发动机冷却系统基本知识
发动机冷却系统的功用及类型
发动机冷却系统的功用及类型引言：发动机冷却系统是现代车辆中必不可少的一个重要部件。
它的主要功能是保持发动机工作温度在适宜范围内，防止发动机过热损坏。
本文将介绍发动机冷却系统的功用及不同类型。
一、发动机冷却系统的功用发动机冷却系统的主要功用是通过散热，将发动机产生的大量热量迅速散发，以保持发动机工作温度在适宜范围内。
如果发动机温度过高，会导致机油粘度下降，润滑性能下降，甚至造成机油失效，引起发动机磨损和损坏。
因此，发动机冷却系统的正常运作对于发动机的性能和寿命至关重要。
二、发动机冷却系统的类型发动机冷却系统根据冷却介质的不同可以分为水冷式和气冷式两种类型。
1. 水冷式发动机冷却系统：水冷式发动机冷却系统是目前大多数汽车所采用的一种冷却方式。
它通过水泵将冷却液（一般是水和防冻液的混合物）从水箱中抽出，经过发动机水道冷却，然后再通过散热器放出热量。
水冷式冷却系统具有散热效率高、温度控制稳定等优点，适用于各种工况下的发动机。
2. 气冷式发动机冷却系统：气冷式发动机冷却系统是早期汽车所采用的一种冷却方式，现在主要用于摩托车和一些特殊用途的发动机。
它通过风扇或风道将空气引入并经过发动机外壳进行散热。
相比水冷式冷却系统，气冷式冷却系统结构简单，无需水泵和散热器等附件，但散热效率较低，只适用于低功率发动机或工作条件较为特殊的场合。
3. 水气混合式发动机冷却系统：水气混合式发动机冷却系统是一种结合了水冷式和气冷式的冷却方式。
它在发动机的关键部位采用水冷式冷却，而在其他部位采用气冷式冷却。
水气混合式发动机冷却系统可以兼顾散热效率和结构简单性，适用于一些特殊的工作条件。
结论：发动机冷却系统的功用是保持发动机工作温度在适宜范围内，防止过热损坏。
根据冷却介质的不同，发动机冷却系统可以分为水冷式、气冷式和水气混合式三种类型。
每种类型都有其适用的场合和特点。
在选择发动机冷却系统时，需要考虑到发动机功率、工作条件以及生产成本等因素，以确保发动机冷却系统的效果和可靠性。
发动机冷却系统的功能及类型
发动机冷却系统的功能及类型
发动机冷却系统的主要功能是保持发动机运转过程中的温度稳定。
冷却系统通过将热量从发动机中转移出去，防止发动机过热，从而保护发动机组件的正常工作。
发动机冷却系统主要有以下几种类型：
1. 水冷系统：水冷系统通过循环流动的冷却液（通常为水）来吸收发动机产生的热量，并通过散热器将其释放到外界。
这种系统具有较高的冷却效率和稳定性，广泛应用于现代汽车。
2. 气冷系统：气冷系统通过直接将冷却空气引入发动机附近，利用空气的流动来散热。
这种系统结构简单，不需要冷却液，但在高负载工况下冷却效果较差，因此常用于较小的发动机或特殊用途的发动机。
3. 涡轮增压冷却系统：涡轮增压系统中的涡轮增压器会产生较高的温度，需要通过冷却系统来降低其温度，以保持其正常运转。
这种系统通常通过在压气机进气端或中冷器位置引入冷却液进行冷却。
4. 机械风扇冷却系统：机械风扇冷却系统主要用于低速或停车状态下的冷却。
通过发动机带动的风扇产生强制对流，帮助散热器更好地散热。
以上是常见的发动机冷却系统类型，不同类型的冷却系统在不同的工况下可以提供适宜的冷却效果，确保发动机的正常工作。
汽车冷却系统基本知识介绍
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系统 / SYSTEM 内 容 CONTENT
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暖风机
暖风机出水管，此 管管路连接暖风机 出水口和金属管总 成上的一个分支口
暖风进机水管，此管 连接节温器的出水口 和暖风机的进水口
节温器
三通管路，管路的金属管 总成上的一个分支管口， 另外的两头分别连接发动 机机油泵冷却的出水口和 节流阀体预热出水口
冷却系统基础知识
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一.冷却系统的功用
发动机工作期间，最高温度可达2500℃，即使在怠速或中等转速下， 燃烧室的平均温度也在1000 ℃以上。如不冷却，发动机会过热，工作过 程恶化，零件强度降低，机油变质，磨损加剧，动力性、经济性、可靠性 及耐久性全面下降。如果冷却过渡，发动机长时间在低温下工作，会使散 热损失及磨擦损失增加，零件磨损加剧，排放恶化，发动机工作粗暴，功 率下降及燃油消耗率增加。 冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内 ，既要防止过热，又要防止冬季过冷。在冷发动机起动后，冷却系统还要 保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。
发动机
水 泵
手动变速箱
机油泵
膨 胀 箱
三通管路，管路的一头连接 节温器上的一个出水口，另 外的两头分别连接发动机机 油泵冷却的进水口和节流阀 体预热进水口
发动机除气管路， 此管路连接节温器 座上发动机排气细 管和膨胀箱上端的 一个出气口 冷却液通过此管由 发动机节温器出水 口流入散热器上水 室进水口
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2、原理： 节温器常见形式为蜡式单阀门节温器。 冷却液温度较低时，石腊呈固态，弹簧将阀门压在阀门座上，阀门关闭，冷却液由出水管的旁通管沿 冷却液软管进入进气管水套、空调散热器(空调系统暖风开关打开时)、后沿冷却液软管流回水泵而不流经 散热器，即进行小循环，此时冷却系的冷却强度较小。 当冷却液温度高于设定值时，石腊受热熔化变为液态，其体积膨胀，迫使橡胶套收缩。反推杆上端固 定在支架上而不能上移，橡胶套便推动外壳克服弹簧的弹力向下移动，使阀门打开，大部分冷却液由出水 管沿冷却液软管流入散热器、后流回水泵，即进行大循环，小部分冷却液进行小循环。此时，冷却系的冷 却强度较大。
发动机冷却系统工作原理
发动机冷却系统工作原理
发动机冷却系统是保持发动机工作温度在适宜范围内的关键装置。
它通过循环冷却液来吸热和散热，以防止发动机过热并保护发动机的寿命。
发动机冷却系统的工作原理如下：
1. 冷却液循环：冷却液通过发动机内部的冷却水道循环。
发动机内部有一系列通道和管道，冷却液从发动机底部进入，通过散热器和水泵的帮助，再次流回发动机上部，形成闭合循环。
2. 吸热：当发动机运转时，燃烧室内产生大量热量。
发动机冷却液经过散热器，与冷却风或外界空气进行热交换。
冷却液吸收发动机排放出的热量，使发动机温度降低。
3. 散热：冷却液流经散热器后，传递给外界空气或通过风扇进行风冷。
散热器内部有许多狭长的管道，增加散热面积以增强散热效果。
热量被散热器带走后，冷却液重新循环以吸热。
4. 压力控制：发动机冷却系统中的冷却液被保持在一定的压力下。
这有助于提高沸点，提供更高的沸腾点，以维持冷却系统的稳定性。
冷却液会通过通风孔或冷却液蒸汽压力阀释放多余热量，保持系统的稳定工作状态。
发动机冷却系统的设计和工作原理可以根据不同类型的发动机和使用条件有所不同，但目标始终是确保发动机的温度处于安全且可控制的范围内。
冷却系统
3.补偿水桶
作用：当冷却液受热膨胀时，部分冷却液流入补偿容器；而 当冷却液降温时，部分冷却液又被吸回散热器，可使冷却液 不会溢失。当水冷系中有空气泡或蒸气泡时，都会使冷却液 降低传热效果，尤其当水冷系中有空气时，还会增加金属的 腐蚀，所以补偿水桶的另一个作用是可以消除水冷系中的所 有气泡。
Байду номын сангаас
4.冷却风扇
2）大循环
冷却液大循环路线图
1—旁通软管； 2—汽缸盖水套； 3—水泵； 4—节温器； 5—冷却风扇；6—散热器
3）取暖循环
7.2.2 水冷系的主要部件
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。
1）类型与组成
按散热器中冷却液流动方向的不同，可将其分为纵流式 和横流式。
2）散热器芯
2.风冷系
风冷系以空气为冷却介质，利用汽车行驶时的高速空气流，将高 温零件表面的热量吹散到大气当中去。 风冷系的汽车发动机一般采用由传热性能较好的铝合金铸成的汽 缸和汽缸盖，为了增大散热面积，各汽缸一般都分开制造，并且在 汽缸和汽缸盖表面分布许多均匀排列的散热片，以增大散热面积。 为了有效地利用空气流和保证各缸冷却均匀，有的发动机上装有导 流罩及分流板等部件。
支架
推杆 弹簧 节温器壳体
主阀门 石蜡 胶管 副阀门
膨胀筒式节温器
膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用黄铜制 成），内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起 上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化， 故圆筒高度也随温度而变化。
膨胀筒式节温器
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80℃，冷却水应全部流经散热器 ，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭；当 冷却水温低于70℃时，膨胀筒内的蒸汽压力很小，使圆筒收缩到最小高度。主阀 门压在阀座上，即主阀门关闭，同时侧阀门打开，此时切断了由发动机水套通向 散热器的水路，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入 发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从 而防止发动机过冷，并使发动机迅速而均匀地热起来；当发动机的冷却水温在70 ～80℃范围内，主阀门和侧阀门处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而 另一部分水进行小循环。
冷却系统知识归纳
冷却系统知识归纳：冷却系统是发动机的重要组成部分，其作用是将发动机运转过程中产生的热量散发出去，以保持发动机的正常运行温度。
冷却系统的基本组成包括散热器、水泵、风扇、节温器等，根据冷却介质的不同，冷却系统可以分为风冷和水冷两种类型。
风冷系统是以空气为冷却介质，通过散热器和风扇将热量传递给空气，然后通过自然对流或强制对流将热量散发到大气中。
风冷系统的优点是结构简单、成本低、维护方便，但散热效果较差，适用于轻载、低速和中低速的发动机。
水冷系统是以冷却液为冷却介质，通过水泵将冷却液循环流动，将热量传递给散热器，然后通过散热器将热量散发到大气中。
水冷系统的优点是散热效果好、冷却均匀、适用于各种工况，但结构复杂、成本高、维护较困难。
在冷却系统中，散热器是主要部件之一，它由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。
冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。
热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温。
因此散热器是一个热交换器。
除此之外，水泵和风扇也是冷却系统的重要部件。
水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动；风扇的作用是使空气流动，加速散热器的散热能力。
节温器则是控制冷却液流动路径的阀门，根据冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道。
总的来说，冷却系统的知识包括风冷和水冷两种类型的优缺点比较、散热器的工作原理和结构、水泵和风扇的作用以及节温器的功能等。
这些知识对于理解发动机的工作原理和维护保养具有重要的意义。
发动机冷却系统
发动机冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
发动机的冷却系有风冷和水冷之分。
以空气为冷却介质的冷却系成为风冷系；以冷却液为冷却介质的称水冷系。
1、冷却系统的循环汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。
冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。
在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。
这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。
一、冷却发动机的主循环：主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。
冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。
随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80摄氏度后)，冷却循环开始了“正常循环”。
这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。
二、车内取暖的循环：这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。
冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。
有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。
2、冷却系统部件分析在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置(类似散热器)。
1)冷却液：冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。
它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。
现在经常使用乙二醇为主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。
2)节温器：从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。
汽车冷却系统基本知识介绍
汽车冷却系统基本知识介绍汽车冷却系统是一个非常重要的系统，旨在防止发动机过热，保持发动机在适宜的工作温度范围内运行。
这个系统由多个组件组成，它们相互协作以确保冷却液冷却发动机并将热量排除。
下面我将详细介绍汽车冷却系统的基本知识。
1.发动机冷却液（冷却剂）：冷却液是冷却系统中的重要组成部分，它流经发动机并负责吸收热量。
常见的冷却剂是混合了防冻剂和水的液体，该混合物具有较高的沸点和抗冻性。
2.水泵：水泵是冷却系统中的关键组件，负责将冷却液循环到发动机和散热器。
水泵通常由发动机驱动，它会通过叶片将冷却液从发动机吸出并送往散热器。
3.散热器：散热器是冷却系统中的另一个重要组成部分，它通过将冷却液流经许多狭窄的金属管道以散发热量来冷却冷却液。
同时，散热器还通过风扇将空气吹过管道，以进一步加快热量散发。
4.导流罩和风扇：导流罩和风扇负责引导空气流向散热器，并提供足够的冷却空气流动。
风扇通常由发动机驱动，并可以根据冷却系统的需要进行自动或手动控制。
5.温度传感器和控制模块：温度传感器和控制模块监测和控制发动机的温度。
温度传感器测量发动机冷却液的温度，并将这些信息发送到控制模块，控制模块根据温度调整风扇的运行速度和其他参数，以确保发动机保持在适宜的工作温度范围内。
6.节温器：节温器是位于发动机和散热器之间的一个阀门，它负责在冷启动时，以及当发动机温度超过一定阈值时阻止冷却液流向散热器。
这样可以快速达到适宜的工作温度并提高燃油经济性。
7.冷却液扩容箱：冷却液扩容箱位于冷却系统中，用于容纳冷却液的溢出和膨胀。
当冷却液热胀冷缩时，它可以自由地在冷却系统和扩容箱之间流动。
8.热交换器和辅助冷却系统：一些车辆还装备有热交换器和辅助冷却系统，这些系统负责为座椅加热、风扇加热器或其他车辆系统提供冷却或加热。
冷却系统能够确保发动机在正常的温度范围内运行，保护发动机免受过热损坏的风险，并提高发动机的效率和寿命。
因此，定期检查和保养冷却系统非常重要。
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水冷发动机的正常工作温度
水冷式发动机保持正常工作，其冷却水的温
度应在353K~363K(80℃~90℃)之间。此时，气 缸壁温度不超过473K~573K(200℃~300℃)；
什么是气蚀、气蚀产生的原因及危害
（一）什么是气蚀？ 液体在一定温度下，降低压力至该温度下的气化压力时，液
体便产生气泡。把这种产生气泡的现象称为气蚀。
气蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破 灭，这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为气蚀溃灭。
气蚀极限：水泵转速不变的情况下，其流量下降3%，被认为气 蚀产生。
水冷式冷却系统的布置示意图：
冷却系统的工作原理
发动机的冷却系统是强制循环水冷系，即利用水泵提高冷 却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系统 分大循环和小循环。节温器阀门开启的温度一般在87℃左 右，全开温度在102℃左右。在节温器阀门开启之前，冷 却系统进行的是小循环，此时的大循环是关闭的，随着温 度上升，节温器阀门逐渐开启，小循环逐步关闭，大循环 开始工作。冷却液经过散热器后，温度降低6℃左右。
什么叫冷却系？
内燃机是将燃烧的化学能转变为机械能的装置，在内燃 机不断地工作过程中，其火焰温度达2000 ℃以上，为保证 机械连续有效地工作，必须对相应部件采取冷却措施，尤其 是其气缸周围更为重要。对发动机进行冷却必须由一系列零、 部件协调工作来完成，其通常称为冷却系。
发动机过热或过冷的危害
1.发动机过热的危害
2.发动机过冷的危害
1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差 （雾化差），使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下 降，燃料消耗量增加（热量流失过多，燃油凝结流进曲轴 箱）。
2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类， 加重了对机体和零件的侵蚀作用；
3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞 环等)上的油膜，使零件磨损加剧。
发动机缸壁温度测量
1-2缸间缸壁温度＜ 2-3缸间缸壁温度＜ 3-4缸间缸壁温度
热平衡试验
一般有效功率分布应在25%～40%。
发动机冷却系统压力分布试验
泵后压力＞节温器前压力＞散热器前压力＞散热器后压力＞膨胀箱压力 ＞泵前压力
发动机的系统压力建立/急停沸腾试验
发动机急停以后，水泵转速降为零，冷却液不再循环，而发动机燃烧室 及缸盖鼻梁区的温度还较高，就会导致发动机的水套局部沸腾，水温和 系统压力急剧升高。
发动机节温器特性试验
当节温器前水温达到节温器开启温度时，节温器开始打开，冷却液大循环开 始工作，使冷热液体混合，致使节温器前温度下降到低于节温器开启温度， 节温器关闭，然后反复多次，最终使得整个冷却系统的温度超过节温器开启 温度，节温器开启并逐渐达到最大升程，冷却系统大循环趋于稳定，冷却液 流量也趋于稳定。
冷却系统的作用
保持发动机在最适宜的温度范围内工作。
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温 度高达2200K~2800K(1927℃~2527℃)，大约1/3 做功转变为机械能，其余大部分随废气排出，其 余（部分）则被发动机零件吸收，使发动机零部 件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件， 若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。
4)润滑油黏度增大，流动性差，造成润滑不良，加剧机件磨 损，增大功率消耗 。
发动机的冷却方式
根据所用冷却介质不同，可分为水冷式和风冷式。 1.水冷式——以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水
的流动把热量带走而后散入大气中。散热后的水再重新流 回到受热机件处。适当调节水路和冷却强度，就能保持发 动机的正常工作温度。同时，还可用热水预热发动机，便 于冬季起动。 2.风冷式——高温零件的热量直接散入大气。 目前轿车大多数采用的是水冷式。
气蚀余量：发动机的水泵入口压力与气蚀极限压力的差值。
（二）气蚀产生的原因？
泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片 进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降 低到当时温度下的液体气化压力时，液体便在该处开始气 化，产生大量蒸气，形成气泡，当含有大量气泡的液体向 前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急 剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以 很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用， 并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至 几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将水 泵壳体和叶轮击穿。
气缸盖、活塞顶部的温度不超过
573K~673K(300℃动机节温器特性 发动机缸壁温度测量 热平衡试验 发动机冷却系统压力分布试验 发动机的系统压力建立/急停沸腾试验 流量试验 发动机气蚀试验
加注特性试验
主要看加注冷却液的速度以及能否顺利加满冷却液，要保证发动机冷却 系统中的空气充分排出。
1)降低充气效率，使发动机功率下降；
2)早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲 击性负荷而造成早期损坏；
3)运动件的正常间隙（热胀冷缩）被破坏，运动 阻滞，磨损加剧，甚至损坏；
4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；
5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
充气效率：是指每一个进气行程所吸入的空气质量与标准状态下（1个大 气压、20℃、密度为1.187kg/m2）占有气缸活塞行程容积的干燥空 气质量的比值。
水冷式冷却系统的结构
水泵：对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷 却可靠。 散热器：增大散热面积，加速水的冷却。 风扇：提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果。 节温器：保证发动机工作温度保持在设定的范围内， 防 止发动机过冷或过热。 膨胀箱：冷却液补偿和压力调节的作用。 暖风、 发动机水套、 冷却水管等
流量试验
转速越高，流量越大。
发动机气蚀试验
在发动机冷却液流量、温度稳定后，逐渐降低系统压力来确定发动机的 气蚀极限。
转速越高，气蚀极限越高；温度越高，气蚀极限越高。【气蚀极限高表 示气蚀区域大（有效工作余量区域小）、容易发生气蚀】
气蚀余量的大小反映了发动机的抗气蚀能力；气蚀余量越大，抗气蚀能 力越强。