第5章冷却系统案例.ppt

5.1 冷却系统概述 5.1.1　冷却系统的功用 冷却系统的功用就是使发动机尽快地达到正常的工作温度，并使发动机在工作过程中始终处于最佳的工作温度范围内。 5.1.2　冷却系统的类型和组成 1．风冷式冷却系统 风冷式冷系统以空气为冷却介质，由风扇、导流罩、散热片、气缸导流罩和分流板组成，利用大流量风扇使高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，使发动机零部件的热量散发到大气中。 2．水冷式冷却系统 水冷式冷却系统是以水（或冷却液）为冷却介质，先将发动机受热零件的热量传给冷却液，再通过散热器散发到大气中去。（见图5-2） 。 水冷式发动机的气缸盖和气缸体中都铸有相互连通的水套。 在水泵的作用下，散热器内的冷却水被加压后通过气缸体进水孔进入发动机，流经气缸体及其缸盖的冷却套而吸收热量，然后从气缸盖的出水口沿水管流回散热器（见图5-3）。 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。 5.2 冷却系统主要部件的构造 5.2.1　散热器 散热器主要由进水室、出水室、散热器芯、散热器盖、放水开关和进、出水管等组成（见图5-4）。 散热器一般为纵流式，即冷却水从顶部流向底部（见图5-5（a））。 为降低汽车发动机罩轮廓的高度，有些轿车采用了横流式散热器，即冷却水从一侧的进水口进入水箱，然后水平横向流到另一侧的出水口（见图5-5（b））。 目前汽车发动机的水冷却系统是一种封闭式水冷却系统，其散热器盖具有空气阀、蒸气阀（见图5-6），可自动调节冷却系统内部压力，提高冷却效果。 5.2.2　补偿水桶 现代汽车发动机均采用散热器＋补偿水桶（膨胀水箱）的结构形式（见图5-4）。 当发动机运转中散热器内的蒸气压力过高时，散热器盖内的蒸气阀开启，排出的蒸气和部分冷却液经溢流管流入补偿水桶；当发动机熄火后冷却液温度下降，使散热器内出现一定的真空度时，散热器盖内的空气阀开启，将补偿水桶内的冷却液吸入，以保证冷却系统内有充足的冷却液（见图5-7）。 5.2.3　冷却风扇 冷却风扇安装在散热器的后面，用来提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速冷却液的冷却，如图5-8所示。 纵置发动机冷却系统的冷却风扇通常安装在发动机前方，与水泵同轴，由发动机的带轮驱动。 横置发动机由于散热器布置在发动机的侧面，其冷却风扇无法用发动机的曲轴带轮来驱动，只能采用以蓄电池电能为动力的电动冷却风扇。 电动机的运转由位于散热器上的水温开关控制，当冷却液温度过高时，水温开关的触点闭合，使风扇运转（见图5-9）。 5.2.4　风扇离合器 纵置发动机的冷却风扇采用风扇离合器。 它可以通过发动机温度来控制风扇的转速，自动调节冷却强度。 硅油风扇离合器是安装在风扇带轮和风扇叶片之间（见图5-12），它是利用硅油高黏度的特性，将带轮的动力传给风扇叶片。 硅油风扇离合器前端盖上有一双金属卷簧，能根据散热器后面空气温度的变化产生扭转，通过阀片轴转动离合器内部的阀片，控制进入工作腔的硅油量，从而控制离合器的接合与分离（见图5-13）。 当发动机温度较低时，双金属卷簧带动阀片关闭进油孔，使风扇离合器处于半分离状态，这时风扇随同离合器壳体一起在主动轴上空转打滑，转速很低。 当发动机温度升高后，双金属卷簧使阀片轴转动，打开进油孔，硅油便流入主动板与从动板之间的工作腔，使离合器的接合力随温度的升高而逐渐加大，风扇叶片的打滑程度逐渐减小，转速得到提高以适应发动机增强冷却的需要。 5.2.5　水泵 水泵安装在发动机前端（见图5-2、图5-3），纵置发动机的水泵通常与风扇同轴，一起由曲轴带轮驱动。 水泵的功用是对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。 汽车用发动机上多采用离心式水泵，主要由水泵壳体、叶轮、水泵轴、水封、水泵轴承等组成（见图5-14）。 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（见图5-15）。 与此同时，叶轮中心处的压力降低