第5章-发动机冷却系.ppt

昆明云内动力 第五章 发动机冷却系 概述 水冷系 一、冷却系功用 使发动机得到适度的冷却，并保持其在最适宜地温度范围内工作。 §5.1 概 述 二、不正常冷却对发动机的影响 过热 (1)降低充气效率，使发动机功率下降； (2爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏； (3)运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏； (4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损. (5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。 过冷 (1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加； (2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用； (3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件磨损加剧。 三、冷却系的分类 { 水冷 风冷 四、正常冷却时的发动机温度 气缸盖和气缸壁的允许温度分别为 423～453K和433～473K. 风冷系 气缸盖内冷却水温度在353～363K, 气缸壁的温度不超过470～550K。 水冷系 温 度 范 围 系 统 5、水冷系与风冷系的优缺点及适用范围 系 统 水冷系 风冷系 适用范围 优缺点比较 冷却强度大，易调节，便于冬季启动 广泛用于汽车发动机 冷却效果差，噪音大，功耗大 仅用于小排量及军车发动机 §5.2 水 冷 系 一、水冷系的组成 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。 水冷系由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。 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，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。 小循环 大循环 节温器 冷却系的大小循环实质 通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。 当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80～84℃，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于70～74℃时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，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；当发动机的冷却水温在70～84℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。 二、水冷系的主要部件 1、散热器 散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成。安装在发动机前的车架横梁上。其作用是将冷却水在水套中所吸收的热量散发至外界大气，使水温下降。 上水箱 散热器盖 下水箱 散热器芯 出水管口 进水管安装处 常用散热器芯的结构型式 （1）管片式 由若干扁形或圆形冷却管组成。 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。 （2）管带式 由若干扁平冷却管组成 水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗的孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。 管带式 管片式 2、水泵 水泵的作用 对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。 汽车上广泛使用离心式水泵。它具有结构紧凑、泵水量大及因故障而停止工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环等优点。 离心式水泵工作原理 当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上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，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。 1－水泵壳体 2－叶轮 3－进水管 4－出水管 3、风扇 功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。 特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风