汽车冷却系统(1)
汽车冷却系统[1]
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点此观看水冷系的组成录像
汽车冷却系统[1]
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。
汽车冷却系统[1]
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。
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。 大循环
汽车冷却系统[1]
车用发动机采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。
汽车冷却系统[1]
风扇常和发 动机一起由曲 轴带轮通过V带 驱动。为调节V 带的张紧程度， 通常将发电机 的支架做成可 调节的。
1－水泵壳体 2－叶轮 3－进水管 4－出水管
汽车冷却系统[1]
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3、风扇
功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。
用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热 器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的 冷却作用。
特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流
式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式 风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率 高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发 动机上得到了广泛的应用。
汽车冷却系统[1]
{ 三、冷却系的分类
水冷 风冷
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四、正常冷却时的发动机温度
系统
温度范围
水冷系 气缸盖内冷却水温度在353～363K, 气缸
壁的温度不超过470～550K。
汽车发动机冷却系统的构造与维修教案
发动机冷却系统任务一系统的作用及组成学习目标(1)冷却系统的功用和冷却方式(2)冷却系统的基本组成一、认识冷却系统1 .冷却系统的作用发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机得到适度 的冷却，从而保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
如图5-1所示，发动机的正常工作温 度在90℃左右。
正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大； 同时，也有利于降低有害物质排放。
发动机温度与性能的关系图发动机过热会降低气缸充气效率，使发动机功率下降；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；运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧， 甚至损坏；润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
发动机过冷会使进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差，使点火困Pe :输出功率Be :燃油经济性T :发动机温度难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加；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；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。
2.冷却系统的分类有液冷式和风冷式两种。
液冷式主要用在汽车用发动机上，风冷式在摩托车上面应该非常广泛。
1）.风冷发动机冷却系统冷却介质是空气，通过气流利用散热片直接向周围空气散热，摩托车采用的风冷发动机。
风冷发动机冷却风冷发动具有特点：（1）结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。
（2）难以调节，消耗功率大、工作燥声大。
2）.水冷发动机冷却系统液冷的原理是通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并利用循环液将热量带走，通过散热器将热量散发到大气中。
液冷需要冷却液作为导热媒介，根据导热媒介的不同又可分为水冷和油冷两类，现代轿车多采用水冷为主、油冷为辅的散热方式帮助汽车提高冷却能力。
水冷的媒介为防冻液，水冷发动机的冷却系统。
汽车冷却系统工作原理简介
汽车冷却系统工作原理简介
汽车冷却系统是一种重要的机械系统，其工作原理是通过水泵将冷却液从水箱中抽取到发动机内部进行循环，以有效地降低发动机温度并保持其在正常工作范围内。
具体来说，汽车冷却系统的工作原理如下：
1. 水箱和散热器：冷却液首先储存在水箱中。
散热器位于发动机前部，由一系列密排的金属管组成，其目的是通过风扇或车辆行驶时的气流，将冷却液中的热量散发到空气中。
2. 水泵：水泵由发动机驱动，通过带动叶轮的旋转，将冷却液从水箱抽取到发动机内部，然后再将其送入散热器。
3. 发动机内部循环：冷却液从水泵进入发动机内部，沿着发动机各个部件的冷却通道流动，吸取发动机产生的热量。
4. 散热器散热：冷却液在发动机内部循环一段时间后，再次经过散热器。
这时，散热器的金属管中的冷却液通过与外部的冷却空气进行热交换，从而散发掉热量。
5. 冷却液回流：降温后的冷却液重新流回水箱，以重新开始循环。
这样一来，发动机就能保持在适宜的温度范围内，避免过热而造成损坏。
需要注意的是，为了确保冷却系统的正常运行，冷却液需要具备良好的冷却性能和抗腐蚀性能。
因此，在汽车冷却系统中通
常使用的是特殊的冷却液，它具备良好的导热性和抗腐蚀性的特点，以确保系统的正常运行和使用寿命。
这就是汽车冷却系统的工作原理的简要介绍，它是确保发动机正常运行和防止过热的关键系统。
冷却系统工作原理
冷却系统工作原理
冷却系统的工作原理是通过控制物体的温度，使其保持在一个适宜的范围内。
冷却系统一般包括以下几个步骤：
1. 热量传导：冷却系统首先通过热传导的方式将物体上的热量传递到冷却介质中。
这可以通过物体与冷却介质直接接触，或者通过传输热量的管道或表面来实现。
2. 冷却介质：冷却系统使用冷却介质来吸收物体的热量，并将其带走。
冷却介质可以是液体（如水）或气体（如空气）。
它可以通过流动或循环的方式与物体接触，从而有效地带走热量。
3. 热交换：冷却介质在与物体接触后会吸收物体上的热量，然后把它带到冷却系统的热交换器中。
在热交换器中，冷却介质与另一个介质（如空气或水）进行热交换，将热量传递给它，从而使冷却介质得以冷却。
4. 循环系统：冷却介质经过热交换后会重新进入冷却系统，并继续循环使用。
这样可以不断将物体上的热量带走，确保物体的温度保持在一个可控制的范围内。
冷却系统的工作原理可以根据不同的应用领域和具体的设备来进行调整和优化。
例如，在汽车发动机冷却系统中，冷却介质通常是循环流动的冷却液，通过循环系统将发动机产生的热量带到散热器中，然后再利用风扇或空气流动来冷却冷却液。
而在空调系统中，冷却介质可以是制冷剂，通过循环往复的过程来吸收和释放热量，从而实现对空气的冷却。
简述汽车冷却系统的构造
简述汽车冷却系统的构造
汽车冷却系统主要由以下部分组成：
1. 水泵：水泵是冷却系统的核心部件，负责推动冷却液在系统中流动，以带走发动机产生的热量。
2. 节温器：节温器的作用是控制冷却液的大小循环，使发动机的温度快速达到理想状态。
3. 水箱：水箱负责储存大量冷却液，作为发动机与外界热交换的媒介，将发动机的热量排出。
4. 水箱风扇：当水温达到一定温度时，水箱风扇开始工作，帮助将水箱中的热量排出。
5. 水管：水管是冷却系统中必不可少的部分，用于连接各个部件，使冷却液能在系统中流动。
6. 水温传感器：水温传感器用于测量发动机的水温，作为喷油量控制的一个依据。
汽车冷却系统的主要作用是防止发动机过热，并使发动机尽快升温并保持恒温。
通过水泵、节温器、水箱、水箱风扇和水管等部件的协同工作，冷却系统能够有效地将发动机产生的热量散布到周围的空气中。
汽车发动机冷却系统的构造与维修教案
发动机冷却系统任务一系统的作用及组成学习目标(1) 冷却系统的功用和冷却方式(2) 冷却系统的基本组成一、认识冷却系统1. 冷却系统的作用发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机得到适度的冷却，从而保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
如图5-1所示，发动机的正常工作温度在90℃左右。
正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大；同时，也有利于降低有害物质排放。
Pe :输出功率Be :燃油经济性T :发动机温度发动机温度与性能的关系图发动机过热会降低气缸充气效率，使发动机功率下降；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；运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
发动机过冷会使进入气缸的混合气（或空气）温度太低，可燃混合气品质差，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；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；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。
2. 冷却系统的分类有液冷式和风冷式两种。
液冷式主要用在汽车用发动机上，风冷式在摩托车上面应该非常广泛。
1）. 风冷发动机冷却系统冷却介质是空气，通过气流利用散热片直接向周围空气散热，摩托车采用的风冷发动机。
风冷发动机冷却风冷发动具有特点：（1）结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。
（2）难以调节，消耗功率大、工作燥声大。
2）. 水冷发动机冷却系统液冷的原理是通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并利用循环液将热量带走，通过散热器将热量散发到大气中。
液冷需要冷却液作为导热媒介，根据导热媒介的不同又可分为水冷和油冷两类，现代轿车多采用水冷为主、油冷为辅的散热方式帮助汽车提高冷却能力。
水冷的媒介为防冻液，水冷发动机的冷却系统。
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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系统 / SYSTEM 内 容 CONTENT
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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系统 / SYSTEM 内 容 CONTENT
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。
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。
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散热器盖
汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的三热气 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。
盖 真空阀弹簧
真空阀
压力阀弹簧 压力阀
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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。
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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。
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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。
不足
发动机过热，充气量减少燃烧不正常， 发动功率下降润滑不良，加剧磨损。
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{ 三、冷却系的分类
Hale Waihona Puke 水冷 风冷汽车冷却系统(1)
四、正常冷却时的发动机温度
系统
温度范围
水冷系 气缸盖内冷却水温度在353～363K, 气缸
壁的温度不超过470～550K。
风冷系
气缸盖和气缸壁的允许温度分别为 423～453K和433～473K.
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2020/11/23
汽车冷却系统(1)
§4.1 概 述
一、冷却系功用 使发动机得到适度的冷却， 并保持其在最适宜地温度范围内工作。
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二、不正常冷却对发动机的影响
冷却程度
后果
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。
节温器
小循环
汽车冷却系统(1)
汽车冷却系统(1)
冷却系的大小循环实质
通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器 装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），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。
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80℃，节温 器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通 管，冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于 70℃时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通 往水泵的旁通管，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；当发 动机的冷却水温在70～80℃范围内，通往散热器的通道和通往 水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环， 而另一部分水进行小循环。
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点此观看水冷系的组成录像
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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。
汽车冷却系统(1)
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。
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。 大循环
种，目前多数发动机
外壳
采用蜡式节温器。
主阀门
石蜡 胶管
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5、水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系统
优缺点比较
适用范围
水冷系
冷却强度大，易调 节，便于冬季启动
广泛用于汽车 发动机
风冷系
冷却效果差，噪音 大，功耗大
仅用于小排量 及军车发动机
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§4.2 水 冷 系
一、水冷系的组成
水冷却系是以水作为冷却介质，把发动 机受热零件吸收的热量散发到大气中去。 目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强 制循环式水冷系，利用水泵强制水在冷却 系中进行循环流动。
1－水泵壳体 2－叶轮 3－进水管 4－出水管
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3、风扇
功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。
用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热 器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的 冷却作用。
特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流
式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式 风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率 高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发 动机上得到了广泛的应用。
汽车冷却系统(1)
车用发动机采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。
汽车冷却系统(1)
风扇常和发 动机一起由曲 轴带轮通过V带 驱动。为调节V 带的张紧程度， 通常将发电机 的支架做成可 调节的。
可调节支架
风扇的驱动V带张紧装置
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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。
节温器装在冷却水
推杆
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
弹簧
却强度。节温器有蜡
式和乙醚皱纹筒式两
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二、水冷系的主要部件
1、散热器
上水箱
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 下水箱 收的热量散发至外界 大气，使水温下降。
散热器盖 进水管 安装处
出水管口 散热器芯
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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。
管片式
管带式