汽车构造 发动机冷却系.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,Chap6,发动机冷却系,李书伟,Tel:[phone],yclsw,（,1,）教学目的和要求,了解冷却系的作用、发动机的冷却方式、发动机的正常工作温度，掌握水、风冷却系的组成；掌握水冷却系水套、水泵的作用和构造，了解风扇、散热器、冷却液与膨胀水箱、节温器、百叶窗、风扇离合器的作用与构造。,（,2,）教学内容,冷却系的作用，发动机的冷却方式，发动机的正常工作温度，水冷却系的组成及主要机件，冷却强度的调节装置，风冷却系的组成；水冷却系主要零部件；水套、水泵、风扇及风扇皮带、散热器、冷却液与膨胀水箱、节温器、百叶窗、风扇离合器。,（,3,）本章重点、难点,重点：强制式水冷却系的组成，冷却强度的调节装置，水冷却系的主要零部件构造形式；,难点：水冷系的组成和水泵的构造。,冷却系统,6.1,功用,使工作中的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。,不正常冷却：,冷却程度,后果,过冷,燃油蒸发不良，燃烧品质变坏；润滑粘度大，摩擦损失大；热量散失过多，增加燃油消耗；冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。发动机功率下降。,不足,(,过热,),润滑不良，加剧磨损；破坏正常间隙；材料力学性能下降，承受不了正常负载。发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动机功率下降。,正常冷却：,系统,温度范围,水冷系,气缸盖内冷却水温度在,8090,风冷系,铝气缸壁的温度为,150180,，铝气缸盖为,160200,冷却液的特点和选用：,、冷却水：,、防冻液：,、,冷却液：防腐，防结垢，防氧化，防冻，提高沸点等功能。,6.2,工作原理（一）,常规水冷系统,冷态：冷却液流经缸体，进入缸盖（小循环）,热态：冷却液流经缸体，进入缸盖（大循环）,水泵,水泵,缸体,缸体,缸盖,缸盖,冷机,节温器关,热机,节温器开,工作原理,2,双模式冷却系统,冷态：冷却液流经缸盖，不经过缸体,热态：冷却液流经缸盖，进入缸体,动画演示,冷机,节温器关,热机,节温器开,水泵,缸盖,水泵,缸盖,缸体,冷却系的工作演示,工作情况：,水冷却系是强制循环冷却,强制循环式水冷却系,是用水泵把该系统的冷却液加压，使之在水套中流动，冷却水从气缸壁吸收热量，温度升高，热水向上流入气缸盖，继而从缸盖流出并进入散热器。,由于风扇的强力抽吸作用，空气从前向后高速流过散热器，不断地将流经散热器的水的热量带走。冷却了的水由水泵从散热器底部重新泵入水套。水在冷却系中不断循环。,为了控制冷却水温度，冷却系中设有冷却强度调节装置，如百叶窗、节温器和风扇离合器等。,水冷却系的,大循环路线,：,冷却水经水泵,水套,节温器,散热器，又经水泵压入水套的循环，其水流路线长，散热强度大，称水冷却系的大循环,，（,水温高于,359K(86),时）。,4,、散热器,5曲轴,6,、进气岐管,7,、暖风机,8,、阀门,9,、热敏开头,10,、节温器,11,、水泵,小循环路线,冷却水经水泵,水套,节温器后不经散热器，而直接由水泵压入水套的循环，其水流路线短，散热强度小，称水冷却系的小循环。（,当冷却水温低于,349K(76),时）,开始起动等低温状态时，为小循环。,冷却系统的组成,1,）散热器,作用：,将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低。,散热器管芯分类：,冷却管为何制成扁圆形？,散热器的材料,黄铜、铝,结构：,纵流式,横流式,散热器盖,散热片,上贮水室,下贮水室,2,）散热器盖,空气阀,蒸汽阀,弹簧,散热器盖工作演示,3,）膨胀水箱,作用：,密封冷却系统，减少了冷却液的散失，使冷却系统内水、气分离，保持压力稳定（当冷却液受热膨胀时，部分冷却液流回补偿水箱；当冷却液降温时，部分冷却液又被吸回散热器）。避免空气不断进入，给冷却系统内部造成氧化、穴蚀。,材料：,塑料,4),百叶窗,a,、,作用：,是在冷却水温度较低时，改变吹过散热器的空气流量，从而,控制冷却强度,。,在严寒的冬季，水温过低时，由于节温器的作用使水只进行小循环，散热器中的水有冻结的危险。此时关闭百叶窗可使冷却水温度回升。,b,、,百叶窗安装位置,百叶窗安装在散热器前面，它是由许多片活动挡板组成，挡板垂直或水平安装，由驾驶员通过装在驾驶室内的手柄操纵调节挡板的开度。,5,）风扇,功用：,提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力，并冷却发动机附件。对空气产生吸力，使之沿轴向流动。,影响风量的因素：,风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角、叶片数目,横断面形状：,弧形、翼形,皮带,发电机,风扇,曲轴,风扇安装位置：,风扇多为轴流式，装在发动机与散热器之间，与水泵同轴。风扇用螺钉安装在水泵轴前端的皮带轮或凸缘盘上。,叶片材料：,钢板、塑料和铝合金。,为了减轻振动噪声，叶片间夹角不等。,叶片数,：,4,7,片。,偏扭角,：叶片与叶轮旋转平面之间有一偏扭角，偏扭角可为定值，也可制成变偏扭角。,6),风扇离合器,1,、目的,风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发动机功率的,10%,。为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，降低污染，节约燃料，多采用风扇离合器。,2,、结构：,由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成。,前盖、壳体和从动板用螺钉组成一体，通过轴承装在主动轴上。风扇装在壳体上。从动板与前盖之间的空腔为贮油腔，其内装有硅油,(,油面低于轴中心线,),，从动板与壳体之间的空腔为工作腔。,主动板与主动轴固定连接，主动轴与水泵轴连接。从动板上有进油孔,A,，平时由阀片关闭，若偏转阀片，则进油孔即可打开。阀片的偏转由螺旋双金属感温器控制，,从动板上有凸台限制阀片最大偏转角。双金属感温器的外端固定在前盖上，内端卡在阀片轴的槽内。从动板外缘有回油孔,B,，中心有漏油孔,C,，以防静态时从阀片轴周围泄漏硅油。,3,、工作原理,(1),当发动机冷起动或小负荷下工作时，冷却水及通过散热器的气流温度不高，进油孔被阀片关闭，工作腔内无硅油，离合器处于,分离状态,。主动轴转动时，仅仅由于密封毛毡圈和轴承的摩擦，使风扇随同壳体在主动轴上空转打滑，转速极低。,(2),当发动机负荷增加时，冷却水及通过散热器的气流温度随之升高，感温器受热变形而带动阀片轴转动。当流经感温器的气流温度超过,338K(65),时，,进油孔被完全打开，于是硅油从贮油腔进入工作腔。主动板即利用硅油的粘性带动壳体和风扇转动。风扇离合器处于,接合状态,，风扇转速迅速提高。,为了不使工作腔中硅油温度过高而粘度下降，使硅油在壳体内不断循环。由于主动板转速高于从动板，因此受离心力作用从主动板甩向工作腔外缘的油压力高，油液从工作腔经回油孔,B,流向贮油腔，,而贮油腔又经进油孔,A,及时向工作腔补充油液。为使硅油从工作腔流回贮油腔的速度加快，缩短风扇脱开时间，在从动板的回油孔,B,旁，有一个刮油突起部伸入工作腔缝隙内，使回油一侧压力升高，回油加快。,(3),当发动机负荷减小，流经感温器的气流温度低于,308K(35),时，感温器恢复原状阀片将进油孔关闭，工作腔中的硅油继续从回油孔流回贮油腔，直至甩空为止。风扇离合器又回到分离状态。,4,、故障应急措施：,行驶途中，若硅油风扇离合器因故障,(,如漏油等,),时，可松开内六角螺钉，把锁止板的销插入主动板孔中，再拧螺钉，使壳体与主动轴连成一体，但此时只靠销传动，不能长期使用。,8),、电动风扇,原理：电动机的开关由散热器的水温开关控制，并且有高低速两个档位，低速档在沸点内使用，高速档在沸点外使用，需要冷却时自动起作用。,9,）节温器,功用：,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，从而控制通过散热器冷却水的流量。,蜡式节温器：,主阀门,弹簧,节温器外壳,胶管,石蜡,推杆,蜡式节温器的工作原理,a,、当冷却水温,低于,349K(76),时，石蜡呈固态，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由水套出来的水经旁通管直接进入水泵，只有,小循环,。由于冷却水不经过散热器，且流量小，所以冷却强度小。,蜡式节温器,b.,当冷却水温在,349K,359K(76,86),时，,大小循环,同时进行。当发动机水温达,349K(76),时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，旁通阀开度逐渐减小。,c,当冷却,水温高于,359K(86),时,，石蜡呈液态，,主阀门完全开启,，,旁通阀完全关闭,，由水套出来的冷却水全部经过散热器，,只有大循环,。此时冷却水流动路线长，流量大，冷却强度大。,节温器实物图,节温器工作原理,来自发动机,来自发动机,至小循环管,至散热器,低温时,高温时,节温器工作演示,10,）水泵,作用：,对冷却水加压，促使冷却水在冷却系统中运动，以加强冷却效果。,结构：,离心式水泵,水泵壳体,叶轮,进水管,出水管,离心式水泵特点,结构简单，尺寸小排量大，当水泵停止工作时并不妨碍水在冷却系中自然循环。,离心式水泵工作示意,(2),泵盖上有出水孔。泵壳上有进水孔,A,，用橡胶管与散热器出水管相连。泵壳上面有旁通孔与气缸盖上的出水管相连，当冷却水温度低于,349K(76),时，部分冷却水由此直接进入水泵。,11,）,水温表及水温报警灯,水温表,的功用是指示发动机气缸盖水套内冷却液的工作温度。,水温报警灯能在冷却液温度升高到接近沸点,(,例如,95,98),时发亮，以引起驾驶员的注意。,12,）,暖风机,热交换器（第二散热器）：,热的冷却液从气缸盖或机体水套进入暖风机芯，使吹过暖风机芯的空气加热变，一部分送到挡风玻璃除霜器，一部分送入驾驶室或车厢。,冷却强度的调节：,方法：改变通过散热器的空气的流量和改变冷却水的流量。,1,改变通过散热器的空气流量：,利用百叶窗和各种自动风扇离合器来实现改变通过散热器的空气流量。,（）百叶窗：,在散热器前面，由驾驶员控制，冷天时，先关闭发动。水温升的快。,（）硅油风扇离合器：,（,3,）机械式风扇离合器：,（,4,）,电磁风扇离合器：利用电磁吸力来接合或分开主、从动件。,2,、改变通过散热器的冷却水的流量：,节温器有：折叠式、蜡式。,（）折叠式：,（）、蜡式节温器：,思考,1,发动机为什么要冷却，一般最佳水温范围一般是多少？,2,水冷却系中为什么要装节温器？什么叫大循环？什么叫小循环？,3,冷却系中水温过高或水温过低有哪些原因？,4,为什么要采用风扇离合器？试述硅油风扇离合器的工作原理。,