第7章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

汽車拖拉機(jī)學(xué)第七章發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)張黎驊AUTOMOBILEANDTRACTOR主要內(nèi)容第一節(jié)冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)及方式第二節(jié)冷卻系統(tǒng)的組成及工作原理第三節(jié)水冷系統(tǒng)主要機(jī)件第一節(jié)冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)及方式1.冷卻系功用將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜（80～90℃）的溫度狀態(tài)下工作。冷卻過(guò)度冷卻不足發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，充氣效率下降，早燃和爆燃傾向加大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；零件間間隙變小，導(dǎo)致不能正常運(yùn)動(dòng)，甚至卡死、損壞；潤(rùn)滑油粘度減小，潤(rùn)滑不良，使零件磨損加劇。發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷，進(jìn)入氣缸的混合氣或空氣溫度低而點(diǎn)燃困難，造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、油耗上升；潤(rùn)滑油粘度增大，零件磨損加劇。2.冷卻系類型水冷系

是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動(dòng)機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。風(fēng)冷系

是以空氣作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動(dòng)機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。水冷系的優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，冷卻均勻，布置緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小。自然循環(huán)冷卻系統(tǒng)和強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)。目前的水冷系一般都采用強(qiáng)制循環(huán)冷卻方式。強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)：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)。第二節(jié)冷卻系統(tǒng)的組成及工作原理水冷系大都是由散熱器、水泵、風(fēng)扇、分水管、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。1.強(qiáng)制式水冷系統(tǒng)散熱器水溫表節(jié)溫器水泵水溫傳感器分水管水套出水管進(jìn)水管風(fēng)扇水冷系的工作過(guò)程根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高低，水冷系有兩種冷卻循環(huán)路線：大循環(huán)和小循環(huán)。水泵強(qiáng)制冷卻水循環(huán)，冷卻水在水套內(nèi)吸收熱量后，流經(jīng)散熱器，將熱量散發(fā)到空氣中，然后再流入水套。如此循環(huán)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳溫度下工作。大循環(huán)小循環(huán)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時(shí)，即水溫高于80℃，冷卻水應(yīng)全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)。此時(shí)節(jié)溫器的主閥門完全開啟，而側(cè)閥門將旁通孔完全關(guān)閉。（1）大循環(huán)（2）小循環(huán)當(dāng)水溫低于70℃時(shí)，水不經(jīng)過(guò)散熱器（只流經(jīng)節(jié)溫器側(cè)閥門）而進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng)。2.風(fēng)冷系統(tǒng)

是利用高速空氣流直接吹過(guò)氣缸蓋和氣缸體的外表面，把發(fā)動(dòng)機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。風(fēng)扇1、導(dǎo)流板2、散熱片3、氣缸導(dǎo)流罩4、分流板5組成。散熱器（水箱）由上水室、散熱器芯和下水室等組成。其功用是增大散熱面積，加速水的冷卻。第三節(jié)水冷系統(tǒng)主要部件散熱器芯管片式：由冷卻管和扁形散熱片組成。剛度和強(qiáng)度較大。管帶式：由冷卻管和折疊散熱帶組成，散熱能力較強(qiáng)、制造工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低；但剛度較小。管片式管帶式管片式由冷卻管和扁形散熱片組成。剛度和強(qiáng)度較大。管帶式由冷卻管和折疊散熱帶組成，散熱能力較強(qiáng)、制造工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低；但剛度較小。散熱器蓋蒸汽—空氣閥開蓋時(shí)注意：緩慢旋開，防止?fàn)C傷空氣閥蒸汽閥彈簧蒸汽管補(bǔ)償水箱（膨脹水箱）工作原理：冷卻液受熱膨脹流入補(bǔ)償水箱，冷卻后，散熱器壓力降低，冷卻水流回。用于閉式冷卻系，減少冷卻液損失；避免空氣進(jìn)入，在冷卻系內(nèi)造成氧化和穴蝕等不良現(xiàn)象；使冷卻系中水氣分離；保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，提高水泵泵水量。通常與補(bǔ)償水箱做成一體。工作原理功能水泵

對(duì)冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動(dòng)，保證冷卻可靠。車用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用離心式水泵。風(fēng)扇

提高通過(guò)散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。風(fēng)扇通常安排在散熱器后面，并與水泵同軸。當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)空氣產(chǎn)生吸力，使之沿軸向流動(dòng)。空氣流由前向后通過(guò)散熱器芯，使流經(jīng)散熱器芯的冷卻水加速冷卻。風(fēng)扇材料：鋼板、尼龍、鋁合金、工程塑料等風(fēng)扇葉片的安裝傾斜角不均勻，目的是減少振動(dòng)和噪聲風(fēng)扇皮帶調(diào)整：過(guò)松會(huì)打滑，過(guò)緊會(huì)增加軸承磨損。水冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置作用：改變流經(jīng)散熱器的空氣量；改變流經(jīng)散熱器的冷卻水量。作用：改變空氣量。（1）百葉窗風(fēng)扇離合器改變流經(jīng)散熱器的空氣量，控制風(fēng)扇的起作用時(shí)間、扇風(fēng)量和扇風(fēng)強(qiáng)度。主要部件：溫控開關(guān)即達(dá)到一定溫度時(shí)，風(fēng)扇離合器結(jié)合，風(fēng)扇起作用。試驗(yàn)表明，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，只有10％的時(shí)間風(fēng)扇起作用。風(fēng)扇離合器的類型硅油風(fēng)扇離合器：利用一定溫度時(shí)，硅油體積變化帶動(dòng)離合器結(jié)合。電磁風(fēng)扇離合器：達(dá)到一定溫度時(shí)，水溫感應(yīng)開關(guān)的電路接通，離合器結(jié)合。節(jié)溫器功用：改變通過(guò)散熱器的冷卻水流量。類型：蠟式節(jié)溫器、乙醚折疊式節(jié)溫器（1）蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)和工作原理蠟式節(jié)溫器（2）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫升高時(shí)（70℃以上），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(duì)反推桿上端頭產(chǎn)生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對(duì)橡膠管、感應(yīng)體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟。（3）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)到80℃以上時(shí)，閥門全開，來(lái)自氣缸蓋出水口的冷卻水流向散熱器，而進(jìn)行大循環(huán)。結(jié)構(gòu)：蠟式節(jié)溫器在橡膠管和感應(yīng)體之間的空間里裝有石蠟，為提高導(dǎo)熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉。（1）常溫時(shí)，石蠟呈固態(tài)，閥門壓在主閥座上。工作原理折疊式節(jié)溫器膨脹筒式節(jié)溫器是由具有彈性的、折疊式的密閉圓筒（用黃銅制成），內(nèi)裝有易于揮發(fā)的乙醚。主閥門和側(cè)閥門隨膨脹筒上端一起上下移動(dòng)。膨脹筒內(nèi)液體的蒸氣壓力隨著周圍溫度的變化而變化，故圓筒高度也隨溫度而變化。水溫高于80℃時(shí)，主閥門完全開啟，側(cè)閥門關(guān)閉，大循環(huán)。水溫低于70℃時(shí)，