汽车原理与结构 发动机总体构造第七章 冷却系.ppt

第七章 冷却系 2006年9月26日 * * 第一节 概述 一、 冷却系的功用 功用：使工作中的发动机得到适度的冷却，并保持发动机在最适宜的温度状态下工作。 所谓适宜的工作温度，对于水冷发动机，要求气缸盖内冷却水温度在80°~ 90°之间。 发动机在工作中为什么要适度冷却？为什么不能过热？ 1.燃气在燃烧过程中，气缸内气体温度高达2000°，发动机零部件与高温气体接触，将会造成气缸和进气管温度过高，使进入气缸的可燃混合气因受热而膨胀，充气量↓，使得：充气效率↓，发动机功率↓； 2.机油因温度过高，粘度↓，严重时，机油变质，影响润滑效果，机件磨损加剧； 各机件因高温而膨胀，破坏了正常的啮合间隙，产生卡死现象； 因此发动机应及时冷却。 那么是不是冷却温度越低越好？ 也不是。 过度冷却（过冷）： 1.热量散失过多，转变为有用功的热量↓，功率↓； 2.温度低，机油粘度大，摩擦阻力↑，消耗功率大，起动困难。 3.燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消耗率↑，功率↓；燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲轴箱，不仅燃油消耗率↑，功率↓，而且机油粘度↓，润滑效果变差，机件磨损加剧。 冷却方式分风冷、水冷 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。它由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。 二、水冷系的组成 散热器内的冷却水加压后通过气缸体进水孔压送到气缸体水套和气缸盖水套内，冷却水在吸收了机体的大量热量后经气缸盖出水孔流回散热器。由于有风扇的强力抽吸，空气流由前向后高速通过散热器。因此，受热后的冷却水在流过散热器芯的过程中，热量不断地散发到大气中去，冷却后的水流到散热器的底部，又被水泵抽出，再次压送到发动机的水套中，如此不断循环，把热量不断地送到大气中去，使发动机不断地得到冷却。 关于分水管：插在气缸体水套当中，铜制的扁管，纵向有若干出水孔，离水泵越远，出水孔越大，这样使各缸冷却水水量接近相等，使多缸发动机的各缸冷却均匀。 关于冷却液：冷却水+防冻剂（乙二醇），可以使冰点↓，沸点↑。加颜料，蓝绿色。 通常，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。 第二节 水冷系的主要零部件 一、 散热器 功用：增大散热面积，加速水的冷却。冷却水经过散热器后，其温度可降低10～15℃，为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。 散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成。 散热器上水室顶部有加水口，冷却水由此注入整个冷却系并用散热器盖盖住。在上水室和下水室分别装有进水管和出水管，进水管和出水管分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连，这样，既便于安装，而且当发动机和散热器之间产生少量位移时不会漏水。在散热器下面一般装有减震垫，防止散热器受振动损坏。在散热器下水室的出水管上还有放水开关，必要时可将散热器内的冷却水放掉。 　　 1、散热器芯 　　散热器芯由许多冷却管和散热片组成，对于散热器芯应该有尽可能大的散热面积，采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的构造形式有多样，常用的有管片式和管带式两种。 对散热器的要求是，必须有足够的散热面积，而且所有材料导热性能要好，因此，散热器一般用铜或铝制成。 2、散热器盖 　　散热器上的加水口，平时用散热器盖严密盖住，以防止冷却液溢出。 如果冷却系中水蒸气过多，压力过大，可能导致散热器破裂，因而需要排出多余的水蒸气；如果冷却系中的水蒸气温度低时发生凝结，压力降低，散热器中形成一定真空，外界大气压力比较高，有可能把散热器压坏，因此要从外界引入空气。 　　目前汽车发动机多采用闭式水冷系，这种冷却系的散热器盖具有自动阀门，发动机热态工作正常时，阀门关闭，将冷却系与大气隔开。防止水蒸汽逸出，使冷却系内的压力稍高于大气压力，从而可增高冷却水的沸点。 　　如图，当散热器压力增加到一定值后，蒸气阀门打开，蒸气由排出管排出； 当散热器压力低到一定程度，空气阀门开启，空气进入。如箭头所示。 管片式散热器芯 冷却管的断面大多为扁圆形，它连通上、下水室，是冷却水的通道。和圆形断面的冷却管相比，不但散热面积大，而且万一管内的冷却水结冰膨胀，扁管可以借其横断面变形而避免破裂。采用散热片不但可以增加散热面积，还可增大