1、第四章第四章 發動機冷卻系發動機冷卻系 概述概述 水冷系水冷系 風冷系風冷系 變速器機油冷卻系變速器機油冷卻系 一、冷卻系功用一、冷卻系功用 使發動機得到適度的冷卻，使發動機得到適度的冷卻，并堅持其在最適宜地溫度范圍內任務。并堅持其在最適宜地溫度范圍內任務。 4.1 4.1 概概 述述 冷卻程度冷卻程度后后 果果過冷過冷 熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在熱量散失過多，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，氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油，磨損加劇。磨損加劇。不足不足 發動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，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，加劇磨損發動

2、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二、不正常冷卻對發動機的影響三、冷卻系的分類三、冷卻系的分類水冷水冷風冷風冷四、正常冷卻時的發動機溫度四、正常冷卻時的發動機溫度系系 統統溫溫 度度 范范 圍圍水冷系水冷系氣缸蓋內冷卻水溫度在氣缸蓋內冷卻水溫度在353363K, 氣缸氣缸壁的溫度不超過壁的溫度不超過470550K。風冷系風冷系 氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為423453K和和433473K.5 5、水冷系與風冷系的優缺陷及適用范圍、水冷系與風冷系的優缺陷及適用范圍系系 統統水冷系水冷系風冷系風冷系適用范圍適用范圍優缺陷比較優缺陷比較冷卻強度

3、大，易調冷卻強度大，易調理，便于冬季啟動理，便于冬季啟動廣泛用于汽車廣泛用于汽車發動機發動機冷卻效果差，噪音冷卻效果差，噪音大，功耗大大，功耗大僅用于小排量僅用于小排量及軍車發動機及軍車發動機4.2 4.2 水水 冷冷 系系 一、水冷系的組成一、水冷系的組成 水冷卻系是以水作為冷卻介質，把發動機受熱零件吸收的熱量分發到大氣中去。目前汽車發動機上采用的水冷系大都是強迫循環式水冷系，利用水泵強迫水在冷卻系中進展循環流動。水冷系的組成水冷系的組成 水冷系由散熱器、水泵、風扇、冷卻水套和溫度調理安裝等組成。 冷卻水在冷卻系內的循環流動道路有兩冷卻水在冷卻系內的循環流動道路有兩條，一條為大循環，另一條為

4、小循環。條，一條為大循環，另一條為小循環。 所謂大循環是所謂大循環是水溫高時，水經水溫高時，水經過散熱器而進展過散熱器而進展的循環流動；而的循環流動；而小循環就是水溫小循環就是水溫低時，水不經過低時，水不經過散熱器而進展的散熱器而進展的循環流動，從而循環流動，從而使水溫升高。使水溫升高。小循環小循環大循環大循環節溫器節溫器冷卻系的大小循環本質冷卻系的大小循環本質 通常利用節溫器來控制經過散熱器冷卻水的流量。通常利用節溫器來控制經過散熱器冷卻水的流量。節溫器裝在冷卻水循環的通路中普通裝在氣缸蓋的節溫器裝在冷卻水循環的通路中普通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出水口，根據發

5、動機負荷大小和水溫的高低自動改動水的循環流動道路，以到達調理冷卻系的冷卻強度。動水的循環流動道路，以到達調理冷卻系的冷卻強度。 當發動機在正常熱形狀下任務時，即水溫高于當發動機在正常熱形狀下任務時，即水溫高于80，節溫器閥門翻開了通往散熱器的通道，同時封，節溫器閥門翻開了通往散熱器的通道，同時封鎖了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經散熱器，構鎖了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經散熱器，構成大循環；當冷卻水溫低于成大循環；當冷卻水溫低于70時，節溫器閥門封鎖時，節溫器閥門封鎖了通往散熱器的通道，同時翻開了通往水泵的旁通管，了通往散熱器的通道，同時翻開了通往水泵的旁通管，水套內的水只能由旁通孔流出經

6、旁通管進入水泵，又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，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展小循環，從而防止發動機過只在水套與水泵之間進展小循環，從而防止發動機過冷；當發動機的冷卻水溫在冷；當發動機的冷卻水溫在7080范圍內，通往散范圍內，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉形狀，熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉形狀，此時一部分水進展大循環，而另一部分水進展小循環。此時一部分水進展大循環，而另一部分水進展小循環。二、水冷系的主要部件二、水冷系的主要部件1、散熱器、散熱器 散熱器又稱為水散

7、熱器又稱為水箱，由上水室、散箱，由上水室、散熱器芯和下水室等熱器芯和下水室等組成。安裝在發動組成。安裝在發動機前的車架橫梁上。機前的車架橫梁上。其作用是將冷卻水其作用是將冷卻水在水套中所吸收的在水套中所吸收的熱量分發至外界大熱量分發至外界大氣，使水溫下降。氣，使水溫下降。上水箱上水箱散熱器蓋散熱器蓋下水箱下水箱散熱器芯散熱器芯出水管口出水管口進水管進水管安裝處安裝處常用散熱器芯的構外型式常用散熱器芯的構外型式 1管片式管片式 由假設干扁形或圓形冷卻管組成。由假設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。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

8、式散熱器因構造剛度較好廣為汽車發動機所運用。管片式散熱器因構造剛度較好廣為汽車發動機所運用。 2管帶式管帶式 由假設干扁平冷卻管組成由假設干扁平冷卻管組成 水管與散熱器相間陳列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗水管與散熱器相間陳列，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外表上的附面層，提高散熱才干。的孔，以破壞氣流在散熱器外表上的附面層，提高散熱才干。管帶式管帶式管片式管片式 散熱器蓋散熱器蓋 汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷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系的三熱氣蓋具有空氣蒸汽閥，可蒸汽閥，可自動調理冷卻系內部壓力，提高冷卻效自動調理冷卻系內部壓力，提高冷卻效

9、果。果。 壓力閥壓力閥真空閥真空閥壓力閥彈簧壓力閥彈簧真空閥彈簧真空閥彈簧蓋蓋 發動機熱態正常時，發動機熱態正常時，兩閥門封鎖，將冷卻系兩閥門封鎖，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣與大氣隔開。因水蒸氣的產生使冷卻系內的壓的產生使冷卻系內的壓力稍高于大氣壓力，提力稍高于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點，改高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。當散熱善了冷卻效能。當散熱器內部壓力到達器內部壓力到達126Kpa時，蒸汽閥開啟而時，蒸汽閥開啟而使水蒸汽從通氣孔排出；使水蒸汽從通氣孔排出；當水溫下降，冷卻系內當水溫下降，冷卻系內部 的 真 空 度 低 于部 的 真 空 度 低 于 1 0 20Kpa時，空氣閥翻開，

10、時，空氣閥翻開，空氣從通氣孔進入冷卻空氣從通氣孔進入冷卻系，以防散熱器及芯管系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。被大氣壓癟。 2 2、水泵、水泵 水泵的作用水泵的作用 對對冷卻水加壓，使之冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環流在冷卻系中循環流動。動。 汽車上廣泛運用離汽車上廣泛運用離心式水泵。它具有構心式水泵。它具有構造緊湊、泵水量大及造緊湊、泵水量大及因缺點而停頓任務時，因缺點而停頓任務時，不妨礙水在冷卻系內不妨礙水在冷卻系內部自然循環等優點。部自然循環等優點。 離心式水泵任務原理離心式水泵任務原理 當葉輪旋轉時，水當葉輪旋轉時，水泵中的水被葉輪帶動泵中的水被葉輪帶動一同旋轉，在離心力一同旋轉，在離心

11、力作用下，水被甩向葉作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經外殼輪邊緣，然后經外殼上與葉輪成切線方向上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發動的出水管壓送到發動機水套內。與此同時，機水套內。與此同時，葉輪中心處的壓力降葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便低，散熱器中的水便經進水管被吸進葉輪經進水管被吸進葉輪中心部分。中心部分。1水泵殼體水泵殼體 2葉輪葉輪 3進水管進水管 4出水管出水管與東風汽車水泵有什么不同？3、風扇、風扇 功用：風扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。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，加強散熱用來提高流經散熱器的空氣流速和風量，加強散熱器的散

12、熱才干，同時對發動機其他附件也有一定的器的散熱才干，同時對發動機其他附件也有一定的冷卻作用。冷卻作用。 特點：車用發動機的風扇軸流式和離心式。軸流式風扇所特點：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，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，構造簡單，布其流向為徑向。軸流式風扇效率高，風量大，構造簡單，布置方便。因此在車用發動機上得到了廣泛的運用。置方便。因此在車用發動機上得到了廣泛的運用。車用發動機采用軸流式風扇的三種型式車用發動機采用軸流式風扇的三種型式 構造特點：葉片多用薄鋼板壓制而

13、成，為構造特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為46片，片，葉片間夾角普通不相等。葉片與其旋轉平面成葉片間夾角普通不相等。葉片與其旋轉平面成3045 的安裝斜角。整體風扇在轎車和輕型載貨的安裝斜角。整體風扇在轎車和輕型載貨汽車上運用較多。近年來轎車上還采用了電動風扇。汽車上運用較多。近年來轎車上還采用了電動風扇。 風扇常和發動機一同由曲軸帶輪經過V帶驅動。為調理V帶的張緊程度，通常將發電機的支架做成可調理的。可調理支架可調理支架風扇的驅動風扇的驅動V帶張緊安裝帶張緊安裝 4、節溫器、節溫器 功用：根據發動機負荷大小和水溫的高低功用：根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改動水的循環流動道路，從而控制經過

14、散自動改動水的循環流動道路，從而控制經過散熱器冷卻水的流量。熱器冷卻水的流量。 節溫器裝在冷卻水節溫器裝在冷卻水循環的通路中，根據循環的通路中，根據發動機負荷大小和水發動機負荷大小和水溫的高低自動改動水溫的高低自動改動水的循環流動道路，以的循環流動道路，以到達調理冷卻系的冷到達調理冷卻系的冷卻強度。節溫器有蠟卻強度。節溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數發動機種，目前多數發動機采用蠟式節溫器。采用蠟式節溫器。推桿推桿彈簧彈簧主閥門主閥門石蠟石蠟膠管膠管外殼外殼小循環小循環大循環大循環 當水溫低于當水溫低于358K時，主閥關，副閥開時，主閥關，副閥開 小循環。小循環。 當水溫

15、高于當水溫高于358K時低于時低于378K時，主閥漸開，副閥漸時，主閥漸開，副閥漸關關 大小循環同時進展。大小循環同時進展。 當水溫高于當水溫高于378K時，主閥全開，副閥關時，主閥全開，副閥關 大循環。大循環。蠟式節溫器任務情況蠟式節溫器任務情況5、風扇離合器和溫控開關、風扇離合器和溫控開關功用：減小風扇噪聲，改善低溫起動性能，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，自動調理發動機的冷節約燃料和降低排放，自動調理發動機的冷卻強度。卻強度。1風扇離合器風扇離合器 主要有硅油式和電磁主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高式等。冷卻水溫度不高時，風扇隨離合器殼體時，風扇隨離合器殼

16、體一同空轉打滑；當發動一同空轉打滑；當發動機氣流溫度超越機氣流溫度超越338K時，時，離合器處于接合形狀，離合器處于接合形狀，風扇轉速提高。當發動風扇轉速提高。當發動機氣流溫度低于機氣流溫度低于308K時，時，風扇離合器又回到分別風扇離合器又回到分別形狀。形狀。 硅油風扇離合器硅油風扇離合器2風扇溫控開關風扇溫控開關 功用：功用： 在冷卻水溫度升高時，其內部的溫控介質膨脹而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，使風扇以高速運轉，加速了發動機的冷卻；相反，假設在冷卻水溫度降低的時，介質收縮而使風扇低假設在冷卻水溫度降低的時，介質收縮而使風扇低速運轉

17、或停下來，實現了對散熱器電動機風扇的控速運轉或停下來，實現了對散熱器電動機風扇的控制。制。3百葉窗百葉窗 功用：功用： 經過調理流經散熱器的空氣量來調理冷卻系的冷經過調理流經散熱器的空氣量來調理冷卻系的冷卻強度，使發動機在適宜的溫度下任務。卻強度，使發動機在適宜的溫度下任務。三、冷卻水和防凍液三、冷卻水和防凍液1、冷卻水、冷卻水 汽車發動機中運用的冷卻水應是清潔的軟水，如雨水，汽車發動機中運用的冷卻水應是清潔的軟水，如雨水，自來水等；而井水、河水等硬水中含有礦物質，在高溫下易自來水等；而井水、河水等硬水中含有礦物質，在高溫下易生成水垢，不能作為發動機冷卻水。生成水垢，不能作為發動機冷卻水。2、

18、防凍液、防凍液 功用：為防止在冬季冰冷地域，因冷卻水結冰而功用：為防止在冬季冰冷地域，因冷卻水結冰而發生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的景象，發生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的景象，在冷卻水中參與一定量的防凍液以到達降低冰點、在冷卻水中參與一定量的防凍液以到達降低冰點、提高沸點的目的。提高沸點的目的。4.3 4.3 風風 冷冷 系系 利用高速空氣流直接吹過利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外外表，把氣缸蓋和氣缸體的外外表，把從氣缸內部傳出的熱量分發到從氣缸內部傳出的熱量分發到大氣中去，以保證發動機在最大氣中去，以保證發動機在最有利的溫度范圍內任務。有利的溫度范圍內任務。一、任務機理：一、任務機理：二、構造二、構造 發動機氣缸和氣缸蓋采用發動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，構造傳熱較好的鋁合金鑄成，構造簡單、分量輕、缺點少，無需簡單、分量輕、缺點少，無需特殊保養，但是由于資料質量特殊保養，但是由于資料質量要求高，冷卻不夠均勻，任務要求高，冷卻不夠均勻，任務噪音大等缺陷，目前在汽車上噪音大等缺陷，目前在汽車上很少運用。很少運用。4.4 4.4 變速器機油冷卻器變速器機油冷卻器一、采用的緣由：一、采用的緣由： 在自動變速器中，機油因任務頻繁而過熱，那么在自動變速器中，機油因任務頻繁而過熱，那么會降低變速器的性能，甚至呵