第七章 发动机冷却系统

应用先进的控制算法，实现冷却系统自适应调节 ，提高发动机性能。
传感器技术
采用高精度温度传感器、流量传感器等，实时监 测冷却系统状态。
故障诊断与预测
利用大数据和人工智能技术，实现冷却系统故障 的实时诊断和预测。
发动机冷却系的未来展望
01
轻量化设计
通过结构优化和材料减重，降 低冷却系统质量，提高车辆燃
冷却系部件的检查与更换
水泵的检查与更换
水泵是冷却系中的重要部件，负责驱动冷却液的循环。要定期检查 水泵的工作状态，如有异常应及时更换。
散热器的检查与更换
散热器负责将冷却液中的热量散发到空气中，保持发动机的正常工 作温度。要定期检查散热器的完好性，如有破损或泄漏应及时更换 。
节温器的检查与更换
节温器用于调节冷却液的循环路径，控制发动机的工作温度。要定期 检查节温器的工作性能，如有故障应及时更换。
水温传感器
功能
水温传感器是检测发动机冷却液温度的装置，它将冷却液温度转换为电信号并传递给ECU（电子控制单元），以便 ECU根据冷却液温度调整发动机的工作状态。
构造
水温传感器通常由热敏电阻、导线插头等部件组成。热敏电阻的阻值随温度变化而变化，从而反映出发动机冷却液的 温度。
工作原理
当发动机运转时，水温传感器检测冷却液的温度并将该温度转换为电信号。这个电信号被传递给ECU， ECU根据这个信号调整发动机的点火正时、喷油量等参数，以确保发动机在最佳状态下工作。
的密封件。
故障现象
冷却液泄漏会导致发动机温度升高 ，严重时可能引发“开锅”现象， 同时地面会出现冷却液痕迹。
解决方法
检查并更换损坏的密封件，紧固松 动的接头，补充冷却液至规定液位 。
发动机过热可能由冷却液不足 、散热器堵塞、水泵故障、节

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，风量大，结构简单，布置方 便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。
风扇常和发电 机一起由曲轴 带轮通过V带驱 动。 为调节V带的张 紧程度，通常 将发电机的支 架做成可调节 的。
7.2 水冷系统
7.2.1 水冷系的组成
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。
冷却水循环流动路线
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条，一条为 大循环(水温高于80℃ )，另一条为小循环(水温低于 70℃) 。
7.2.2水冷系的主要组件
1.散热器
(1).散热器及散热器 上水室 芯的结构形式 散热器盖 进水管 安装处
热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象，在冷却水中加入 一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。
7.2.4风 冷 系
工作机理：
利用高速空气流直接吹过气缸 盖和气缸体的外表面，把从气 缸内部传出的热量散发到大气 中去，以保证发动机在最有利 的温度范围内工作。
结构
发动机气缸和气缸盖采用传热 较好的铝合金铸成，结构简单、 重量轻、故障少，无需特殊保 养，但是由于材料质量要求高， 冷却不够均匀，工作噪音大等 缺点，目前在汽车上很少使用。
2）改变冷却液的循环流量和循环范围
• 一般由节温器来控制通 过散热器冷却液流量。
要保证发动机在最佳的 温度下工作，不出现过 热过冷现象，就必须能 根据使用条件的变化自 动调节发动机冷却强度。
节温器
1. 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。 安装位置：节温器装在冷却水循环的通路中，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。

发动机冷却系统工作原理
发动机冷却系统是保持发动机工作温度在适宜范围内的关键装置。

它通过循环冷却液来吸热和散热，以防止发动机过热并保护发动机的寿命。

发动机冷却系统的工作原理如下：
1. 冷却液循环：冷却液通过发动机内部的冷却水道循环。

发动机内部有一系列通道和管道，冷却液从发动机底部进入，通过散热器和水泵的帮助，再次流回发动机上部，形成闭合循环。

2. 吸热：当发动机运转时，燃烧室内产生大量热量。

发动机冷却液经过散热器，与冷却风或外界空气进行热交换。

冷却液吸收发动机排放出的热量，使发动机温度降低。

3. 散热：冷却液流经散热器后，传递给外界空气或通过风扇进行风冷。

散热器内部有许多狭长的管道，增加散热面积以增强散热效果。

热量被散热器带走后，冷却液重新循环以吸热。

4. 压力控制：发动机冷却系统中的冷却液被保持在一定的压力下。

这有助于提高沸点，提供更高的沸腾点，以维持冷却系统的稳定性。

冷却液会通过通风孔或冷却液蒸汽压力阀释放多余热量，保持系统的稳定工作状态。

发动机冷却系统的设计和工作原理可以根据不同类型的发动机和使用条件有所不同，但目标始终是确保发动机的温度处于安全且可控制的范围内。

➢ 风冷发动机的特点
第三节 风冷系统
1)对地理环境和气候环境的适应性强 风冷发动机特别适于在沙漠或高原等缺水的地 区工作。另外，在酷热的气候条件下工作不会过热，在严寒季节也不易过冷。即 风冷发动机对气温的变化不敏感。
2)热负荷高 风冷发动机的气缸盖、气缸体等受热零件的温度高。这是因为空气的传 热系数只有水的传热系数的1/20～1/30，空气的比热容只有水的1/4。
（2）冷却水的循环路线 ①大循环：当水温高于80℃时，冷却水由水泵打入分水管，并经分水管流到各 气缸的水套进行冷却，随后，经上水管进入水箱并经散热器冷却后，经下水管被 重新吸如水泵。 ②小循环：当水温低于70 ℃时，冷却水由水泵进入分水管，经水套周围冷却后 直接又回到水泵。 ③当水温在70 ℃ ～80 ℃之间时，大、小循环均有。
第二节 水冷系统主要部件的构造
➢ 散热器：由进水室、出水室及散热芯等 组成。 冷却液在散热器芯内流动，空气在 散热器芯外通过，散热器芯由导热系数 高、而且耐腐蚀的金属材料制成的薄壁 散热管及散热片组成。
按照散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种。
纵流式散热器芯竖直布置，上接进水室，下连出水室，冷却液由进水室自 上而下地流过散热器芯进入出水室。
➢ 散热器盖
①作用：密封水冷系并调节系统的工作压力。
②基本工作原理：
发动机工作时，冷却液的温度逐渐升高。由于冷却液容积膨胀，使冷却系内 的压力增高。当压力超过预定值时，压力阀开启，一部分冷却液经溢流管流入 补偿水桶，以防止冷却液胀裂散热管。
发动机停机后，冷却液的温度下降，冷却系内的压力也随之降低。当压力降 到大气压力以下出现真空时，真空阀开启，补偿水桶内的冷却液部分地流回散 热器，可以避免散热器被大气压力压坏。