第八章发动机冷却系.doc

第八章 发动机冷却系 第一节 概述 一、冷却系的功用 二、冷却系的类型 三、水冷系的组成与循环水路 四、冷却液与防冻液 第二节 水冷系主要部件的结构与检修 一、散热器 二、膨胀水箱 三、水泵 四、风扇 五、风扇离合器 六、节温器 七、百叶窗 第三节 电控冷却系统 一、电子控制系统的组成 二、冷却循环控制 三、冷却风扇的控制 第四节 水冷系常见故障 一、发动机过热 二、发动机过冷 三、冷却系渗漏 第八章 发动机冷却系 学习目标 清楚发动机冷却系的作用。 能够结合实际发动机说明冷却系的组成及水冷循环路线。 结合实物说明水冷系各部件的结构与工作原理。 能对水冷系各部件进行熟练拆卸、检验、装配与调整。 能对水冷系的常见故障进行诊断与排除。 考核标准 发动机冷却系的作用及组成。 冷却系各部件的结构与工作原理。 冷却系各部件的检修与更换。 冷却系故障分析与排除。 第一节 概述 一、冷却系的功用 发动机在燃烧过程中时，气缸内燃烧气体的温度可高达2073～2273K，与高温接触的发动机零件受到强烈的加热，因此，在发动机上必须设置冷却系，对发动机的高温机件进行冷却，保证发动机的正常工作。发动机冷却系的功用就是使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。 冷却系的冷却强度是否合适，对发动机的影响很大。若冷却不足，会造成发动机过热，导致充气效率下降而影响发动机的功率输出；高温会使运动机件间正常的间隙受到破坏，使零件不能正常运动，甚至卡死、损坏；零件因力学性能下降而导致变形和损坏；同时高温还会造成润滑油粘度减小、润滑油膜易破裂而加剧零件的磨损。对于汽油机而言，还会造成早燃、爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。若冷却过度，会使发动机过冷，导致燃料蒸发困难，可燃混合气形成条件变差，燃烧不完全而使发动机功率下降、油耗增大、排放污染物增加；同时温度过低，使润滑油粘度增大，造成润滑不良而加剧零件的磨损。 二、冷却系的类型 汽车发动机上采用的冷却系类型有水冷系和风冷系。 水冷系通过冷却液在发动机水套中循环流动而吸收多余的热量，再将此热量散入大气而进行冷却的一系列装置。水冷系因冷却强度大、易调节，便于冬季起动而广泛用于汽车发动机上。在发动机正常工作时，水冷系能使发动机的工作温度维持在正常范围内。通常，气缸盖内冷却液的温度应保持在353～363K范围内，气缸壁的温度应保持在470～550K范围内。 风冷系是以空气作为冷却介质，将发动机中高温零件的热量，通过装在气缸体和气缸盖表面的散热片直接散入大气中而进行冷却。风冷系因冷却效果差、噪声大、功耗大等缺点，仅用于部分小排量及军用汽车发动机。采用风冷系时，气缸体和气缸盖的允许温度分别为423～453K及433～473K。 图8. 1为发动机风冷系示意图。气缸体11和气缸盖6通常用导热性好的铝合金分别铸出，然后装到整体的曲轴箱上。为增大散热面积，在气缸体和气缸盖的表面布满了散热片。曲轴通过风扇平带15驱动风扇叶轮14旋转，将环境温度下的冷却空气5吸入，经导风板7将其引向气缸体及气缸盖并将发动机的热量带走，然后经热风出口10排出。 图8. 1 发动机风冷系示意图 l－风扇；2－风扇壳体；3－风扇导流定子；4－风扇导流叶片；5－冷却空气；6－气缸盖；7－导风板；8－气缸盖散热片；9－气缸体散热片；10－热风出口；11－气缸体；12－排气歧管；13－风扇带轮；14－风扇叶轮；15－风扇平带；16－风扇叶片 三、水冷系的组成与循环水路 目前汽车发动机上采用的水冷系都是强制循环式水冷系。它是利用水泵将冷却液提高压力，使其在发动机冷却系中循环流动而完成对发动机的冷却。水冷系的组成如图8.2所示。 水冷发动机的气缸盖与气缸体中都铸有贮水的、连通的夹层空间8，称为水套，使冷却水得以接近受热零件，并可在其中循环流动。水泵安装在发动机缸体前端面或侧面，由曲轴通过V形带驱动。水泵的出水孔通过分水管与水套相连。散热器一般安装在发动机前方的支架上，上端通过橡胶水管与发动机缸盖出水孔相连，下端与水泵进水口相连。节温器位于气缸盖出水管内或水泵进水口处，可以根据发动机的工作温度，自动控制冷却液的循环路线，实现冷却强度的调节。在散热器后面装有轴流式风扇，由曲轴或电机驱动，能产生强大的抽吸力，增大通过散热器的空气流量和流速，加强散热器的散热效果。为了使发动机的工作温度维持在正常范围内，风扇与曲轴之间通常用风扇离合器连接，可根据发动机温度改变风扇的旋转速度，即改变散热器的散热效果。在散热器的前面还装有百叶窗，由驾驶员操纵其开度来控制通过散热器的空气量，也可实现冷却强度的调节。此外，水冷系中还设有水温表，使驾驶员能够掌握冷却系的工作情况。 通常冷却液在冷却系内的循环流动有两种情况：一是水温高时，气缸盖出水孔的冷却液流经散热器再经水泵流回水套