汽车冷却系统工作原理
发动机冷却系统
A、圆管 B、扁圆管 C、矩形管 D、三角形管
谢谢大家
2、燃油雾化不良，还会使已雾化了的燃油顺气缸壁流入曲轴 箱，这样不仅会增加燃料消耗，而且进入曲轴箱的燃料还会稀 释润滑油，使润滑性能下降，同时还会加大冷态摩擦产生的噪 声;
3、冷却系统水温太低使发动机零件的磨损增加。
汽车发动机常见的冷却方式有两种，即水冷却和风 冷却，水冷系统又分为强制循环式水冷系统和自然循环 式水冷系统。自然循环式水冷系统仅利用冷却液的自然 对流实现循环，强制循环式水冷系统是利用水泵强制地 使冷却液在冷却系中进行循环流动。强制循环式水冷系 统冷却可靠，大多数汽车发动机采用强制循环式水冷系 统。
发动机冷却系统介绍
一 、发动机冷却系统概述
发动机工作时，可燃混合气在气缸内燃烧，其工作温度高达2000°C，瞬 时温度可达3000°C左右，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在 1000°C以上
冷却系的主要功用使发动机启动后能迅速升温，短时间内达到正常的工 作温度；正常工作后，通过水套内冷却液的循环，把受热零件吸收的部分热 量及时散发出去，保证发动机在各种工况下都能在最适宜的温度（80度~90 度）之间工作。
水冷系统的组成及工作原理示意图
水冷系统的组成
水冷系统主要由散热器、散热器盖、冷却液补偿装 置、水泵、发动机水套、分水管、冷却强度调节装置、 监控装置及冷却介质等组成。
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 （高于80度），水经过散 热器而进行的循环流动；
散热器盖工作演示
三、膨胀水箱
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。
北汽EX360车冷却系统的结构原理与检修
1 北汽EX360车冷却系统的工作原理纯电动汽车在使用过程中，相关电器系统中功率的损耗会产生大量的热量，为了保证系统的正常工作，应使各部件工作在一定的温度范围内，所以纯电动汽车必须装备冷却系统，对发热的部件进行冷却。
北汽EX360车在运行过程中主要的发热部件有：驱动电机、电机控制器（MCU ）和电力分配单元（PDU ）。
PDU 中的主要发热组件为车载充电机（OBC ）和DC/DC 直流转换模块。
该车冷却系统工作原理如图1所示。
水泵将冷却液加压后送至MCU 水道，然后进入PDU 水道，再经驱动电机水道流入散热器，散热器对已经吸收热量的冷却液进行散热，冷却后的冷却液再次被吸回水泵，如此循环对系统相关部件进行散热。
水泵及散热风扇的运行都由整车控制器（VCU ）控制。
VCU 通过采集MCU 、驱动电机、PDU 的温度信息，判断各部件的冷却需求，并及时开启水泵及散热风扇。
散热器后方安装了2个散热风扇，冷却系统根据采集到的温度情况及冷却需求，控制散热风扇的速运行速度。
散热器旁并联补水罐，通过2根水管分别与散热器上方水管和下方水管连接。
当车辆运行冷却液温度升高时，冷却液膨胀，可以先排到补水罐里；当温度降低时，补水罐内冷却液通过底部水管流回到系统中。
当系统的冷却液不足时，通过补水罐盖可添加冷却液，冷却系统中的空气也可通过补水罐与散热器上方连接的水管排到补水罐。
为方便排放冷却液，在散热器下方设置了排空阀。
2 水泵与散热风扇控制电路2.1 水泵控制电路水泵控制电路如图2所示，电流从蓄电池的正极经熔丝MF02（100 A ）后到达前舱电器盒，在前舱电器盒经过熔丝MB02（15 A ）后到达水泵继电器，水泵继电器的工作电路通过端子30和端子87连接到水泵电机的正极，经水泵电机负极回到蓄电池负极。
水泵继电器的控制电路（线圈端）由VCU 控制，当控制端子115为低电位（0 V ）时，水泵继电器线圈有电流通过，线圈产生吸力，接通水泵电机电路，水泵工作；当控制端子115为高电位（12 V ～14 V ）时，线圈无电流通过，水泵继电器不闭合，水泵不工作。
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%。
汽车冷却风扇的结构与工作原理
汽车冷却风扇的结构与工作原理汽车冷却风扇是发动机散热系统中的一个重要组成部分，它通过将空气流动到发动机周围来降低发动机温度。
本文将对汽车冷却风扇的结构和工作原理进行介绍，帮助读者更好地了解汽车散热系统的工作原理。
汽车冷却风扇是由风扇叶片、电扇电机、风扇外壳等几个不同部分组成的。
不同的汽车冷却风扇可以有不同的结构和形状，但都有相似的工作原理和作用。
1.风扇叶片：风扇叶片是连接到电动机上的组件，它的设计形状和数量可以根据不同的汽车型号来进行调整。
通常情况下，叶片数量在4到8个之间。
而不同的叶片形状和直径则可根据车辆的发动机尺寸和发动机产生的热量来设计。
2.电扇电机：电扇电机是汽车冷却风扇的主要动力来源。
电扇电机可通过相应的电线与汽车的电气系统连接，以便控制风扇的活动和速度。
不同的车型和年份可以使用不同的电机，使得风扇有不同的工作压力和转速。
3.风扇外壳：风扇外壳是连接到风扇叶片和电扇电机上的外部部分，设计为排放空气进入和出来散热器，其具体作用是保护风扇内部元件免受物理损伤。
许多车型允许从释放风扇外壳，以方便更好地擦拭风扇叶片和电机。
汽车冷却风扇通过一系列精密设计和工作原理来保证其工作效率。
当汽车发动机运行时，其产生的热量会导致发动机温度升高，超过正常温度范围后，散热系统能不再运行。
此时风扇便派上了用场。
1.电气过程：当发动机温度过高时，汽车散热系统会检测到这种情况，然后向电扇电机发送一个信号，要求它开始旋转。
这个电流信号源自于一个温度传感器，用于检测汽车的引擎水温并启动散热风扇的摆动。
电扇电机转动速度取决于电压大小。
2.机械过程：当风扇叶片旋转时，就会将周围的空气吸入风扇外壳中，然后被输送到散热器内部。
此时风扇的运动会使水平方向上的气体流动，再通过散热器内圈和外圈之间的铝薄板（双层设计），使热量通过薄板散发到空气中，从而实现散热的效果。
总之，汽车冷却风扇可以通过检测汽车水温并传递电信号，使风扇叶片旋转起来，将周围的空气吸入散热器内部，并将空气通过铝薄板散热，从而保证发动机温度保持在良好的工作温度范围内。
实训3 汽车发动机的冷却系统
胶管
节温器工作原理
至散热器 来自发动机
至小循环管
低温时
高温时
节温器工作演示
实训3：冷却系的保养
项目1：冷却液更换 排放发动机冷却液 1将车辆停放在地面，打开发动机盖， 检查冷却液软管的老化，接头的连接 情况。 2用抹布垫在散热器盖上，松开散热 器盖45度，散热器内部的压力释放 后，取下散热器盖。
发动机过热
发动机过冷
2、冷却系功用
使发动机得到适度冷却，防止发动 机过冷、过热
以保证发动机在正常的温度范围内 工作
二、发动机冷却系的分类
根据冷却介质的不同分:水冷却系统风冷却系统.
传动油 冷却器 机 油 冷 却 器 缸盖 气缸体
1、风冷
• 冷却介质是 空气 • 利用气流使 散热片的热 量散到大气 中
3断开储液罐软管，排出储液罐中的 冷却液。 4冷却液放出后，用清水冲洗冷却系 统。
冷却系统的清洗 冷却系经过长时间的使用，加用生水或质量不高的 防冻液，会在冷却系（散热器、缸体的水套）中产生大 量的水垢、铁锈和泥沙，使冷却效率降低。因此，在更 换防冻液或大修发动机时，彻底清洗一次冷却系。
1、检查冷却液 在清洗冷却系时，如果发动机是热的状态，不要直 接打开散热器盖，以防热水喷出烫伤。须等待发动机冷 却后，再用抹布裹着打开散热器盖，如果散热器内还有 残余压力，打开时会听到排气的声音，应注意防护。 。
作用:控制风扇的转速， 自动调节冷却强度减少功率 损失，减小风扇噪声，改善 低温起动性能，节约燃料及 降低排放 • 水温低，进油孔关闭， 工作腔内无油，风扇离 合器分离，风扇空转 • 负荷增加，阀片使进 油孔开，硅油从贮油腔 进入工作腔，风扇离合 器接合，增强冷却 从动板 风扇
主 动 轴
冷却系统
学习目标
● 知道冷却系统的作用、组成和分类 ● 掌握冷却系统的循环水路 ● 掌握冷却系统主要部件的结构及检修方法 ● 学会对冷却系统常见故障的诊断方法
第6章 冷却系统
6.1概述
在可燃混合气的燃烧过程中，气缸内气体温度可高达2000℃～2500℃，直 接与高温气体接触的机件(如气缸体、气缸盖、气门等)若不及时加以冷却，则其 中运动机件将可能因受热膨胀而破坏正常间隙，或因润滑油在高温下失效而卡 死；各机件也可能因为高温而导致其机械强度降低甚至损坏。所以，为保证发 动机正常工作，必须冷却这些在高温条件下工作的机件。 冷却系的作用就是使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适 宜的温度范围内工作。在采用水冷却系统的发动机中，冷却液的工作温度一般 为80～105℃。
6.1概述 6.1.1冷却系统的分类和组成
根据冷却介质的不同，汽车发动机的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却。 现代汽车发动机普遍采用水冷却。 1、风冷却系统
将发动机中高温零件的热量，直接散发到大气，使发动机的温度降低而进行 冷却的一系列装置称为风冷系。采用风冷系的发动机，为了增大散热面积，在 气缸体和气缸盖上制有许多散热片，发动机利用车辆前进中的空气流，或特设 的风扇鼓动空气，吹过散热片，将热量带走。部分汽车发动机采用风冷系，特 别是小排量发动机，但在现代汽车发动机上较少采用。
第6章 冷却系统
6.2水冷却系统主要部件的构造与维修 6.2.1水泵
2、水泵的工作原理 离心式水泵的工作原理如图6-8所示。当发动机工作时带动水泵叶轮旋转，
水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下向叶轮边缘甩出，经与叶 轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处形成一定 负压而将水从进水管吸入，如此连续地作用，使冷却液在水路中不断地循环。
现代汽车冷却系统控制原理概述(二)
V技术公报l现代汽车lB U L L ET l N S 冷却系统控制原理概述(二)@北京／李强另外一个重要方面是：被冷却件的温度尽可能不随工况和周围环境的变化。
这方面的一个实例是：节温器控制的用冷却液冷却的变速器润滑油可保持温度不变。
发动机暖机时变速器润滑油变热，这时要利用强功率冷却，防止变速器润滑油过热，从而减小变速器摩擦损失，提高变速器寿命和延长变速器润滑油换油周期。
最后，一体化的冷却系统和空调可实现“热量的集成”，即一个系统中的热流可以被另外的系统利用或带走，而不需要为此多消耗辅助能量。
如利用废气冷却的余热供车内采暖。
在发动机冷却方面的热管理措施为：变速器润滑油恒温化特性线(M A P图)的节温器电控V I SCO离合器电控冷却液泵冷却空气控制，如百叶窗的控制废气冷却用冷却液冷却增压空气采用所有措施后轿车可节省燃油5％。
另外还有上面提到的为达到优化目的而实现的一系列优点。
为挖掘潜力，通过发动机管理实现冷却系统的闭环控制具有重大意义。
发动机冷却系统慨述冷却系统的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证车辆机件在最适宜的温度状态下工作。
发动机在燃烧过程中放出大量的热，汽缸内气体温度可高达1700～270()℃。
而燃烧放出的热量只有一少部分转变成了有用功，其余的热量一部分随废气排出，另一部分传给了发动机的零件，零件吸收了这些直体及热寿变不能正常工作。
另外，高温还会使机油变质甚至炭化，造成润滑不良，磨损加剧。
因此，必须对发动机受热零件进行冷却，使发动机保持正常的工作温度。
如果发动机冷却过度，又会造成一些不良后果。
若冷却过度，势必使发动机的热量损失增大，造成有效功率下降。
同时，发动机的温度低不利于可燃混合气的形成和燃烧，机油黏度变大，阻力增大，摩擦损失增加，同样会使发动机的功率下降。
实践证明，发动机温度过高或过低对发动机的工作都是不利的。
因此，冷却系统的任务就是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。
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汽车冷却系统工作原理
汽车冷却系统的工作原理是通过将发动机内产生的热量散发到空气中，以控制发动机的温度，确保发动机正常运行。
汽车冷却系统主要由水泵、散热器、恒温阀和风扇等组成。
工作原理如下：
1. 发动机水泵：发动机水泵通过驱动皮带转动，将冷却液从散热器下部吸入，然后通过水管输送到发动机散热器上部，形成流动循环。
水泵的运转产生的压力使冷却液循环流动。
2. 散热器：散热器是冷却系统中的核心部件，通常位于车辆前部。
冷却液通过散热器内部的冷却管道，与外部空气进行热交换，将热量散发到空气中。
3. 恒温阀：恒温阀是控制冷却系统温度的重要组成部分。
当发动机温度升高时，恒温阀会打开，允许冷却液流入散热器，以便进行散热。
一旦发动机温度降低，恒温阀将关闭，阻止冷却液流入散热器，以减少散热。
4. 风扇：汽车冷却系统还配备了电动风扇。
当发动机温度过高时，风扇会启动，以增加空气流速，加快散热效果。
风扇可以通过温度传感器或发动机控制单元(ECU)来自动启动。
冷却系统的工作原理是通过循环冷却液、热交换和控制温度来保持发动机运行的温度恒定，避免发动机过热。
这样有助于保护发动机的正常工作，延长发动机的使用寿命。