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1、第七章第七章 發(fā)動機冷卻系發(fā)動機冷卻系第一節(jié)第一節(jié) 冷卻系的組成及水路冷卻系的組成及水路一、冷卻系的一、冷卻系的 功用：功用：使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶拱l(fā)動機在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，防止發(fā)動機過熱或過冷，并且在發(fā)動機冷起動后內(nèi)，防止發(fā)動機過熱或過冷，并且在發(fā)動機冷起動后使發(fā)動機迅速升溫，盡可能縮短暖機時間。使發(fā)動機迅速升溫，盡可能縮短暖機時間。二、發(fā)動機為什么不能在過熱或過冷條件下正常工作二、發(fā)動機為什么不能在過熱或過冷條件下正常工作？發(fā)動機若過熱，則其中運動機件將因高溫膨脹而發(fā)動機若過熱，則其中運動機件將因高溫膨脹而破壞正常配合間隙，或因潤滑油在高溫下失效而破

2、壞正常配合間隙，或因潤滑油在高溫下失效而卡死卡死；各機件因高溫導(dǎo)致各機件因高溫導(dǎo)致機械強度降低甚至損壞機械強度降低甚至損壞；發(fā)動機工；發(fā)動機工作過程因高溫導(dǎo)致吸氣量減少甚至燃燒不正常而使作過程因高溫導(dǎo)致吸氣量減少甚至燃燒不正常而使發(fā)發(fā)動機動力性動機動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)下降經(jīng)濟性指標(biāo)下降等，因此發(fā)動機不可以等，因此發(fā)動機不可以在過熱條件下工作。在過熱條件下工作。發(fā)動機若過冷，則發(fā)動機若過冷，則散熱損失增加散熱損失增加，對，對柴油機柴油機，機油，機油粘度較大粘度較大，摩擦功率損失較大，導(dǎo)致，摩擦功率損失較大，導(dǎo)致發(fā)動機動力性發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)也降低經(jīng)濟性指標(biāo)也降低；對；對汽油機汽油機，已汽化的

3、燃油又凝結(jié)并，已汽化的燃油又凝結(jié)并流到曲軸箱，流到曲軸箱，稀釋了機油而影響潤滑，結(jié)果也使發(fā)動機稀釋了機油而影響潤滑，結(jié)果也使發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)下降，磨損加劇動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)下降，磨損加劇，因此，發(fā)動機也，因此，發(fā)動機也不可在過冷條件下工作。不可在過冷條件下工作。三、冷卻系分類：三、冷卻系分類：風(fēng)冷和水冷兩種風(fēng)冷和水冷兩種，水冷卻系一般指，水冷卻系一般指強制循環(huán)水冷系強制循環(huán)水冷系，汽車發(fā)動機就采用強制循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。水冷卻系的最汽車發(fā)動機就采用強制循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。水冷卻系的最大優(yōu)點是大優(yōu)點是冷卻強度高冷卻強度高、發(fā)動機內(nèi)部和外部冷卻較均勻發(fā)動機內(nèi)部和外部冷卻較均勻、冷卻水路設(shè)計自由度大

4、冷卻水路設(shè)計自由度大等，最大缺點是等，最大缺點是容易漏水容易漏水，需要需要經(jīng)常維修經(jīng)常維修等。等。強制循環(huán)水冷系由強制循環(huán)水冷系由水泵水泵11、散熱器散熱器1、冷卻風(fēng)扇冷卻風(fēng)扇12、節(jié)節(jié)溫器溫器10、補償水桶補償水桶3、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套水套以及以及其它附屬裝置組成，如圖其它附屬裝置組成，如圖7-1所示。所示。四、強制循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的組成：四、強制循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的組成：冷卻水在強制循環(huán)水冷系中的流動如圖冷卻水在強制循環(huán)水冷系中的流動如圖7-2所示：所示：散熱器底部經(jīng)過冷卻的冷卻水經(jīng)水散熱器底部經(jīng)過冷卻的冷卻水經(jīng)水泵加壓，經(jīng)過分水管進(jìn)入發(fā)動機機體的泵加壓，經(jīng)過分水

5、管進(jìn)入發(fā)動機機體的冷卻水套，吸熱后向上流入氣缸蓋水套，冷卻水套，吸熱后向上流入氣缸蓋水套，再次吸熱后經(jīng)節(jié)溫器主閥門通過出水軟再次吸熱后經(jīng)節(jié)溫器主閥門通過出水軟管進(jìn)入散熱器，對著散熱器的冷卻風(fēng)扇管進(jìn)入散熱器，對著散熱器的冷卻風(fēng)扇加速流經(jīng)散熱器芯的空氣，促使熱水加加速流經(jīng)散熱器芯的空氣，促使熱水加速冷卻，然后經(jīng)進(jìn)水軟管被水泵有一定速冷卻，然后經(jīng)進(jìn)水軟管被水泵有一定真空度的進(jìn)水口吸入真空度的進(jìn)水口吸入。第二節(jié) 水冷卻系主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理1、散熱器分縱流式和橫流式兩種，大多數(shù)轎車采用橫流式，其主要組成部分分為上儲水室和下儲水室、散熱器芯。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，將增加汽車的燃油消耗量。折疊式節(jié)溫器的結(jié)

6、構(gòu)與工作原理示意圖如圖所示。3-夾布膠木密封墊圈；為避免節(jié)溫器工作時的振蕩現(xiàn)象，可以將節(jié)溫器布置在散熱器的出水管路中。發(fā)動機若過冷，則散熱損失增加，對柴油機，機油粘度較大，摩擦功率損失較大，導(dǎo)致發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)也降低；冷卻水在強制循環(huán)水冷系中的流動如圖7-2所示：（支架7固定不動，閥座4、外殼9固定不動，黃銅制成的折疊式波紋筒內(nèi)裝有易揮發(fā)的乙醚，主閥門5與側(cè)閥門2可隨折疊式波紋筒的伸縮而上下移動）當(dāng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的冷卻水在離心力作用下被甩向葉輪邊緣，同時產(chǎn)生一定的壓力，壓力升高的冷卻水從殼體邊緣出水管流出；發(fā)動機若過熱，則其中運動機件將因高溫膨脹而破壞正常配合間隙，或因潤滑油在

7、高溫下失效而卡死；第七章 發(fā)動機冷卻系第一節(jié) 冷卻系的組成及水路折疊式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖如圖所示。第二節(jié)第二節(jié) 水冷卻系主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理水冷卻系主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理一、水泵一、水泵 水泵的功用是對冷卻水加壓，加速冷卻水在冷卻系中水泵的功用是對冷卻水加壓，加速冷卻水在冷卻系中的循環(huán)流動。一般采用離心式水泵，與冷卻風(fēng)扇同軸，并的循環(huán)流動。一般采用離心式水泵，與冷卻風(fēng)扇同軸，并由風(fēng)扇皮帶輪帶動旋轉(zhuǎn)。由風(fēng)扇皮帶輪帶動旋轉(zhuǎn)。當(dāng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中當(dāng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的冷卻水在離心力作用下被甩的冷卻水在離心力作用下被甩向葉輪邊緣，同時產(chǎn)生一定的向葉輪邊緣，同時產(chǎn)生一定的壓力，壓

8、力升高的冷卻水從殼壓力，壓力升高的冷卻水從殼體邊緣出水管流出；在葉輪的體邊緣出水管流出；在葉輪的中心處，由于壓力下降形成真中心處，由于壓力下降形成真空，因此水泵的入水管設(shè)在此空，因此水泵的入水管設(shè)在此處。處。水泵的典型結(jié)構(gòu)（水泵的典型結(jié)構(gòu)（EQ6100-1型發(fā)動機）如圖型發(fā)動機）如圖7-10所示。所示。1-水泵外殼；水泵外殼；2-葉輪；葉輪；3-夾布膠木密封墊圈；夾布膠木密封墊圈；6-水封皮碗；水封皮碗；7-彈簧；彈簧；8-襯墊；襯墊；9-泵蓋；泵蓋；10-水封座圈；水封座圈；11-球軸承；球軸承；12-水泵軸；水泵軸；13-半圓鍵；半圓鍵；14-凸緣盤；凸緣盤；15-軸承卡環(huán)；軸承卡環(huán)；16

9、-隔離套筒；隔離套筒；17-滑脂嘴；滑脂嘴；18-水封環(huán)；水封環(huán)；19-管接頭。管接頭。圖圖7-10 EQ6100-1型發(fā)型發(fā)動機離心式水泵動機離心式水泵與此同時，散熱器內(nèi)的低溫冷卻水流入機體，使冷卻水又冷了下來，節(jié)溫器重新關(guān)閉，等到冷卻水再度升高，節(jié)溫器又再次打開，直到全部冷卻水的溫度穩(wěn)定之后，節(jié)溫器才趨于穩(wěn)定不再反復(fù)開閉。推桿3的上端固定于支架1的中心處，下端插入膠管5的中心孔中。節(jié)溫器損壞（如節(jié)溫器殼體破損）時會導(dǎo)致乙醚或石蠟漏失，發(fā)動機會因過熱而開鍋。3、散熱器蓋在強制循環(huán)水冷系中很重要，首先，它要將水冷系密封住，以防冷卻水濺出；發(fā)動機若過冷，則散熱損失增加，對柴油機，機油粘度較大，摩

10、擦功率損失較大，導(dǎo)致發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)也降低；這種布置方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，容易排除水冷系中的氣泡。此時來自氣缸蓋出水口的冷卻水沿出水管全部進(jìn)入散熱器，稱為發(fā)動機的大循環(huán)冷卻方式。當(dāng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的冷卻水在離心力作用下被甩向葉輪邊緣，同時產(chǎn)生一定的壓力，壓力升高的冷卻水從殼體邊緣出水管流出；其作用是根據(jù)冷卻水溫的高低，打開或關(guān)閉冷卻水通向散熱器的通道，調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻強度。第二節(jié) 水冷卻系主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理2、節(jié)溫器結(jié)構(gòu)與工作原理冷卻水在進(jìn)行小循環(huán)時，溫度很快升高，節(jié)溫器開啟。使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，防止發(fā)動機過熱或過冷，并且在發(fā)動機冷起動后使發(fā)動機

11、迅速升溫，盡可能縮短暖機時間。與此同時，散熱器內(nèi)的低溫冷卻水流入機體，使冷卻水又冷了下來，節(jié)溫器重新關(guān)閉，等到冷卻水再度升高，節(jié)溫器又再次打開，直到全部冷卻水的溫度穩(wěn)定之后，節(jié)溫器才趨于穩(wěn)定不再反復(fù)開閉。這種布置方式可以減輕或消除節(jié)溫器振蕩想象，并能精確地控制冷卻水溫度，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，多用于高性能的轎車發(fā)動機，如下圖所示。傳統(tǒng)的散熱器芯由黃銅制造，近年來更多的用鋁制造，有些散熱器的進(jìn)出水室由復(fù)合塑料制造，大大減輕了重量。7-11二、散熱器二、散熱器1、散熱器分縱流式和橫流式兩種，大多數(shù)轎車采用橫流、散熱器分縱流式和橫流式兩種，大多數(shù)轎車采用橫流式，其主要組成部分分為上儲水室和下儲水室

12、、散熱器芯。式，其主要組成部分分為上儲水室和下儲水室、散熱器芯。上儲水室頂部有加水口，用散熱器蓋蓋住。上儲水室頂部有加水口，用散熱器蓋蓋住。2、散熱器芯主要分兩種：管片式和管帶式。如圖示。、散熱器芯主要分兩種：管片式和管帶式。如圖示。傳統(tǒng)的散熱器芯由黃銅制造，近年來更多的用鋁制造，傳統(tǒng)的散熱器芯由黃銅制造，近年來更多的用鋁制造，有些散熱器的進(jìn)出水室由復(fù)合塑料制造，大大減輕了重有些散熱器的進(jìn)出水室由復(fù)合塑料制造，大大減輕了重量。量。3、散熱器蓋在強制循環(huán)水冷系中很重要，、散熱器蓋在強制循環(huán)水冷系中很重要，首首先，它要將水冷系密封住先，它要將水冷系密封住，以防冷卻水濺出；，以防冷卻水濺出；其次，散

13、熱器蓋具有空氣其次，散熱器蓋具有空氣-蒸汽閥的功用，當(dāng)蒸汽閥的功用，當(dāng)水冷系過熱而使水蒸氣多時，冷卻系統(tǒng)壓力水冷系過熱而使水蒸氣多時，冷卻系統(tǒng)壓力過高，可能導(dǎo)致散熱器芯漲破，此時散熱器過高，可能導(dǎo)致散熱器芯漲破，此時散熱器蓋中的蒸汽閥打開，多余的水蒸氣經(jīng)溢流管蓋中的蒸汽閥打開，多余的水蒸氣經(jīng)溢流管流入補償水桶；當(dāng)水冷系過冷而使水蒸氣凝流入補償水桶；當(dāng)水冷系過冷而使水蒸氣凝結(jié)，冷卻系統(tǒng)壓力過低，可能導(dǎo)致散熱器芯結(jié)，冷卻系統(tǒng)壓力過低，可能導(dǎo)致散熱器芯壓癟而破裂，此時散熱器蓋中的空氣閥打開，壓癟而破裂，此時散熱器蓋中的空氣閥打開，冷空氣補充入冷卻系統(tǒng)。因此，冷空氣補充入冷卻系統(tǒng)。因此，散熱器蓋還散熱

14、器蓋還使密封加壓的水冷系壓力穩(wěn)定使密封加壓的水冷系壓力穩(wěn)定。加壓后的冷卻系統(tǒng)壓力可提高加壓后的冷卻系統(tǒng)壓力可提高98196kPa，系統(tǒng)中水，系統(tǒng)中水的沸點可高達(dá)的沸點可高達(dá)120c，從而擴大了散熱器與周圍空氣的溫從而擴大了散熱器與周圍空氣的溫差，提高了散熱器的換熱效率。差，提高了散熱器的換熱效率。三、節(jié)溫器三、節(jié)溫器1、節(jié)溫器是控制冷卻水流動路徑的閥門。其作用是根據(jù)冷卻水、節(jié)溫器是控制冷卻水流動路徑的閥門。其作用是根據(jù)冷卻水溫的高低，打開或關(guān)閉冷卻水通向散熱器的通道，溫的高低，打開或關(guān)閉冷卻水通向散熱器的通道，調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻強度的冷卻強度。2、節(jié)溫器結(jié)構(gòu)與工作原理、節(jié)溫器結(jié)構(gòu)與

15、工作原理 節(jié)溫器分蠟式節(jié)溫器與折疊式節(jié)溫器分蠟式節(jié)溫器與折疊式節(jié)溫器兩種。節(jié)溫器兩種。蠟式節(jié)溫器又分單閥型與雙閥型，蠟式節(jié)溫器又分單閥型與雙閥型，如圖如圖7-16所示是東風(fēng)所示是東風(fēng)EQ6100-1型型發(fā)動機單閥型蠟式節(jié)溫器結(jié)構(gòu)示發(fā)動機單閥型蠟式節(jié)溫器結(jié)構(gòu)示意圖。推桿意圖。推桿3的上端固定于支架的上端固定于支架1的中心處，下端插入膠管的中心處，下端插入膠管5的中的中心孔中。膠管與節(jié)溫器外殼心孔中。膠管與節(jié)溫器外殼7之之間形成的腔體內(nèi)裝滿精致石蠟間形成的腔體內(nèi)裝滿精致石蠟4。常溫時，石蠟呈固態(tài)，彈簧常溫時，石蠟呈固態(tài)，彈簧8將將主閥門主閥門2推向上方，使之壓緊在推向上方，使之壓緊在閥座上，主閥門

16、關(guān)閉，副閥門閥座上，主閥門關(guān)閉，副閥門6上移而開啟，來自發(fā)動機氣缸上移而開啟，來自發(fā)動機氣缸蓋出水口的冷卻水，經(jīng)水泵又流回氣蓋出水口的冷卻水，經(jīng)水泵又流回氣缸體水套中，進(jìn)行小循環(huán)冷卻方式。缸體水套中，進(jìn)行小循環(huán)冷卻方式。當(dāng)發(fā)動機水溫低于當(dāng)發(fā)動機水溫低于76c時，節(jié)溫器主時，節(jié)溫器主閥門關(guān)閉，副閥門打開，冷卻水不流閥門關(guān)閉，副閥門打開，冷卻水不流經(jīng)散熱器，只是在水套與水泵之間循經(jīng)散熱器，只是在水套與水泵之間循環(huán)，稱為發(fā)動機的小循環(huán)冷卻方式環(huán)，稱為發(fā)動機的小循環(huán)冷卻方式，可加快冷起動后暖機過程?？杉涌炖淦饎雍笈瘷C過程。當(dāng)發(fā)動機水溫升高時，石蠟逐漸變成當(dāng)發(fā)動機水溫升高時，石蠟逐漸變成液態(tài)，其體積膨脹，迫使膠管壓縮，液態(tài)，其體積膨脹，迫使膠管壓縮，而對推桿錐狀端頭產(chǎn)生向上舉力，但而對推桿錐狀端頭產(chǎn)生向上舉力，但推桿上端固定，因此其反作用力迫使推桿上端固定，因此其反作用力迫使膠管、節(jié)溫器外殼向下移動，主閥門膠管、節(jié)溫器外殼向下移動，主閥門逐漸開大，副閥門逐漸關(guān)小。當(dāng)發(fā)動逐漸開大，副閥門逐漸關(guān)小。當(dāng)發(fā)動機水溫高于機水溫高于76c時，主閥門開啟，時，主閥門開啟，水水溫超過溫超過86 c時，主閥門完全