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冷却系统的组成及工作原理冷却系统是用于控制和降低机械设备温度的系统,常见于汽车、空调、电脑等设备中。
冷却系统主要由散热器、水泵、循环液、热交换器以及其他相关组件组成。
它们共同工作,确保设备在长时间运行中始终保持在安全的温度范围内。
散热器是冷却系统的核心组件之一,其主要作用是通过导热材料将机械设备产生的热能传导到风或液体中。
一般来说,散热器有散热片和散热管两种类型。
散热片通常由铜、铝等材料制成,通过大面积的散热片来提供更好的换热效果。
而散热管则是用于增加散热面积,提高散热效率的管状结构。
散热器通常安装在设备中的高温部位,如发动机或处理器上。
水泵是冷却系统的另一个重要组成部分,其主要作用是将循环液体通过散热器循环输送。
水泵通常由电动机和螺旋式或离心式泵组成。
当电动机启动时,水泵将循环液体吸入并推送到散热器,通过散热器的散热效果,使液体降温后再重新循环。
循环液是冷却系统中的工作介质,通常是水或防蚀性能良好的冷却剂。
其主要作用是吸收和传递热能,将热能从设备中带走。
循环液在经过散热器后,被带出设备,并将热能带到热交换器中。
热交换器通常是一个附加的冷却系统组件,用于进一步降低循环液的温度。
除了关键组件外,冷却系统还需要其他配件来确保其正常工作。
例如,冷却系统通常会有一个冷却液箱,用于存储和补充循环液。
冷却系统还可能包括一个冷却液温度传感器,用于监测系统的温度,并发出信号给控制系统。
此外,冷却系统还可能包括压力控制阀、水位显示器和冷却液过滤器等辅助设备。
整个冷却系统的工作原理是通过循环液传输热能,并在散热器中进行散热,以控制设备的温度。
当设备运行时,产生的热能会导致设备温度升高。
此时,水泵将循环液吸入,并将其推送到散热器。
在散热器中,通过与周围空气或其他冷却介质的接触,循环液的温度逐渐降低。
然后再将冷却后的循环液送回设备中,完成一个循环。
冷却系统的工作效果取决于散热器的散热效率、水泵的流量以及循环液的换热能力。
图文详解:冷却系统的各组成部件及工作原理1双阀蜡式节温器节温器是控制冷却液流动路径的阀门。
当发动机冷启动时,冷却液的温受较低,这时节温器将冷却液流向散热器的通道关闭,使冷却液经水泵入口直接流入机体或气缸盖水套,以便使冷却液能够迅速升温。
如果不装节温器,让温度较低的冷却液经过散热器冷却后返回发动机,则冷却液的温度将长时间不能升高,发动机也将长时间在低温下运转。
双阀蜡式节温器的结构如下图所示。
推杆的一端紧固在带状上支架上,而另一端则插入感温体内的胶管当中。
感温体支承在带状下支架及节温器阀之间,在感温体外壳与胶管中间充满精制石蜡。
▲ 双蜡式节温器的结构双阀蜡式节温器工作原理:阀座与下支架铆接在一起,紧固在阀座上的中心杆的锥形下端插在橡胶管内;橡胶管与感温器体之间的空腔内充满特制的石蜡,常温下石蜡呈固态,当温度升高时,逐渐熔化,体积也随之增大,感温器体上部套装在主阀门上,下端则与副阀门铆接在一起;节温器安装在水泵下端,进水口的前部,用来控制水泵的进水。
当冷却液温度低于85℃时,节温器体内的石蜡体积膨胀量尚小,故主阀门受大弹簧作用紧压在阀座上,来自散热器的水道被关闭,而副阀门则离开来自发动机的旁通水道,所以冷却液便不经过散热器,只在水泵与发动机水套之间进行小循环流动。
这样,冷发动机开始工作时,冷却液快速升温,能很快暖机,在短时间内达到发动机正常工作温度。
当冷却水温度高于85℃时,石蜡体积膨胀,使橡胶管受挤压变形,但由于中心杆是固定不动的,于是橡胶管收缩则对中心杆锥形端部产生一个轴向推力,迫使感温器体压缩大弹簧,使主阀门逐渐开启,副阀门逐渐关闭,因而部分来自散热器的冷却水进行大循环流动。
随着温度升高,主阀门开大,进行大循环冷却水量增多。
当水温达到105℃时,主阀全开,开足升程至少7mm,副阀门则完全关闭,全部冷却水流经散热器进行大循环流动。
注:溢流阀或称溢流孔有排空气作用。
下图中锥面是在出水侧,而进水侧是扁的,这样就不能封热水而是封冷水防逆流。
冷却系统的结构与维修第七节冷却系统的结构与维修冷却系的作用是使发动机在任何工况高温机件都能得到适度的冷却,使发动机始终在最适宜的温度范围内工作。
同时,冷却系统还为暖风系统提供热源。
一、AFE型发动机冷却系统的结构与维修(一)AFE型冷却系统的总体构造AFE型发动机的冷却系统属强制循环封闭式冷却系统,其组成如图1-144和图1-145所示,冷却液的循环过程如图 1-146所示。
冷却强度可通过节温器和温控风扇调节。
节温器调节冷却液的冷却能力,温控风扇调节流经散热器的冷却空气量。
冷却液轴向进入水泵后,经叶轮径向直接流进机体水套,然后流入气缸盖水套。
此后,冷却液分两路循环。
一路大循环:冷却液流经散热器冷却后,进入装在机体水泵进口处的节温器流向水泵进口;另一路小循环:冷却液直接进入节温器后的水泵进口,不经散热器冷却。
当冷却液的温度低于85℃时,进行小循环;当冷却液温度高于85℃时,部分冷却液进行大循环;当冷却液温度达到105℃时,全部冷却液参加大循环。
图1-144 桑塔纳轿车用发动机冷却系统示意图1-散热器 2-风扇 3-水泵 4-机体进水口(进入气缸体、气缸盖水套) 5-旁通水管 6-暧气回水进水泵水管 7-机体冷却水出口与散热器进水口接管 8-散热器出水管9-膨胀小水箱图1-145 冷却系零件分解图1-水泵 2-缸盖接管 3-密封垫 4-橡胶管 5-密封垫 6-接管 7-水温传感器 8-热敏开关 9-通向暖风热交换器的冷却液管 10-冷却液管 11-O形密封圈 12-节温器13-下橡胶弯管 14-密封垫圈图1-146 冷却液循环过程1-散热器 2-冷却液泵和节温器 3-膨胀材料元件 4-自动阻风门(化油器) 5-暖气用热交换器 6-ATF散热器(仅用于自动变速器型车) 7-机体(气缸体/气缸盖) 8-冷却液管路 9-暖气阀门 10-三通热敏开关(二)水泵的结构与维修1、水泵的结构水泵的结构如图1-147所示。
冷却系主要部件的构造一、散热器作用:将水套出来的热水自上而下或横向的分成许多小股并将其热量散给周围的空气。
1、结构散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成。
上水室装有散热器的热水管,通过橡胶管与气缸盖出水管连接;上水室上部有加水管,加水管口一般装泄气管。
当冷却水沸腾时,水蒸汽可以从此排出。
加装防冻液的冷却系,此管接膨胀水箱。
下水室有出水管,用软管与水泵的进水口连接,两水室之间焊接散热器芯管。
2、类型(1)芯管有管片式和管带式(2)芯管材料:耐腐蚀、导热性好的铜或铝。
(3)散热器盖安装在加水口上。
散热器盖上带有蒸汽—空气阀。
使冷却系的压力高于大气压力,冷却水的沸点有所提高。
空气流由前向后通过散热器芯散热器盖冷却系中的散热器盖对冷却系有着密封加压作用。
严格地说,轿车发动机的冷却系统是—个密封加压式的冷却循环系统,可将冷却液的沸点温度提高到120℃左右,同时也防止了冷却液的蒸发散发。
目前,汽车多采用封闭式水冷系的散热器盖。
它具有自动阀门,即空气阀和蒸汽阀。
发动机热状态正常时,阀门关闭,将冷却水与大气隔开,防止水蒸汽逸出,使冷却系内压力稍高于大气压力,从而可增高冷却水的沸点,在冷却系内压力过高或过低时,自动阀门则开启以使冷却系与大气相通当散热器中压力升高到一定数值(一般为0.22~0.37MPa),蒸汽阀便开启而使水蒸汽顺管排出。
当水的温度下降,冷却系中产生的真空度达一定数值(—般为-0.01~-0.02MPa),空气阀即行开启,空气从管进人冷却系,以防止水管及贮水室被大气压瘪。
在发动机热状态下开启散热器盖时,应缓慢旋开,使冷却系内压力逐渐降低,以免被喷出的热水烫伤。
蒸汽阀一般在散热器内压力达到26kPa~37kPa时,阀门开启,部分水蒸汽经泄气管排入大气,避免损坏散热器。
空气阀在散热器内气压降到0.01~-0.02MPa时,空气阀打开,散热器与大气相通,防止散热器芯被大气压坏。
二、水泵1、作用:对冷却水加压,使之在冷却系中循环流动。
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