第八章发动机冷却系.

第八章发动机冷却系概述水冷系水冷系的组成与主要构件§8.1概述1、功用：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工作。2、不正常冷却：冷却程度后果过度（发动机过冷）热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。不足（发动机过热）发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动机功率下降；润滑不良（润滑油高温变质，不能形成油膜），加剧磨损；受热零件热膨胀过大，破坏正常间隙；并且金属机械力学性能下降，承载能力下降。这些都将导致发动机功率下降，经济性变坏，使用寿命降低。3、正常冷却：4、分类（根据冷却介质的不同）：风冷系：以空气为冷却介质，即把高温零件的热量直接散到大气中去。少用，摩托车或沙漠使用发动机采用，水冷系：以冷却液为冷却介质，，即把高温零件的热量先传给冷却液，然后再散到大气中去。汽车，工程机械大多数发动机采用，所以重点介绍水冷系。系统温度范围水冷系气缸盖内冷却水温度在80~90℃风冷系铝气缸壁的温度为150~180℃，铝气缸盖为160~200℃冷却系的工作演示§8.2水冷系1、作用：以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。2、组成：强制式水冷系组成水泵、散热器、风扇、节温器、补偿水桶、，发动机机体、气缸盖水套以及其他附属装置。3、冷却液在冷却系中的循环过程•冷却液被水泵加压后，经分水管进入发动机的机体各缸水套，冷却液从水套壁吸热而升温，然后向上流入气缸盖水套，再次吸热之后经节温器，如果温度低，进行小循环，冷却液继续被水泵加压流入各缸机体水套；否则通过散热器进水软管流入散热器，进行大循环；在散热器中，由于有风扇的强力抽吸空气从散热器通过，冷却液中的热量被空气带走而降温。最后冷却液经散热器出水软管返回水泵，如此循环而已。使内燃机高温零件不断被冷却。•另外，分水管向各缸水套开的出水孔，离水泵越远，直径越大，数目和汽缸数相等。作用是使各缸的冷却强度均匀一致。•有的发动机，其冷却液的循环流动方向与上述相反，为逆流式水冷系。温度低的冷却液先引入气缸盖水套，然后才流过机体水套，其改善了燃烧室的冷却，压缩比可提高，最终可以提高发动机的热效率和功率。4冷却液冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用水最好用软水（雪水，雨水，蒸馏水等），否则发动机水套中会产生水垢，使传热受阻，造成发动机过热。纯净水在零度时会结冰，如冷却系结冰，将使水循环停止，发动机过热，特别是水结冰时体积膨胀，可能将机体、气缸盖胀裂。为了适应冬季行车的需要，在水中加入防冻剂制成冷却液，防止循环冷却水冻结。常用的防冻剂是乙二醇。他和水的比例不同，其冰点也不同。如书表所示：50%的水和50%的乙二醇混合而成的冷却液，其冰点约为-35.5摄氏度。并且在水中加入防冻液同时可提高冷却液的沸点。50%的水和50%的乙二醇混合而成的冷却液的沸点为103摄氏度。另外，防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁即散热器的锈蚀或腐蚀。冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效的抑制泡沫的产生。在使用过程中，防锈剂和泡沫抑制剂会逐渐消耗殆尽，因此必须定期更换冷却液。一般在防冻剂中加入着色剂，使冷却液呈蓝绿色或黄色，便于识别。3、主要部件的构造1）散热器作用：将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低。散热器管芯分类：分为管片式和管带式、板式。冷却管为何制成扁圆形？按冷却液流动方向：分为纵流式和横流式两种。•纵流式：散热器管芯竖直布置，上接进水室，下连出水室，冷却液由进水室自上而下地流过散热器芯进入出水室。•横流式：散热器管芯横向布置，左右两端分别是进水室、出水室，冷却液由进水室横向地流过散热器芯进入出水室。轿车采用，可使发动机机罩的外廓较低。改善车身前端的空气动力性。散热器的材料黄铜铝结构：散热器盖散热片上贮水室下贮水室散热器盖现代发动机水冷系都是闭式水冷系统，有散热器盖严密地盖在散热器家冷却液口上。优点：（1）可使系统压力提高98~196kPa，沸点增高到120摄氏度左右，多大了与周围空气的温差，提高了换热效率，可减小散热器尺寸。（2）可减少冷却液外溢及蒸发损失。结构：由压力阀和真空阀组成，一般情况下两阀关闭。压力阀用硬簧控制，真空阀用软簧控制。工作原理：当发动机工作时，冷却液的温度逐渐升高，使冷却系的压力升高，冷却液容积膨胀，当压力超过预定值时，压力阀开启，一部分冷却液经溢流管流入补偿水桶，防止冷却液胀裂散热器。当发动机停机后，冷却液温度下降，冷却系内的压力下降，降到大气压力下出现真空时，真空阀开启，补偿水桶内的冷却液部分流回散热器，避免了散热器被大气压坏。散热器盖空气阀蒸汽阀弹簧散热器盖工作演示补偿水桶作用：密封冷却系统，减少了冷却液的散失，使冷却系统内水、气分离，保持压力稳定。避免空气不断进入，给冷却系统内部造成氧化、穴蚀。与加冷却液口的溢流管连接，水桶外表面刻有“低”和“高”两条标记线，补偿水桶内的液面应位于两条标记线之间。材料：塑料百叶窗：有的发动机在散热器前装有百叶窗。作用：改变吹过散热器的空气流量来调节发动机的冷却强度。保证发动机在最适宜的温度范围内工作。2）风扇功用：对空气产生吸力或排力，使之沿轴向流动。影响风量的因素：风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目横断面形状：弧形、翼形皮带发电机风扇曲轴3）水泵作用：对冷却水加压，促使冷却水在冷却系统中运动，以加强冷却效果。结构：离心式水泵水泵壳体叶轮进水管出水管结构：水泵壳体，水泵轴，叶轮及进、出水管等组成。离心式水泵特点结构简单，尺寸小排量大，当水泵停止工作时并不妨碍水在冷却系中自然循环。离心式水泵工作示意工作原理：当水泵叶轮按图示方向旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在离心力的作用下被甩向水泵的壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从与叶轮成切线的出水管压出，同时叶轮中心处由于冷却液被甩出而压力下降。产生真空度，冷却液经进水管流入叶轮中心。5）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。蜡式节温器：主阀门弹簧节温器外壳胶管石蜡推杆蜡式节温器结构：推杆一端紧固在带状上支架上，而另一端则插入感温器内的胶管中，感温器则通过弹簧支撑在带状下支架和节温器阀之间。在感温器外壳与胶管中间充满精制石蜡。工作原理：当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭冷却液流向散热器的通道，冷却液经旁通孔，流向水泵，进行小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化而逐渐变成液体，体积随之增大并压迫胶管使其收缩。同时对推杆作用以向上的推力。由于推杆的上端固定，因此，推杆对胶管和感温体产生向下的反推力使阀门开启。这时，冷却液经节温器阀进入散热器，并由散热器经水泵流回发动机，进行大循环。国产轿车捷达、桑塔纳及奥迪等采用，温度为85度时节温器阀开始打开。温度达105度时全开。节温器实物图节温器工作原理来自发动机来自发动机至小循环管至散热器低温时高温时节温器工作演示桑塔纳发动机冷却系示意图大循环路线小循环路线思考•水冷系的组成及工作过程•调节冷却强度的方法有哪些？•普通桑塔纳发动机的冷却系的工作路线是怎样的？•蜡式节温器的工作原理