发动机构造7章 发动机冷却系
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低排放,自动调节发动机的冷却强度。
(1)风扇离合器
主要有硅油式和电磁式等。 冷却水温度不高时,风扇随 离合器壳体一起空转打滑; 当发动机气流温度超过338K 时,离合器处于接合状态, 风扇转速提高。当发动机气 流温度低于308K时,风扇离 合器又回到分离状态。
硅油风扇离合器
26
(2)风扇温控开关 功用:
29
§7.4 变速器机油冷却器
一、采用的原因:
在自动变速器中,机油因工作频繁而过热,则会降低变 速器的性能,甚至造成变速器损坏。所以,在装有自动变速 器的汽车中必须装置变速器机油冷却器。
二、构造:
实际上就是一根冷却管。
三、位置及冷却:
置于散热器的出水室内,由冷却液对流过冷却管的变速器 机油进行冷却。
16
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。
17
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。
20
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。
21
可调节支架
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。
在冷却水温度升高时,其内部的温控介质膨胀而使风扇 以高速运转,加速了发动机的冷却;相反,若在冷却水温度 降低的时,介质收缩而使风扇低速运转或停下来,实现了对 散热器电动机风扇的控制。
(3)百叶窗 功用:
通过调节流经散热器的空气量来调节冷却系的冷却强度, 使发动机在适宜的温度下工作。
27
三、冷却水和防冻液 1、冷却水
9
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。
节温器 小循环
大循环
10
11
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。
管片式
管带式
14
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
15
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。
12
二、水冷系的主要部件
1、散热器
散热器又称为水 上水箱 散热器盖 进水管 安装处
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 下水箱 将冷却水在水套中所 吸收的热量散发至外 界大气,使水温下降。
出水管口
散热器芯
13
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。
30
小
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作用
水冷系
结
大、小循环 散热器
冷却系
风冷系
主要部件
水泵
节温器
与水冷系的区别 采用的原因
变速器机油冷却器
31
32
3
不足
三、冷却系的分类
{
水冷 风冷
4
四、正常冷却时的发动机温度
系 统 水冷系 温 度 范 围
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.
5
5、水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系 统 水冷系 优缺点比较 冷却强度大,易调 节,便于冬季启动 冷却效果差,噪音 大,功耗大 适用范围 广泛用于汽车 发动机
风冷系
仅用于小排量 及军车发动机
6
§7.2
一、水冷系的组成
水 冷 系
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。
7
点此观看水冷系的组成录像
8
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。
推杆
主阀门
弹簧
石蜡
外壳
胶管
23
24
蜡式节温器工作情况
小 循 环
大 循 环
当水温低于358K时,主阀关,副阀开— 小循环。 当水温高于358K时低于378K时,主阀渐开,副阀渐 关— 大小循环同时进行。 当水温高于378K时,主阀全开,副阀关— 大循环。
25
5、风扇离合器和温控开关
功用:减小风扇噪声,改善低温起动性能,节约燃料和降
1-水泵壳体 2-叶轮 3-进水管 4-出水管
18
与东风汽 车水泵有 什么不同?
19
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。
风扇的驱动V带张紧装置
22
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 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 却强度。节温器有蜡 式和乙醚皱纹筒式两 种,目前多数发动机 采用蜡式节温器。
一、工作机理:
利用高速空气流直接吹过 气缸盖和气缸体的外表面,把 从气缸内部传出的热量散发到 大气中去,以保证发动机在最 有利的温度范围内工作。
风 冷 系
二、结构
发动机气缸和气缸盖采用 传热较好的铝合金铸成,结构 简单、重量轻、故障少,无需 特殊保养,但是由于材料质量 要求高,冷却不够均匀,工作 噪音大等缺点,目前在汽车上 很少使用。
第七章 发动机冷却系
概述 水冷系 风冷系 变速器机油冷却系
1
§7.1
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。
2
二、不正常冷却对发动机的影响
冷却程度
过冷
后
果
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。 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。
汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水,如雨水, 自来水等;而井水、河水等硬水中含有矿物质,在高温下易 生成水垢,不能作为发动机冷却水。
2、防冻液
功用:为防止在冬季寒冷地区,因冷却水结冰而发生散
热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象,在冷却水中加入 一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。
28
§7.3
(1)风扇离合器
主要有硅油式和电磁式等。 冷却水温度不高时,风扇随 离合器壳体一起空转打滑; 当发动机气流温度超过338K 时,离合器处于接合状态, 风扇转速提高。当发动机气 流温度低于308K时,风扇离 合器又回到分离状态。
硅油风扇离合器
26
(2)风扇温控开关 功用:
29
§7.4 变速器机油冷却器
一、采用的原因:
在自动变速器中,机油因工作频繁而过热,则会降低变 速器的性能,甚至造成变速器损坏。所以,在装有自动变速 器的汽车中必须装置变速器机油冷却器。
二、构造:
实际上就是一根冷却管。
三、位置及冷却:
置于散热器的出水室内,由冷却液对流过冷却管的变速器 机油进行冷却。
16
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。
17
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。
20
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。
21
可调节支架
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。
在冷却水温度升高时,其内部的温控介质膨胀而使风扇 以高速运转,加速了发动机的冷却;相反,若在冷却水温度 降低的时,介质收缩而使风扇低速运转或停下来,实现了对 散热器电动机风扇的控制。
(3)百叶窗 功用:
通过调节流经散热器的空气量来调节冷却系的冷却强度, 使发动机在适宜的温度下工作。
27
三、冷却水和防冻液 1、冷却水
9
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。
节温器 小循环
大循环
10
11
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。
管片式
管带式
14
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
15
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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二、水冷系的主要部件
1、散热器
散热器又称为水 上水箱 散热器盖 进水管 安装处
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 下水箱 将冷却水在水套中所 吸收的热量散发至外 界大气,使水温下降。
出水管口
散热器芯
13
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。
30
小
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作用
水冷系
结
大、小循环 散热器
冷却系
风冷系
主要部件
水泵
节温器
与水冷系的区别 采用的原因
变速器机油冷却器
31
32
3
不足
三、冷却系的分类
{
水冷 风冷
4
四、正常冷却时的发动机温度
系 统 水冷系 温 度 范 围
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.
5
5、水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系 统 水冷系 优缺点比较 冷却强度大,易调 节,便于冬季启动 冷却效果差,噪音 大,功耗大 适用范围 广泛用于汽车 发动机
风冷系
仅用于小排量 及军车发动机
6
§7.2
一、水冷系的组成
水 冷 系
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。
7
点此观看水冷系的组成录像
8
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。
推杆
主阀门
弹簧
石蜡
外壳
胶管
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24
蜡式节温器工作情况
小 循 环
大 循 环
当水温低于358K时,主阀关,副阀开— 小循环。 当水温高于358K时低于378K时,主阀渐开,副阀渐 关— 大小循环同时进行。 当水温高于378K时,主阀全开,副阀关— 大循环。
25
5、风扇离合器和温控开关
功用:减小风扇噪声,改善低温起动性能,节约燃料和降
1-水泵壳体 2-叶轮 3-进水管 4-出水管
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与东风汽 车水泵有 什么不同?
19
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。
风扇的驱动V带张紧装置
22
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 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 却强度。节温器有蜡 式和乙醚皱纹筒式两 种,目前多数发动机 采用蜡式节温器。
一、工作机理:
利用高速空气流直接吹过 气缸盖和气缸体的外表面,把 从气缸内部传出的热量散发到 大气中去,以保证发动机在最 有利的温度范围内工作。
风 冷 系
二、结构
发动机气缸和气缸盖采用 传热较好的铝合金铸成,结构 简单、重量轻、故障少,无需 特殊保养,但是由于材料质量 要求高,冷却不够均匀,工作 噪音大等缺点,目前在汽车上 很少使用。
第七章 发动机冷却系
概述 水冷系 风冷系 变速器机油冷却系
1
§7.1
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。
2
二、不正常冷却对发动机的影响
冷却程度
过冷
后
果
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。 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。
汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水,如雨水, 自来水等;而井水、河水等硬水中含有矿物质,在高温下易 生成水垢,不能作为发动机冷却水。
2、防冻液
功用:为防止在冬季寒冷地区,因冷却水结冰而发生散
热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象,在冷却水中加入 一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。
28
§7.3