冷却系认识及基本原理
循环水冷却系统原理
循环水冷却系统原理
循环水冷却系统是一种常见的热管理技术，广泛应用于工业生产和航空航天等领域。
它通过循环泵将冷却液体（通常是水）送往被冷却的设备，然后再将加热过的冷却液体带回冷却设备，形成一个循环流动的系统。
循环水冷却系统的工作原理基于热传导的基本原理。
当被冷却设备处于工作状态时，产生的热量会导致设备温度升高。
为了保持设备在安全温度范围内工作，必须通过冷却系统将热量从设备中传导出去。
冷却系统由多个组件组成，包括冷却装置、循环泵、冷却塔和管道。
冷却装置通常是热交换器或冷却器，通过将热量从设备中吸收到冷却液体中。
循环泵负责将冷却液体从冷却装置中抽出，并通过管道输送到设备中，完成循环过程。
在设备中，冷却液体接触到热源表面，吸收热量。
热量使冷却液体温度升高，然后通过管道被输送回冷却装置。
在冷却装置中，冷却液体通过热交换的方式，将热量传递给环境，使得冷却液体重新降温，并经由循环泵再次被输送到设备中。
冷却塔是循环水冷却系统中的关键部分。
它通过将冷却液体喷洒到塔顶，并在重力作用下，使其与空气充分接触，利用气流的帮助将热量从水中带走。
同时，冷却塔还通过排出热量较高的水蒸气，实现冷却液体的重新降温。
总之，循环水冷却系统通过循环泵和冷却装置的协作，将热量
从设备中传导出去，保持设备的温度在安全范围内。
这种系统可靠且高效，是许多工业领域中常用的热管理技术。
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。
柴油机冷却系
机油冷却器泄漏
检查/更换机油冷却器。检查机油中是 否有冷却液
气缸盖密封垫泄漏
检查/更换气缸盖密封垫
气缸盖开裂或有砂眼
检查/更换气缸盖
气缸体冷却液水套泄漏 检查/更换气缸体
常见故障的排除
9)冷却液污染
故障原因
冷却液不防锈，没有正确混合防 冻剂和水
变速箱机油冷却器（如果装备的 话）泄漏 机油从机油冷却器、气缸盖密封 垫、气缸盖和气缸体中泄漏
✓吸水
与压水 同时，叶轮中 心处压力降低， 散热器中的水 便经进水管被 吸进叶轮中心 部分。
5、风扇
提高流经
散热器的空气 流速和流量， 以增强散热器 的散热能力， 并冷却发动机 附件。
6、节温器
✓关闭位置
影视
6、节温器
✓开启位置
6、节温器
✓外形
7、节温器工作过程动画
五、典型柴油机冷却系特点
散热器顶部水箱或辅助水 检查散热器辅助水箱和顶部水箱之间
箱之间泄漏
是否泄漏
常见故障的排除
6)冷却液温底低于正常温度
故障原因
解决办法
流经散热器的空气过量
依照要求检查/修理百叶窗、风扇离 合器和硅油风扇
节温器断裂、损坏，污染或 密封不良
检查/更换节温器
温度传感器或温度表故障 确定温度传感器或温度表是准确的
1、道依茨柴 油机冷却 系特点
✓外接散热
器式冷却 系
1、道依茨 柴油机冷 却系特点
✓整体式 水冷却系
2、 康 明 斯 发 动 机 冷 却 系 特 点
六、冷却系常见故障诊断
1、常见故障 部位图
✓主要故障是 柴油机过热。
2、常见故障类型
✓冷却液充足但柴油机过热； ✓柴油机突然过热； ✓冷却液消耗异常； ✓冷却液温度过低
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。
冷却系统介绍
(二）北奔冷却模块匹配及模块化规划
冷却系统模块化规划
(三）冷却液特性及使用
冷却液组分： 水 防冻剂（乙二醇、丙二醇等） 添加剂（一般不超过5%，缓蚀剂、防垢剂、消泡剂、
着色剂）
冷却液牌号： -25#，-30#，-35#，-40#，-45#，-50#（按照冰点分类）
冷却液中的水必须使用蒸馏水或去离子水
风扇在旋转运动时，由于使周围空气发生了定向运动， 产生了静压，而静压则为冷却模块所需风量提供动力， 使冷却空气由散热器高压一侧流向低压一侧。
整车冷却系统冷却空气压力变化
风扇静压曲线
风扇硅油离合器
风扇硅油离合器根据控制方式 的不同，可分为：
双金属片硅油离合器（利用离 合器前端的双金属片受热膨胀 特性控制硅油阀门的开度，控 制硅油量）；
b. 护板为金属冲压成型， 连接于上下水室之间， 与外围零部件相连接。
散热器芯体由散热管及波形散热带组 成，散热管为扁管并与波形散热带相 间地焊在一起
散热器芯子和水室是通过机械咬边 的方式连接的，将主片城墙咬紧水 室边缘，促使主片凹槽内的EPDM 橡胶压缩，从而达到密封的效果；
散热管种类及其排布方式：
补偿水箱结构及工作原理
补偿水箱安装布置在散热器上方，其上有加水口和 盖、空气-蒸汽阀盖、散热器和发动机机体的空气 和蒸汽排气管接口、以及与水泵联结的补水口。补 偿水箱上有冷却液加注口，同时也是冷却系统内空 气排气口。
补偿水箱功能及容积确定：
当冷却系统工作时，冷却液受热膨胀并产生蒸汽泡， 补偿水箱吸收来自散热器和发动机机体内的蒸汽及冷 却液，确保系统压力稳定，工作可靠正常。同时它与 水泵联结，当冷却系统内缺少冷却液时，可以补偿系 统冷却液，确保系统正常循环。它的总容积不小于整 个系统冷却液容量的20%，膨胀容积不小于整个系统 冷却液容量的6%，补偿容积不小于整个系统冷却液容 量的7%。
机械工程中的冷却系统设计与分析
机械工程中的冷却系统设计与分析冷却系统是机械工程中不可或缺的一部分，它被广泛应用于汽车、航空航天、能源生产和工业设备等领域。
冷却系统的设计和分析对于机械设备的性能和寿命至关重要。
在本文中，我们将探讨冷却系统的设计原理、分析方法和实际应用。
一、冷却系统的基本原理冷却系统的基本原理是通过向机械设备输送冷却剂，将设备上产生的热量带走，并通过换热器或冷却塔等设备将热量散发到周围环境中。
冷却系统通常由冷却剂、泵、冷却器、控制装置和传感器等组成。
冷却剂的选择在冷却系统的设计中起着重要的作用。
常用的冷却剂包括水、冷冻剂和液氮等。
水是最常见的冷却剂，其具有高热传导性和稳定性。
冷冻剂在一些特殊应用中使用，能够在低温下提供更高的冷却效果。
液氮是一种极低温的冷却剂，适用于一些需要极低温度的应用。
泵用于将冷却剂从储存器输送到冷却设备中。
泵的选择要考虑到流量和压力的要求。
冷却器是冷却系统中的关键组件，其目的是将冷却剂的温度降低。
常见的冷却器包括散热器、冷却塔和热交换器等。
控制装置和传感器用于监测和控制冷却系统的运行状态，确保冷却效果的稳定性和安全性。
二、冷却系统的分析方法在冷却系统的设计和分析中，我们通常需要考虑以下几个因素：1. 热负荷分析热负荷分析是冷却系统设计的第一步。
通过分析机械设备产生的热量和热负荷的分布情况，可以确定冷却系统所需的冷却能力。
热负荷分析通常涉及热传导、对流和辐射等传热机制的计算。
2. 流场分析流场分析是冷却系统设计的关键部分，它涉及流体力学和传热学的知识。
通过建立数值模型，可以分析冷却剂在冷却系统中的流动情况和温度分布。
这有助于优化冷却系统的设计和提高冷却效率。
3. 材料热力学分析材料的热力学特性对冷却系统的性能和寿命有着重要的影响。
在冷却系统的设计中，需要分析材料的热膨胀、热导率和热稳定性等热力学特性，以确保设计的可靠性和安全性。
4. 能量耗散分析冷却系统的能量消耗与系统的运行效率和成本密切相关。
发动机冷却系的组成和工作原理
发动机冷却系的组成和工作原理发动机冷却系统是汽车中不可或缺的一部分，它主要负责控制发动机的温度，以确保其正常运行。
发动机工作时，会产生大量的热量，如果不及时散热，就会导致发动机过热，甚至导致故障。
因此，发动机冷却系统就显得格外重要。
发动机冷却系统主要由以下组成部分构成：散热器、冷却水箱、水泵、风扇、热交换器、冷却液等。
下面详细介绍一下这些部件的工作原理。
1. 散热器散热器是发动机冷却系统的核心部件，它的主要功能是将热量从冷却液中散出去。
在散热器内部，有许多细小的管道，这些管道里面流动着冷却液。
同时，散热器中还有空气通道，空气从散热器的前面经过，将冷却液中的热量带走。
2. 冷却水箱冷却水箱就是存储冷却液的容器。
它一般位于发动机前部，并通过一根软管与散热器相连。
在温度升高时，冷却液会从水箱经过散热器，再返回水箱。
冷却液的循环过程不断地进行，以保持发动机的适宜温度。
3. 水泵水泵是将冷却液从水箱送到散热器的设备。
它通常由一个电机和一个旋转叶轮组成。
当水泵开始工作时，叶轮会将液体从水箱中抽出，并将其推送到散热器中。
4. 风扇风扇的主要作用是增加空气流动，从而提高冷却效果。
在散热器后面，一般会安装一个电动风扇，当水泵无法提供足够的气流时，电动风扇就会启动，协助排出散热器内的热量。
热交换器通常被安装在发动机上，其主要作用是将发动机内部的热量导出，并将其传递给冷却液。
在热交换器内部，有许多细小的管道，这些管道里面流动着冷却液和发动机内部的热水。
热水与冷却液进行热量交换，从而使发动机保持在正常的温度范围内。
冷却液是发动机冷却系统中的重要组成部分，它通常由水和防冻剂混合而成。
一般来说，冷却液的比例为50:50，即50%的蒸馏水和50%的防冻剂。
防冻剂的主要作用是防止冷却液在寒冷的环境中冻结。
同时，冷却液还能防止发动机内部的腐蚀和泄漏。
总之，发动机冷却系统是汽车中的重要部分，对于发动机的正常运行起着至关重要的作用。
汽车冷却系统主要结构及部件PPT课件
汽车冷却系统主要结构冷却系的主要部件
第一节 概述
学习目标
1.掌握冷却系的组成及作用。 2.掌握冷却系的工作原理。
一、冷却系的作用
发动机工作时，由于可燃混合气的燃烧及运动零件间的 摩擦产生大量的热量，使零件强烈受热，特别是直接与高 温气体接触的零件，如果不及时进行冷却，将会使这些零 件过热而影响发动机的正常工作。
2. 风扇的控制装置
风扇控制装置的作用是控制风扇的运转与转速，改变 流经散热器芯部的空气流量，从而调节冷却系的冷却强 度，保证发动机经常在正常温度范围内工作。
（1）硅油风扇离合器 硅油风扇离合器是用硅油作为介质，利用硅油高黏度 的特性传递扭矩，利用散热器后面空气的温度，通过感 温器自动控制风扇离合器的分离和接合。
硅油风扇离合器结构示意图
1—螺钉 2—前盖 3—密封毛毡圈 4—双金属感温器 5—阀片轴 6—阀片 7—主动盘 8—从动盘 9—壳体 10—轴承 11—主动轴 12—锁止板 13—螺栓 14—内六角螺钉
15—风扇 A—进油孔 B—回油孔 C—漏油孔
（2）电磁风扇离合器
电磁风扇离合器结构示意图 1—滑环 2—线圈 3—电磁壳体 4—摩擦片 5、14—弹簧 6—导销 7—风扇鼓 8—螺母
冷却系的作用是将发动机中受热零件吸收的部分热量散 发到大气中去，以保证发动机在最适宜的温度范围内工作。
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冷却系认识及基本原理
冷却系统是指利用物质吸收或者辐射能量的过程来降低温度的系统。
它在许多领域中起着重要的作用，包括机械工程、化学工程、能源产业等。
冷却系统的基本原理是热量传递和能量平衡。
热量传递是指热量从高
温区域传递到低温区域的过程。
能量平衡是指在一个封闭系统中，系统吸
收的热量等于系统释放的热量，使系统保持稳定的过程。
冷却系统中最常用的冷却方式是传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质的直接接触传递。
在冷却系统中，传导通常是
通过导热材料将热量从热源传递到冷源，比如用金属散热片将电子器件上
的热量传递到散热风扇上。
对流是指通过流体（液体或气体）的循环来传递热量。
在冷却系统中，通过气流或液流将热量从热源带走，比如通过风扇或水泵将热量从发动机
散热器中带走。
辐射是指由物体表面的热辐射传递能量。
物体表面的温度越高，辐射
传递的能量就越大。
在冷却系统中，通过利用热辐射原理将热量传递给辐
射器，然后由辐射器将热量散发到周围环境中。
除了传导、对流和辐射，冷却系统中还可能使用一些其他的技术，如
相变、蒸发和冷凝等。
冷却系统的设计是根据具体的应用需求来确定的。
在机械工程中，冷
却系统通常用于降低机械设备的温度，防止设备过热而导致机械故障。
在
化学工程中，冷却系统通常用于控制反应温度，以实现最佳反应条件。
在
能源产业中，冷却系统通常用于降低热发电设备的温度，提高能量转化效率。
冷却系统的效率取决于多个因素，包括系统设计、材料选择、工作条件等。
优化冷却系统的设计可以提高能量转换效率，减少能源消耗，减少对环境的负面影响。
总之，冷却系统是一种重要的技术，它能够通过热量传递和能量平衡原理，降低物体的温度。
不同的冷却方式和技术在不同的应用领域中起着关键的作用。
通过优化冷却系统的设计和运行，可以提高能量转换效率，提高设备的性能，并减少对环境的影响。