《汽车构造》课程教学资源（课件讲稿）第七章 发动机冷却系

概述 发动机温度过高 第七章发动机冷却系 机件膨胀破坏正常间隙 润滑油失效卡死 机件强度降低 热量散失大,功率减小 第一节水冷系 燃油蒸发不良,流入曲轴箱,破坏润滑 第二节风冷系 系 水冷系 德 水冷系与风冷系的对比 第一节水冷系 統优缺点比较适用范国 水泵:(分水管):水套;节温器:散热器(水箱):百叶窗;水 冷却强度大,易调广泛用于汽丰 主要部件 水冷系节,便于冬季启动发动机 冷却强度调节装置 风冷系冷却效果差,噪音仅用于小排量 大,功耗大 及军车发动机 节温器—改变水流量 循环:冷却水通过散热器 小循环:冷却水不通过散热器 水冷系的组成 水冷系的循环方式 水冷系由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度 ■冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条 调节装置等组成。 条为大循环,另一条为小循环 小舞环 所谓大环是水 湿高时,水经过散 热器而进行的循 却率 使水江升高

1 第七章 发动机冷却系 第一节 水冷系 第二节 风冷系 2 概述 „ 发动机温度过高 „ 机件膨胀破坏正常间隙 „ 润滑油失效卡死 „ 机件强度降低 „ 温度过低 „ 热量散失大，功率减小 „ 燃油蒸发不良，流入曲轴箱，破坏润滑油 „ 类型 „ 风冷系 „ 水冷系 3 系 统 水冷系 风冷系 优缺点比较 适用范围 冷却强度大，易调 节，便于冬季启动 广泛用于汽车 发动机 冷却效果差，噪音 大，功耗大 仅用于小排量 及军车发动机 水冷系与风冷系的对比 4 第一节 水冷系 „ 一、组成 „ 水泵；(分水管)；水套；节温器；散热器(水箱)；百叶窗；水 温表 „ 二、主要部件 „ 散热器 „ 风扇 „ 水泵 „ 冷却强度调节装置 „ 百叶窗、风扇离合器——改变空气流量 „ 节温器——改变水流量 „ 大循环：冷却水通过散热器 „ 小循环：冷却水不通过散热器 5 水冷系的组成 „ 水冷系由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度 调节装置等组成。 6 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。 小循环 大循环 节温器 水冷系的循环方式 „ 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

水冷系的主要部件 常用散热器芯的结构型式 1、散热器 散热器盖 散热器又称为水箱 芯和下水室等组成 安载处 管带式 安装在发动机前的 由若干扁平冷却管组成 车架横梁上。其作 水与气裁看叔法裂面在的糖面上提升计留的孔 用是将冷却水在水下水痛 套中所吸收的热量 出水管口 [管片式 管带式 发至外界大气 使水温下降。 散热器芯 散热器盖 空气一蒸汽阀工作状态 车上广泛采用闭式水冷系,该水冷系的 发动机热态正常时,两阀 散热器盖具有空气一蒸汽阀,可自动调节 冷却系内部压力,提高冷却效果 冷却水的沸点,改善了 当散热器内部压力达到126 蒸汽阀开启 水蒸汽从通气孔排出 系内部的 空气同弹 萎汽网弹簧 流本漫低102 进入冷却系 散热器及 空气闻」 芯管被大气压瘪 空气阀开启 2、水泵 离心式水泵工作原理 水泵的作用 当叶轮旋转时,水泵 的水被叶轮带动 冷却系中循环 被甩向叶轮 汽车上广泛使用离心 边缘,然后经外壳上 式水泵。它具有结构 出水管压送 故障而停止工作时 不妨碍水在冷却系内 散热器中的水 部自然循环等优点 进水管被吸进 中心部分

2 7 上水箱 散热器盖 下水箱 散热器芯 出水管口 进水管 安装处 水冷系的主要部件 1、散热器 „ 散热器又称为水箱， 由上水室、散热器 芯和下水室等组成。 安装在发动机前的 车架横梁上。其作 用是将冷却水在水 套中所吸收的热量 散发至外界大气， 使水温下降。 8 管片式 管带式 常用散热器芯的结构型式 1. 管片式 „ 由若干扁形或圆形冷却管组成。 „ 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。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 „ 由若干扁平冷却管组成 „ 水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗的孔， 以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。 9 蒸汽阀 空气阀 空气阀弹簧 蒸汽阀弹簧 盖 散热器盖 „ 汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的 散热器盖具有空气—蒸汽阀，可自动调节 冷却系内部压力，提高冷却效果。 10 空气—蒸汽阀工作状态 „ 发动机热态正常时，两阀门 关闭，将冷却系与大气隔开。 因水蒸气的产生使冷却系内 的压力稍高于大气压力，提 高了冷却水的沸点，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。 蒸汽阀开启 空气阀开启 11 2、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。 12 离心式水泵工作原理 „ 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

3、风扇 车用轴流式风扇的三种型式 风扇常和发动机一起 叶片多用薄钢板压制而成,为4-6片,叶片 般不相等。叶片与其旋转平面成30°-45·的 由曲轴带轮通过V型 整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。 带驱动。为调节型 带的张紧程度,通常 将发电机的支架做成 风扇的驱动V塑带张紧置 叶陷 尖窄根宽风压时整你属庙 4、节温器 蜡式节温器工作情况 ◆变水的循环流动路线,从而控制通过散热器冷却 功用:根据发动机负荷大小和水温的高低自动改 当水温低于358K时 主阀关,副阀开 水的流量 小循环 节温器敢在冷却水 当水温高于358K时低 环的通路 于378K时,主阀渐开 动机爽荷大 高低自动改 副阀渐关一大小循 主開门 环同时进行 冷却系的冷却强度 当水温高于378K时, 温器有蜡式和 主阀全开,副阀关 筒式两种,目前多数发 动机采用增式节温器 大循环 5、风扇离合器和温控开关 5、风扇离合器和温控开关 ■功用:减小风扇噪声,改善低温起动性能,节约 (2)风扇温控开关 燃料和降低排放,自动调节发动机的冷却强度 在冷却水温度升高时,其内部的温控介质膨胀 1)风扇高合器 而使风扇以高速运转,加速了发动机的冷却 相反,若在冷却水温度降低的时候,介质收缩 主要有硅油式和电式等 冷却水江度不高时,风痛随 而使风扇低速运转或停下来,实现了对散热器 电动风扇的控制 当发动机气流弧度超过38K (3)百叶窗 通过调节流经散热器的空气量来调节冷却系的 风肩高 冷却强度,使发动机在适宜的温度下工作。 合器又四到分高状态 电风肩高合

3 13 3、风扇 „ 风扇常和发动机一起 由曲轴带轮通过V型 带驱动。为调节V型 带的张紧程度，通常 将发电机的支架做成 可调节的。 风扇的驱动V型带张紧装置 可调节 支架 14 车用轴流式风扇的三种型式 „ 结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶片 间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45 °的 安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。 近年来轿车上还采用了电动风扇。 15 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。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。 推杆 弹簧 主阀门 石蜡 胶管 外壳 4、节温器 „ 功用：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，从而控制通过散热器冷却 水的流量。 16 蜡式节温器工作情况 „ 当水温低于358K时， 主阀关，副阀开— 小循环 „ 当水温高于358K时低 于378K时，主阀渐开， 副阀渐关— 大小循 环同时进行 „ 当水温高于378K时， 主阀全开，副阀关— 大循环 17 （1）风扇离合器 主要有硅油式和电磁式等。 冷却水温度不高时，风扇随 离合器壳体一起空转打滑； 当发动机气流温度超过338K 时，离合器处于接合状态， 风扇转速提高。当发动机气 流温度低于308K时，风扇离 合器又回到分离状态。 电磁风扇离合器 5、风扇离合器和温控开关 „ 功用：减小风扇噪声，改善低温起动性能，节约 燃料和降低排放，自动调节发动机的冷却强度。 18 5、风扇离合器和温控开关 （2）风扇温控开关 „ 在冷却水温度升高时，其内部的温控介质膨胀 而使风扇以高速运转，加速了发动机的冷却； 相反，若在冷却水温度降低的时候，介质收缩 而使风扇低速运转或停下来，实现了对散热器 电动风扇的控制。 （3）百叶窗 „ 通过调节流经散热器的空气量来调节冷却系的 冷却强度，使发动机在适宜的温度下工作

冷却水和防冻液 第二节风冷系 冷却水 要求 汽车发动机 的冷却水应是清洁的软水 足够的散热面积 如雨水,自 而井水、河水等硬水中含 风扇压力较高:轴流式 有矿物质 下易生成水垢,不能作为发 动机冷却水 ■特点 ■防冻液 结构简单,使用维修方便 为防止在冬季寒冷地区,因冷却水结冰而发生 散热能力对气温变化不敏感 散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象 效果较差、功耗大、噪声高 在冷却水中加 定量的防冻液以达到降低冰 点、提高沸点的目的 工作机理和结构 变速器机油冷却器 工作机理 采用的原因 ·利用高速空气流直接吹过气 工作频繁而过热,则 大气中出髮数 至造成变速器损坏 在最有利的温度范围内工作 的汽车中必须装置变 结构 速器机 动机气缸和气缸盖采用传 高特果在街字有看 实际上就是一根冷却管。 三、位置及冷却: 汽车上很少使用 风冷系 置于散热器的出水室内,由冷却液对流过冷却 管的变速器机油进行冷却。 小结 第七章复习思考题 作用 1.水冷系由哪些主要部件组成? 大、小循环 2.可以从哪些方面进行冷却强度的调节? 水冷系 散热晷 3.什么是水冷系的大循环、小循环?怎样实 冷却系 主要部件〈水泵 现其转换? 风冷系m与水冷系的区别 变速器机油冷却器D>采用的原因

4 19 冷却水和防冻液 „ 冷却水 „ 汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水， 如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含 有矿物质，在高温下易生成水垢，不能作为发 动机冷却水。 „ 防冻液 „ 为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发生 散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象， 在冷却水中加入一定量的防冻液以达到降低冰 点、提高沸点的目的。 20 第二节 风冷系 „ 要求 „ 足够的散热面积 „ 风扇压力较高：轴流式 „ 特点 „ 结构简单，使用维修方便 „ 散热能力对气温变化不敏感 „ 效果较差、功耗大、噪声高 21 工作机理和结构 „ 工作机理 „ 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。 „ 结构 „ 发动机气缸和气缸盖采用传 热较好的铝合金铸成，结构 简单、重量轻、故障少，无 需特殊保养，但是由于材料 质量要求高，冷却不够均匀， 工作噪音大等缺点，目前在 汽车上很少使用。 22 变速器机油冷却器 一、采用的原因： „ 在自动变速器中，机油因工作频繁而过热，则 会降低变速器的性能，甚至造成变速器损坏。 所以，在装有自动变速器的汽车中必须装置变 速器机油冷却器。 二、构造： „ 实际上就是一根冷却管。 三、位置及冷却： „ 置于散热器的出水室内，由冷却液对流过冷却 管的变速器机油进行冷却。 23 冷却系 作用 水冷系 大、小循环 主要部件 散热器 水泵 节温器 风冷系 与水冷系的区别 变速器机油冷却器 采用的原因 小结 24 第七章 复习思考题 1. 水冷系由哪些主要部件组成？ 2. 可以从哪些方面进行冷却强度的调节？ 3. 什么是水冷系的大循环、小循环？怎样实 现其转换？