發動機冷卻系

概述

水冷系

風冷系

變速器機油冷卻系

一、冷卻系功用使發動機得到適度的冷卻，并保持其在最適宜地溫度范圍內工作。

§4.1概述

1、發動機過熱、過冷的危害發動機過熱發動機過冷充氣效率低，早燃和爆燃易發生，發動機功率下降運動機件易損壞潤滑油粘度減小、潤滑油膜易破裂加劇零件磨損

燃燒困難，功率低及油耗高潤滑油粘度增大，零件磨損燃油凝結而流入曲軸箱，增加油耗，且機油變稀，從而導致功率下降，磨損增加

發動機冷卻系的作用2、冷卻系功用使發動機得到適度冷卻，防止發動機過冷、過熱以保證發動機在正常的溫度范圍內工作冷卻程度后果過冷

熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油，磨損加劇。不足

發動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，發動功率下降潤滑不良，加劇磨損。

二、不正常冷卻對發動機的影響三、冷卻系的分類{水冷風冷根據冷卻介質的不同分:水冷卻系統風冷卻系統.1、風冷冷卻介質是空氣利用氣流使散熱片的熱量散到大氣中傳動油冷卻器冷卻風扇機油冷卻器氣缸體缸蓋油底殼2、水冷冷卻介質是“水”。通過冷卻水的不斷循環，從發動機水套中吸收多余的熱量，并散發到大氣中發動機機體水箱水泵四、正常冷卻時的發動機溫度系統溫度范圍水冷系氣缸蓋內冷卻水溫度在353～363K,氣缸壁的溫度不超過470～550K。風冷系

氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為423～453K和433～473K.5、水冷系與風冷系的優缺點及適用范圍系統水冷系風冷系適用范圍優缺點比較冷卻強度大，易調節，便于冬季啟動廣泛用于汽車發動機冷卻效果差，噪音大，功耗大僅用于小排量及軍車發動機三、水冷系的組成。水冷系示意圖采用強制循環式，利用水泵將冷卻水在水套和散熱器之間進行循環來冷卻。組成：風扇、水泵、水套、散熱器、節溫器。百葉窗(溫度調節裝置)。風冷式示意圖（圖7－2）1、水冷系的組成①水泵②水套③散熱器將冷卻水升壓位于缸體及缸蓋內，吸熱熱量散失④分水管⑤調溫裝置⑥指示及報警裝置各缸水流均勻節溫器、風扇離合器及百葉窗水溫表、高溫警告燈三、冷卻系的組成及水路循環桑塔納轎車水冷系統膨脹水箱發動機水套水箱風扇水管水泵節溫器點此觀看水冷系的組成錄像三、冷卻水的循環路線。

冷卻水在冷卻系內的循環流動路線有兩條，一條為大循環，另一條為小循環。

所謂大循環是水溫高時，水經過散熱器而進行的循環流動；而小循環就是水溫低時，水不經過散熱器而進行的循環流動，從而使水溫升高。小循環大循環節溫器1、小循環：當發動機溫度低于70℃時，節溫器關閉。水泵缸體水套節溫器小循環管水泵2、大循環：當發動機溫度大于80℃時，節溫器打開水泵缸體水套節溫器大循環管散熱器水泵節溫器工作原理來自發動機至小循環管至散熱器低溫時高溫時

當水溫低于358K時，主閥關，副閥開—小循環。

當水溫高于358K時低于378K時，主閥漸開，副閥漸關—大小循環同時進行。

當水溫高于378K時，主閥全開，副閥關—大循環。冷卻系的大小循環實質通常利用節溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節溫器裝在冷卻水循環的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，以達到調節冷卻系的冷卻強度。當發動機在正常熱狀態下工作時，即水溫高于80℃，節溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經散熱器，形成大循環；當冷卻水溫低于70℃時，節溫器閥門關閉了通往散熱器的通道，同時打開了通往水泵的旁通管，水套內的水只能由旁通孔流出經旁通管進入水泵，又被水泵壓入發動機水套，此時冷卻水并不流經散熱器，只在水套與水泵之間進行小循環，從而防止發動機過冷；當發動機的冷卻水溫在70～80℃范圍內，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉狀態，此時一部分水進行大循環，而另一部分水進行小循環。二、水冷系的主要部件1、散熱器

散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發動機前的車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發至外界大氣，使水溫下降。上水箱散熱器蓋下水箱散熱器芯出水管口進水管安裝處散熱器構造:

上、下水箱貯存冷卻水散熱器芯吸收熱量進水口與缸蓋上出水口相連上水箱上設有加水口，并用散熱器蓋封閉下水箱底部開有出水口和放水開關上貯水室下貯水室散熱器蓋冷卻管散熱器芯散熱片放水開關四、主要部件的構造

作用：將高溫冷卻液的熱量傳遞給空氣，使冷卻液溫度降低。1、散熱器材料：黃銅,鋁類型：管片式,管帶式.散熱器構造:

上、下水箱貯存冷卻水散熱器芯吸收熱量進水口與缸蓋上出水口相連上水箱上設有加水口，并用散熱器蓋封閉下水箱底部開有出水口和放水開關上貯水室下貯水室散熱器蓋冷卻管散熱器芯散熱片放水開關水箱的剖解結構常用散熱器芯的結構型式

（1）管片式由若干扁形或圓形冷卻管組成。

空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結構剛度較好廣為汽車發動機所使用。

（2）管帶式由若干扁平冷卻管組成

水管與散熱器相間排列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。管帶式管片式

散熱器蓋

汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的三熱氣蓋具有空氣——蒸汽閥，可自動調節冷卻系內部壓力，提高冷卻效果。

壓力閥真空閥壓力閥彈簧真空閥彈簧蓋

發動機熱態正常時，兩閥門關閉，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣的產生使冷卻系內的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。當散熱器內部壓力達到126～137Kpa時，蒸汽閥開啟而使水蒸汽從通氣孔排出；當水溫下降，冷卻系內部的真空度低于10～20Kpa時，空氣閥打開，空氣從通氣孔進入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。2、水泵

水泵的作用

對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環流動。

汽車上廣泛使用離心式水泵。它具有結構緊湊、泵水量大及因故障而停止工作時，不妨礙水在冷卻系內部自然循環等優點。

離心式水泵工作原理

當葉輪旋轉時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發動機水套內。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經進水管被吸進葉輪中心部分。1－水泵殼體2－葉輪3－進水管4－出水管水泵工作原理水泵軸轉動，冷卻水由進水管到葉輪中心，葉輪轉動產生離心力，經出水口積壓到汽缸體水套中去葉輪的中心部分形成低壓，散熱器中的冷卻水又從進水管泵入葉輪中心，如此循環不息進水管殼體葉輪出水管水泵殼體葉輪進水管出水管 水泵工作示意水泵的工作示意圖與東風汽車水泵有什么不同？水泵實例3、風扇

功用：風扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來提高流經散熱器的空氣流速和風量，增強散熱器的散熱能力，同時對發動機其他附件也有一定的冷卻作用。類型：車用發動機的風扇軸流式和離心式。軸流式風扇所產生的風，其流向與風扇軸平行；離心式風扇所產生的風，其流向為徑向。軸流式風扇效率高，風量大，結構簡單，布置方便。因而在車用發動機上得到了廣泛的應用。4、風扇功用：對空氣產生吸力，使之沿軸向流動。影響風量的因素：風扇的直徑、轉速、葉片形狀、葉片安裝角、葉片數目橫斷面形狀：弧形、翼形車用發動機采用軸流式風扇的三種型式

結構特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為4～6片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉平面成30°～45°的安裝斜角。整體風扇在轎車和輕型載貨汽車上應用較多。近年來轎車上還采用了電動風扇。

風扇常和發動機一起由曲軸帶輪通過V帶驅動。為調節V帶的張緊程度，通常將發電機的支架做成可調節的。可調節支架風扇的驅動V帶張緊裝置節溫器6、節溫器主閥門彈簧節溫器外殼膠管石蠟推桿功用：根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，從而控制通過散熱器冷卻水的流量。蠟式節溫器：4、節溫器

功用：根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，從而控制通過散熱器冷卻水的流量。

節溫器裝在冷卻水循環的通路中，根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，以達到調節冷卻系的冷卻強度。節溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數發動機采用蠟式節溫器。推桿彈簧主閥門石蠟膠管外殼節溫器工作原理來自發動機至小循環管至散熱器低溫時高溫時小循環大循環

當水溫低于358K時，主閥關，副閥開—小循環。

當水溫高于358K時低于378K時，主閥漸開，副閥漸關—大小循環同時進行。

當水溫高于378K時，主閥全開，副閥關—大循環。蠟式節溫器工作情況、風扇離合器功用：減小風扇噪聲，改善低溫起動性能，節約燃料和降低排放，自動調節發動機的冷卻強度。（1）風扇離合器

主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時，風扇隨離合器殼體一起空轉打滑；當發動機氣流溫度超過338K時，離合器處于接合狀態，風扇轉速提高。當發動機氣流溫度低于308K時，風扇離合器又回到分離狀態。

硅油風扇離合器風扇離合器

水溫低，進油孔關閉，工作腔內無油，風扇離合器分離，風扇空轉負荷增加，閥片使進油孔開，硅油從貯油腔進入工作腔，風扇離合器接合，增強冷卻主動板風扇主動軸從動板感溫器作用:控制風扇的轉速，自動調節冷卻強度減少功率損失，減小風扇噪聲，改善低溫起動性能，節約燃料及降低排放風扇溫控開關觸點1觸點2拉簧架橡膠膜石蠟推桿

水溫至368K，石蠟膨脹，低速觸點閉合，散熱器電機風扇接通電源，以1600r／min低速運轉水溫至378K，高速觸點閉合，使散熱器電機風扇以2400r／min的高速運轉，以增強冷卻5、膨脹水箱作用：密封冷卻系統，減少了冷卻液的散失，使冷卻系統內水、氣分離，保持壓力穩定。避免空氣不斷進入，給冷卻系統內部造成氧化、穴蝕。材料：塑料膨脹水箱用橡膠管與散熱器相接。水溫升高后，流入膨脹水箱。水溫降低后，吸回散熱器膨脹水箱的“DI”、”GAO”線桑塔納轎車水冷系統膨脹水箱發動機水套水箱風扇水管水泵節溫器（2）風扇溫控開關

功用：

在冷卻水溫度升高時，其內部的溫控介質膨脹而使風扇以高速運轉，加速了發動機的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時，介質收縮而使風扇低速運轉或停下來，實現了對散熱器電動機風扇的控制。（3）百葉窗

功用：通過調節流經散熱器的空氣量來調節冷卻系的冷卻強度，使發動機在適宜的溫度下工作。第一、冷卻液，冷卻液指清潔的軟水，不是什么水都可以當作冷卻液的，越嬌貴的車對水質的要求越高。比如，清澈的泉水，雖然清澈，看起來也干凈，但泉水中含有大量的礦物質。

§4.3風冷系

利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內部傳出的熱量散發到大氣中去，以保證發動機在最有利的溫度范圍內工作。一、工作機理：二、結構

發動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，結構簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養，但是由于材料質量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點，目前在汽車上很少使用。§4.4變速器機油冷卻器一、采用的原因：