汽车构造 第9章 发动机冷却系统

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1、第9章发动机冷却系统主讲教师:第9章发动机冷却系统9.1.1冷却系统的功用与分类发动机冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。对水冷式发动机，气缸体水套中适宜的温度为80～90℃；对风冷式发动机，气缸壁适宜的温度为150～180℃。发动机所采用的冷却方式分为水冷式和风冷式两种。以冷却液为冷却介质冷却发动机的高温零件，然后再将热量传给空气的冷却系统称为水冷系统；以空气为冷却介质的冷却系统称风冷系统。汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系统，只有少数汽油发动机采用风冷系统。9.1概述第9章发动机冷却系统9.1.2强制循环式水冷却系统的组成及水循环

2、路径目前在汽车发动机上应用最普遍的强制循环式水冷却系统是利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在冷却系统中循环流动。强制循环式水冷却系统的组成及水循环路径如图9.1所示。水冷式发动机的气缸盖和气缸体中都铸造出贮水的、相互连通的夹层空间6和7，称为水套。水泵5将冷却液吸入并加压后，使之经散热器出水软管10、分水管8进入发动机的机体水套7。冷却液从气缸壁吸热而升温，然后流向气缸盖水套6，再次吸热升温之后经节温器4及散热器进水软管流入散热器1；同时空气流由前向后流过散热器，使冷却液因散热而降温；冷却了的冷却液流到散热器的下贮水室后，又在水泵5的作用下，经分水管再进入水套，如此

3、不断地循环。因而使得发动机中在高温条件下工作的零件不断地得到冷却。设置分水管的目的是使多缸发动机各气缸冷却强度均匀。第9章发动机冷却系统图9.1发动机强制循环式水冷系统示意图第9章发动机冷却系统9.2.1散热器1.散热器散热器的功用是将冷却液所携带的热量散入大气以降低冷却液温度。散热器的构造如图9.2所示。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的冷却液由于向空气散热而降温，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温，所以散热器是一个热交换器。图9.2散热器结构1－散热管；2－散热器盖；3－上贮水室；4－进水管；5－散热片；6－出水管；7－下贮水室第9章发动机冷却

4、系统2.散热器盖现代汽车发动机强制循环水冷系统多采用闭式水冷系统。即用散热器盖严密地盖在散热器加冷却液口上，使水冷系统成为封闭系统。散热器盖安装有空气阀和蒸汽阀。当发动机热状态正常时两阀在弹簧力作用下都处于关闭状态。当冷却系统内蒸汽压力超过大气压力0.026～0.037Mpa时，蒸汽阀便开启，如图9.5a所示。此时将从蒸汽排出管中放出一部分冷却液到补偿水桶，使冷却液内的压力下降。提高冷却系统的蒸汽压力，可以提高冷却液的沸点，从而扩大散热器与大气的温差以增强散热能力。当冷却系统内蒸汽压力低于大气压力0.01～0.012Mpa时，空气阀便开启，如图9.5b所示。空气从蒸汽

5、排出管进入散热器，以防止散热器被大气压瘪。第9章发动机冷却系统图9.5带空气－蒸气阀的散热器盖1－蒸汽排出管；2－散热器盖；3－散热器口上密封面；4－加冷却液口；5－散热器口下密封面；6－蒸汽阀；7－空气阀第9章发动机冷却系统风扇的功用是增大流经散热器芯部的空气流速，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却。冷却风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使气流由前向后通过散热器芯，从而使流经散热器芯的冷却液加速冷却。风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数目有关。目前风扇的型式很多，但汽车用的水冷发动机上大多数采用螺

6、旋桨式风扇，其叶片多用薄钢板冲压制成，横断面多为弧形，也可以用塑料或铝合金铸成翼型断面。翼型风扇虽然制造工艺较复杂，但效率较高，功率消耗较少，故在轿车和轻型汽车上得到了广泛的应用。叶片应与风扇旋转平面安装成一定的倾斜角度(一般为30°～45°)。叶片数目通常为4片或6片。叶片之间的夹角一般不相等，以减小旋转时产生的振动和噪声。9.2.2风扇第9章发动机冷却系统水泵的功用是对冷却液加压，使其在冷却系统中加速循环流动。由于离心式水泵具有结构简单、尺寸小、工作可靠、制造容易等优点，因而得到广泛应用。离心式水泵示意图如图9.6所示。离心式水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴等组成。叶

7、轮的叶片一般是径向或向后弯曲的，数目一般为6～9片。当曲轴通过皮带驱动叶轮2逆时针转动时，水泵中的冷却液被叶轮带动—起旋转，在离心力的作用下，冷却液被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水口5流出。在叶轮的中心处，由于冷却液被甩向外缘而压力降低，散热器中的冷却液便经进水口3被吸入水泵中心，再被叶轮甩出。9.2.3水泵第9章发动机冷却系统图9.6离心式水泵示意图1－水泵壳体；2－水泵叶轮；3－进水口；4－水泵轴；5－出水口第9章发动机冷却系统1.改变流经散热器的冷却液流量节温器是用来控制进入散热器冷却液的流量，即改变冷却液自身的散热强度，