06 第六章 发动机冷却系统

第六章冷却系统第一节冷却系统的功用、组成和布置一、冷却系统的功用柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。

严重的受热会造成：①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形；②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损坏事故;③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压后的空气温度也会升高,并影响进气量;④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降,不利于摩擦表面油膜的形成，甚至失去润滑作用。

综上所述，为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气等进行冷却。

然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失,过分冷却将导致燃油滞燃期延长,产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大,以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗；在燃用含硫量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。

因此,在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果,应有所兼顾.冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损,又能充分发出它的有效功率.近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发,国内、外正在进行绝热发动机的研究,相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。

目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种,绝大多数柴油机使用前者。

而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种.淡水的水质稳定,传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷,因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质;海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出,为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55℃;滑油的比热小，传热效果较差,在高温状态易在冷却腔内产生结焦,但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质.二、冷却系统的组成和布置柴油机冷却系统一般是用海水强制冷却淡水和其它载热流体（如滑油、增压空气等)。

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。

1 第一章发动机冷却系概述1.1 冷却系的结构及功能冷却系统主要由散热器，冷却风扇，冷却水泵，节温器，补偿水桶，发动机机体和气缸盖中的水套及其他附加装置等组成。

如下图所示：图1-1 水冷却系统的组成1—百叶窗；2—散热器；3—散热器盖；4—风扇；5—水泵；6—节温器；7—水温表；8—水套；9—分水管；10—放水阀冷却系统的功能是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。

冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。

在发动机冷起动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。

在发动机工作期间，最高燃烧温度可能达到2500摄氏度，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000摄氏度以上。

因此，与高温燃气接触的发动机零件受到强烈的加热。

在这种情况下，若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性，经济性，可靠性及耐久性的全面下降。

但是，冷却过度也是有害的。

过度冷却或使发动机时间在低温下工作，均会使散热损失和摩擦损失增加，零件磨损加剧，排放恶化，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率增加。

冷却系统能够很好地解决以上问题。

1.2 冷却系的类型根据冷却介质不同，发动机冷却系统可以分为水冷式和风冷式两种类型。

如下图所示：图1-2 冷却系的类型1.2.1 水冷式冷却系统水冷却系统以水或防冻液为冷却介质，依靠冷却水的循环流动将高温机件的热量送至散热器，通过散热器将热量散发到大气中。

强制循环水冷：利用水泵强制冷却液在发动机中循环流动。

即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。

这种系统包括散热器，冷却风扇，冷却水泵，节温器，补偿水桶，发动机机体和气缸盖中的水套及其他附加装置。

蒸发循环水冷：利用水的温度差使冷却液在发动机中循环流动。

1.2.2 风冷式冷却系统风冷式冷却系统以空气为冷却介质，利用高速流动的空气直接吹过气缸体和气缸盖的表面，使发动机冷却，以保证适宜的工作温度。

发动机冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

发动机的冷却系有风冷和水冷之分。

以空气为冷却介质的冷却系成为风冷系；以冷却液为冷却介质的称水冷系。

1、冷却系统的循环汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。

冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。

在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。

这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。

一、冷却发动机的主循环：主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。

冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。

随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80摄氏度后)，冷却循环开始了“正常循环”。

这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。

二、车内取暖的循环：这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。

冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。

有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。

2、冷却系统部件分析在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置(类似散热器)。

1)冷却液：冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。

它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。

现在经常使用乙二醇为主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。

2)节温器：从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。

冷却系统工作原理
冷却系统是汽车发动机中至关重要的一个部件，它的作用是排除发动机产生的
过热，保持发动机正常工作温度。

冷却系统通常由水泵、散热器、风扇、冷却液和管路组成。

下面我们来详细了解一下冷却系统的工作原理。

首先，冷却系统的工作原理基于热量传递的物理原理。

当发动机工作时，会产
生大量的热量，如果不及时排除，就会导致发动机过热，甚至损坏。

因此，冷却系统的主要任务就是将发动机产生的热量带走，保持发动机在适宜的工作温度范围内。

其次，冷却系统通过循环冷却液来实现热量的带走。

冷却液首先由水泵抽入发
动机内部，经过发动机散热后，热量被带走，然后再流回到散热器。

在散热器中，冷却液与外界空气进行热量交换，通过散热器的散热片，将热量散发到空气中。

这样，冷却液就完成了一次循环，将热量带走，保持发动机的正常工作温度。

另外，冷却系统中的风扇也起着重要的作用。

当汽车行驶时，风扇通过高速旋转，加速空气对散热器的冷却作用，帮助冷却液更快地散发热量。

在低速行驶或怠速状态下，风扇也能及时帮助散热器进行散热，保持发动机的工作温度。

最后，冷却系统中的冷却液也需要定期更换。

冷却液中的添加剂会随着时间的
推移而逐渐耗尽，失去对发动机的保护作用。

因此，定期更换冷却液是非常重要的，可以保证冷却系统的正常工作。

综上所述，冷却系统通过循环冷却液、散热器和风扇的协同作用，将发动机产
生的热量带走，保持发动机在适宜的工作温度范围内。

冷却系统的正常工作对于发动机的性能和寿命有着至关重要的影响，因此，我们应该定期检查和维护冷却系统，确保它的正常运行。

发动机冷却系统的工作原理
发动机冷却系统的工作原理是通过循环冷却剂（常为水和防冻液的混合物）从发动机中吸热，然后通过冷却器散热，将热量释放到空气中，以保持发动机的正常工作温度。

以下是其详细的运行过程：
1. 循环循环：发动机冷却系统通常由水泵、散热器、热交换器和水管组成。

水泵通过带动叶轮旋转来吸取冷却剂，将其从冷却器中抽取出来。

2. 吸热阶段：冷却剂通过水管进入发动机的冷却通道，经过发动机的热交换过程，吸热并带走发动机产生的热量。

这个过程中冷却剂的温度会逐渐升高。

3. 冷却阶段：热冷却剂离开发动机后，通过水管进入散热器。

散热器通常由多排薄片和导流板组成，具有较大的表面积，以便更好地散热。

在散热器中，冷却剂与冷空气接触，热量通过散热器的金属导体传导，并通过辐射和对流散发到周围的空气中，使冷却剂的温度逐渐降低。

4. 冷却剂回流：冷却后的剂流回到水泵，循环再次开始。

这种循环过程一直持续进行，直到发动机达到了正常的运行温度。

通过这个循环过程，发动机冷却系统能够始终保持发动机的运行温度在一个合适的范围内。

这对于发动机的正常工作非常重要，因为过热或过冷都会对其性能和寿命产生负面影响。

同时，
冷却系统还能帮助减少排放污染物和提高燃油效率，从而保护环境和节约能源。

第六章冷却系统第一节冷却系统的功用、组成和布置一、冷却系统的功用柴油机工作时的燃气温度高达1800 C左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。

严重的受热会造成：①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形；②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损坏事故；③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压后的空气温度也会升高，并影响进气量；④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降，不利于摩擦表面油膜的形成，甚至失去润滑作用。

综上所述，为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气等进行冷却。

然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失，过分冷却将导致燃油滞燃期延长，产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大，以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗；在燃用含硫量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。

因此，在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果，应有所兼顾。

冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率。

近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内、外正在进行绝热发动机的研究，相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。

目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种，绝大多数柴油机使用前者。

而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。

淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷，因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质；海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55 C;滑油的比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。

第六章冷却系统第一节冷却系统的功用、组成和布置一、冷却系统的功用柴油机工作时的燃气温度高达1800C左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。

严重的受热会造成：①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形；②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损坏事故；③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压后的空气温度也会升高，并影响进气量；④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降，不利于摩擦表面油膜的形成，甚至失去润滑作用。

综上所述，为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气等进行冷却。

然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失，过分冷却将导致燃油滞燃期延长，产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大，以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗；在燃用含硫量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。

因此，在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果，应有所兼顾。

冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率。

近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内、外正在进行绝热发动机的研究，相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。

目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种，绝大多数柴油机使用前者。

而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。

淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷，因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质；海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55C；滑油的比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。

发动机冷却系统的工作原理
发动机冷却系统的工作原理是通过循环流动冷却剂来控制发动机的温度，防止过热损坏。

发动机冷却系统主要由水泵、散热器、风扇、热传感器和冷却液组成。

首先，发动机启动后，水泵开始工作，将冷却液从冷却液箱中抽取出来，然后通过发动机内部的水道系统循环流动。

冷却液在循环过程中吸收并带走发动机产生的热量。

当冷却液流经发动机的热敏感区域时，热传感器会检测到发动机的温度变化，并将信号发送给控制系统。

控制系统根据信号来控制风扇的开关，以调整冷却速度。

然后，冷却液从发动机内部流向散热器。

散热器是一种外部设备，通过冷却风来降低冷却液的温度。

冷却风是由风扇引导的空气流，它会进入散热器，与冷却液进行热交换，将热量带走。

最后，冷却液经过散热后，重新流回到发动机内部，形成循环。

这样，发动机持续地被冷却液冷却，保持在一个适宜的工作温度范围内，避免过热。

需要注意的是，冷却液在循环过程中会逐渐损耗，因此需要定期检查和补充冷却液，以确保冷却系统的正常运行。

同时，在极端天气条件下或长时间高负荷工作时，还应特别关注发动机温度，以避免发动机过热造成损坏。