，冷卻水才全部流經(jīng)散熱器，實(shí)現(xiàn)冷卻系的大循環(huán)。乙醚式節(jié)溫器閥門的開(kāi)啟是靠筒中易揮發(fā)液體形成的蒸氣壓力的作用，故對(duì)冷卻系的工作壓力較敏感，而蠟式節(jié)溫器則對(duì)冷卻系的工作壓力不敏感，而且與折疊式節(jié)溫器相比還有著工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，制造方便，容易大量生產(chǎn)，成本低等優(yōu)點(diǎn)，故乙醚式節(jié)溫器目前有逐漸被蠟式節(jié)溫器取代的趨勢(shì)。7.4風(fēng)冷卻系統(tǒng) 現(xiàn)代風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋都用導(dǎo)熱性良好的鋁合金鑄造，氣缸和氣缸蓋的表面均布了散熱片，它與氣缸體或氣缸蓋鑄成一體，氣缸蓋和氣缸體上部的散熱片也比氣缸體下部的長(zhǎng)一些，這樣可以加強(qiáng)冷卻。在某些多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的總長(zhǎng)度，將氣缸上下部分的散熱片都做成一樣長(zhǎng)