發(fā)動機冷卻系資料課件

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,,?#?,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,飛汽,*,第七章 發(fā)動機冷卻系,,,,一、概述,二、水冷系,三、風(fēng)冷系,四、變速器機油冷卻系,,飛汽,一、冷卻系功用 使發(fā)動機得到適度的冷卻，并保持其在最適宜地溫度范圍內(nèi)工作。,,,第一節(jié) 概 述,,,飛汽,冷卻程度,后 果,過冷,熱

2、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(fā)動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動功率下降，機油粘度下降，潤滑不良，加劇磨損,。,,二、不正常冷卻對發(fā)動機的影響,,飛汽,三、冷卻系的分類,,{,水冷,風(fēng)冷,,飛汽,四、正常冷卻時的發(fā)動機溫度,系 統(tǒng),溫 度 范 圍,,水冷系,,氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在353～363K, 氣缸壁的溫度不超過470～550K。,,風(fēng)冷系,,氣缸蓋和氣缸壁的允許溫度分別為,423～453K和433～473K.,,,飛汽,5、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點及適用范圍,,,,,,,,,,,,系 統(tǒng),水冷系,風(fēng)冷系,適用范圍,優(yōu)

3、缺點比較,冷卻強度大，易調(diào)節(jié)，便于冬季啟動,廣泛用于汽車發(fā)動機,冷卻效果差，噪音大，功耗大,僅用于小排量及軍車發(fā)動機,,飛汽,第二節(jié) 水 冷 系,,一、水冷系的組成,,水冷卻系是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動機受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動機上采用的水冷系大都是強制循環(huán)式水冷系，利用水泵強制水在冷卻系中進行循環(huán)流動。,,飛汽,,水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。,,,飛汽,,,,冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動路線有兩條，一條為大循環(huán)，另一條為小循環(huán)。,,所謂大循環(huán)是水溫高時，水經(jīng)過散熱器而進行的循環(huán)流動；而小循環(huán)就是水溫低時，水不經(jīng)過散熱器而進行的循環(huán)流動，從而使

4、水溫升高。,小循環(huán),大循環(huán),節(jié)溫器,,飛汽,,飛汽,冷卻系的大小循環(huán)實質(zhì),通常利用節(jié)溫器來控制通過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（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度。,當(dāng)發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于80℃，節(jié)溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關(guān)閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)；當(dāng)冷卻水溫低于70℃時，節(jié)溫器閥門關(guān)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(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進入水泵，又被水泵壓入發(fā)動機水套，此時冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之

5、間進行小循環(huán)，從而防止發(fā)動機過冷；當(dāng)發(fā)動機的冷卻水溫在70～80℃范圍內(nèi)，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(tài)，此時一部分水進行大循環(huán)，而另一部分水進行小循環(huán)。,,飛汽,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(fā)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(fā)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,,飛汽,散熱器上水室頂部有加水口，冷卻水由此注入整個冷卻系并用散熱器蓋蓋住。在上水室和下水室分別裝有進水管和出水管，進水管和出水管分別用橡膠軟管和氣缸蓋的出水管和水泵的進水管

6、相連，這樣，既便于安裝，而且當(dāng)發(fā)動機和散熱器之間產(chǎn)生少量位移時不會漏水。在散熱器下面一般裝有減震墊，防止散熱器受振動損壞。在散熱器下水室的出水管上還有放水開關(guān)，必要時可將散熱器內(nèi)的冷卻水放掉。橫流式可降低發(fā)動機罩輪廓高度。,,橫流式散熱器,1-上水室；2-進水管；3-散熱器芯；4-散熱器蓋；5-下水室；6-出水管,縱流式散熱器,,飛汽,常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)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(nèi)流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結(jié)構(gòu)剛度較好廣為汽車發(fā)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

7、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,,飛汽,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(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)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,,飛汽,,發(fā)動機熱態(tài)正常時，兩閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣的產(chǎn)生使冷卻系內(nèi)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(dāng)散熱器內(nèi)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(dāng)水溫下降，冷卻系內(nèi)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

8、。,,飛汽,膨脹水箱,作用：密封冷卻系統(tǒng)，減少了冷卻液的散失，使冷卻系統(tǒng)內(nèi)水、氣分離，保持壓力穩(wěn)定。避免空氣不斷進入，給冷卻系統(tǒng)內(nèi)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,膨脹水箱,膠管,水箱,,飛汽,有些發(fā)動機加注冷卻液時，需排放冷卻管路中的空氣，如神龍富康轎車，其冷卻系,如圖所示,。由于富康轎車冷卻系有三個排氣口，即散熱器、出水室和暖風(fēng)管三處，而散熱器最高點低于出水室以及暖風(fēng)管排氣口，因此，加注冷卻液時，需將專用注水桶放在散熱器加水口上，使注水液面高度高于排氣口，以便徹底排盡空氣。,

9、加注時，打開全部放氣螺塞，緩慢地加注冷卻液，當(dāng)冷卻液從排氣口流出且無氣泡時，按散熱器→出水室→暖風(fēng)管的順序擰緊放氣螺塞。,啟動發(fā)動機，保持發(fā)動機以1500r/min的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，直到發(fā)動機冷卻系電動風(fēng)扇完成三次通斷循環(huán)（即三個降溫循環(huán)過程），再關(guān)閉發(fā)動機，待發(fā)動機完全冷卻后，拆掉注水桶，擰緊散熱器蓋。,,飛汽,富康轎車冷卻系統(tǒng),1－放氣螺塞,2－節(jié)溫器,3－放水螺塞,4－放氣螺塞,5－散熱器,6－儲水室,7－散熱器蓋,8－暖風(fēng)熱交換器,9－放氣螺塞,,,飛汽,2、水泵,,水泵的作用,對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動。,,汽車上廣泛使用離心式水泵。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、泵水量大及因故障而停止工作時，

10、不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)等優(yōu)點。,,飛汽,,離心式水泵工作原理,,當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機水套內(nèi)。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)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,,飛汽,3、風(fēng)扇,,功用：,風(fēng)扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和風(fēng)量，增強散熱器的散熱能力，同時對發(fā)動機其他附件也有一定的冷卻作用。,,特點：,車用發(fā)動機的風(fēng)扇軸流式和離心式。軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(fēng)扇軸平

11、行；離心式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向為徑向。軸流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡單，布置方便。因而在車用發(fā)動機上得到了廣泛的應(yīng)用。,,飛汽,車用發(fā)動機采用軸流式風(fēng)扇的三種型式,結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)平面成30°～45 °的安裝斜角。整體風(fēng)扇在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年來轎車上還采用了電動風(fēng)扇。,,飛汽,,,風(fēng)扇常和發(fā)動機一起由曲軸帶輪通過V帶驅(qū)動。為調(diào)節(jié)V帶的張緊程度，通常將發(fā)電機的支架做成可調(diào)節(jié)的。,可調(diào)節(jié)支架,風(fēng)扇的驅(qū)動V帶張緊裝置,,飛汽,4、,冷卻強度調(diào)節(jié)裝置:,節(jié)溫器,,功用：,根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)

12、流動路線，從而控制通過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，根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度。節(jié)溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動機采用蠟式節(jié)溫器。,推桿,彈簧,主閥門,石蠟,膠管,外殼,,飛汽,1-主閥門；2-蓋和密封墊；3-上支架；4-膠管；5-閥座；6-通氣孔；7-下支架；8-石蠟，9-感應(yīng)體；10-旁通閥；11-中心桿；12-彈簧,蠟式節(jié)溫器由上支架、下支架、主閥門、旁通閥、感應(yīng)體、中心桿、橡膠管和彈簧等組成蠟式節(jié)溫器如圖所示。節(jié)溫器的上支架和下支架與閥座鉚成一體。中心桿上端固定在上支架的中心，其下部插入橡膠管的

13、中心孔內(nèi)，中心桿下端呈錐形。橡膠管與感應(yīng)體外殼之間的空腔里裝有石蠟。為了提高導(dǎo)熱性，石蠟中常摻有銅粉和鋁粉。感應(yīng)體外殼上下部有聯(lián)動的主閥門和旁通閥門。主閥門上有通氣孔，其作用是在加水時使水套內(nèi)的空氣經(jīng)小孔排出，保證能加滿水。為防止通氣孔阻塞，有的加裝一個擺錘,,飛汽,,飛汽,,飛汽,,飛汽,節(jié)溫器安裝位置的影響,一般水冷系統(tǒng)的冷卻液都是由發(fā)動機的機體流進，從氣缸蓋流出。因此,大多數(shù)節(jié)溫器布置在氣缸蓋出水管路中,。這種布置方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易排除冷卻系統(tǒng)中的氣泡。其缺點是節(jié)溫器在工作時會產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。例如，在冬季起動冷發(fā)動機時，由于冷卻液溫度低，節(jié)溫器閥關(guān)閉。冷卻液在進行小循環(huán)時，溫度很快

14、升高，節(jié)溫器開啟。與此同時，散熱器內(nèi)的低溫冷卻液流入機體，使冷卻液又冷了下來，節(jié)溫器閥重新關(guān)閉。等到冷卻液溫度再度升高，節(jié)溫器閥又再次打開。直到全部冷卻液的溫度穩(wěn)定之后，節(jié)溫器閥才趨于穩(wěn)定不再反復(fù)開閉。節(jié)溫器在短時間內(nèi)反復(fù)開閉的現(xiàn)象稱作節(jié)溫器振蕩。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，將增加汽車的燃油消耗量。,節(jié)溫器也可以布置在散熱器的出水管路中。這種布置方式可以減輕或消除節(jié)溫器振蕩現(xiàn)象，并能精確地控制冷卻液溫度，,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。多用于高性能的汽車及在冬季經(jīng)常高速行駛的汽車上。,,飛汽,當(dāng)水溫低于358K時，主閥關(guān)，副閥開— 小循環(huán)。當(dāng)水溫高于358K時低于378K時，主閥漸開，副閥漸關(guān)— 大小循環(huán)同時

15、進行。當(dāng)水溫高于378K時，主閥全開，副閥關(guān)— 大循環(huán)。,,飛汽,5、,冷卻強度調(diào)節(jié)裝置：,風(fēng)扇離合器和溫控開關(guān),功用：,減小風(fēng)扇噪聲，改善低溫起動性能，節(jié)約燃料和降低排放，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機的冷卻強度。,（1）風(fēng)扇離合器,,主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當(dāng)發(fā)動機氣流溫度超過338K時，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動機氣流溫度低于308K時，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。,電磁風(fēng)扇離合器,,飛汽,圖：硅油風(fēng)扇離合器示意圖,風(fēng)扇離合器：,目前應(yīng)用最多的是硅油式風(fēng)扇離合器，它以流經(jīng)散熱器的氣流溫度控制硅油，以硅油為扭矩傳遞介質(zhì)控制風(fēng)扇。當(dāng)散熱器溫度降低時

16、，離合器分離，風(fēng)扇處于游動狀態(tài)；當(dāng)散熱器溫度升高，離合器接合，風(fēng)扇處于工作狀態(tài)；,若水溫升高，風(fēng)扇不工作:,可將離合器后側(cè)的鎖止板固定螺栓松開，將鎖止板插到槽底后，再將固定螺栓擰緊，風(fēng)扇與離合器主動軸連成一體，可避免發(fā)動機水溫過高，但應(yīng)盡快到維修廠修理，不可長期使用。,,飛汽,（,2）電動冷卻風(fēng)扇：,轎車發(fā)動機的冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)由風(fēng)扇電機、風(fēng)扇繼電器和水溫開關(guān)等組成，當(dāng)水溫達到規(guī)定值時，風(fēng)扇相應(yīng)進行低速旋轉(zhuǎn)、由低速旋轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)、由高速旋轉(zhuǎn)變?yōu)榈退傩D(zhuǎn)以及風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動。,,如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)動只有高速沒有低速，或者水溫超過規(guī)定值時仍低速轉(zhuǎn)動甚至不轉(zhuǎn)動，都屬于故障現(xiàn)象，應(yīng)檢查風(fēng)扇繼電器和水溫開關(guān)是否正常。

17、,汽車在高速行駛停車后，散熱器內(nèi)冷卻液溫度仍很高，電動風(fēng)扇將繼續(xù)自動轉(zhuǎn)動直至溫度低于停轉(zhuǎn)溫度為止，這屬于正?，F(xiàn)象。但若風(fēng)扇長轉(zhuǎn)不停則是風(fēng)扇延時繼電器出現(xiàn)故障，應(yīng)盡快修理，否則會導(dǎo)致電瓶虧電。,,,飛汽,風(fēng)扇溫控開關(guān),功用：,,在冷卻水溫度升高時，其內(nèi)部的溫控介質(zhì)膨脹，觸點閉合，使風(fēng)扇以高速運轉(zhuǎn)，加速了發(fā)動機的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時，介質(zhì)收縮觸點斷開，使風(fēng)扇低速運轉(zhuǎn)或停下來，實現(xiàn)了對散熱器電動機風(fēng)扇的控制。,（3）百葉窗,功用：,通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度，使發(fā)動機在適宜的溫度下工作。,載貨汽車的散熱器前安裝有百葉窗,駕駛室內(nèi)百葉窗操縱手柄應(yīng)能靈活開、閉百葉窗各

18、調(diào)節(jié)擋板，若開閉不靈活，可用機油潤滑拉桿及調(diào)節(jié)擋板的各鉸鏈處；擋板變形應(yīng)校正。,,飛汽,三、冷卻水和防凍液,1、冷卻水,汽車發(fā)動機中使用的冷卻水應(yīng)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(zhì)，在高溫下易生成水垢，不能作為發(fā)動機冷卻水。,2、防凍液,功用：,為防止在冬季寒冷地區(qū)，因冷卻水結(jié)冰而發(fā)生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的現(xiàn)象，在冷卻水中加入一定量的防凍液以達到降低冰點、提高沸點的目的。,,飛汽,冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水、否則將在發(fā)動機水套中產(chǎn)生水垢，使傳熱受阻，易造成發(fā)動機過熱。,水中加入防陳劑制成冷卻液，以防止循環(huán)冷卻水凍結(jié)、常用的防凍劑是乙

19、二醇。冷卻液中水與乙二醇的比例不同，其冰點也不同。,在水中加入防凍劑還同時提高冷卻液的沸點。,防凍劑中通常含有防銹劑和泡沫抑制劑。,防凍劑一般還要加入著色劑，使冷卻液呈藍綠色或黃色，以便識別。,,飛汽,第三節(jié) 風(fēng) 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(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動機在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。,一、工作機理：,二、結(jié)構(gòu),發(fā)動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養(yǎng)，但是由于材料質(zhì)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。,,飛汽,第四節(jié) 變速器油冷卻器,一、采用的原因：,,在自動變速

20、器中，機油因工作頻繁而過熱，則會降低變速器的性能，甚至造成變速器損壞。所以，在裝有自動變速器的汽車中必須裝置變速器油冷卻器。,二、構(gòu)造：,實際上就是一根冷卻管。,三、位置及冷卻：,置于散熱器的出水室內(nèi)，由冷卻液對流過冷卻管的變速器機油進行冷卻。注意：拖車時需對自動變速器油進行冷卻。,,飛汽,小 結(jié),,冷卻系,作用,水冷系,,大、小循環(huán),主要部件,,散熱器,水泵,節(jié)溫器,風(fēng)冷系,,與水冷系的區(qū)別,變速器機油冷卻器,采用的原因,,,飛汽,作 業(yè),7-2；7-5；,發(fā)動機的冷卻強度為什么要調(diào)節(jié)？常見的調(diào)節(jié)裝置有哪些？,,飛汽,內(nèi)容總結(jié),第七章 發(fā)動機冷卻系。飛汽。氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在353～3

21、63K, 氣缸壁的溫度不超過470～550K。423～453K和433～473K.。5、水冷系與風(fēng)冷系的優(yōu)缺點及適用范圍。目前汽車發(fā)動機上采用的水冷系大都是強制循環(huán)式水冷系，利用水泵強制水在冷卻系中進行循環(huán)流動。水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。所謂大循環(huán)是水溫高時，水經(jīng)過散熱器而進行的循環(huán)流動。散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組成。散熱器上水室頂部有加水口，冷卻水由此注入整個冷卻系并用散熱器蓋蓋住。在散熱器下面一般裝有減震墊，防止散熱器受振動損壞。軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(fēng)扇軸平行。功用：根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，從而控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器的上支架和下支架與閥座鉚成一體。感應(yīng)體外殼上下部有聯(lián)動的主閥門和旁通閥門。一般水冷系統(tǒng)的冷卻液都是由發(fā)動機的機體流進，從氣缸蓋流出,