柴油机冷却系统20页PPT

•散热器 芯
•散热器 盖
汽车构造第6章发动机冷却系统
| 散热器芯分两种：管片式和管带式
| 传统的散热器芯由黄铜制造，现在大 多用铝制造，有些散热器的进出水室 由复合塑料制造，大大减轻了重量。
散 热 器 芯
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汽车构造第6章发动机冷却系统
散 热 器 盖
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汽车构造第6章发动机冷却系统
| 二、散热器分纵流式和横流式两种；
| 大多数轿车采用横流式，其主要组成 部分分为上储水室和下储水室、散热
器芯。上储水室顶部有加水口，用散
散
热器盖盖住。
热
器
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汽车构造第6章发动机冷却系统
| 功用：增大散热面积，加速水的冷却
散 热 器 构 造
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•组成：
•上贮水 室
•下贮水 室
环 | 5、然后经进水软管被水泵吸入。
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汽车构造第6章发动机冷却系统
发 动 机 冷 却 水 路
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•散热器
•大循环
•节温器
•散热后
•小循环
•水泵
•分水管
•吸热
•吸热
•缸盖水套
•机体水套
汽车构造第6章发动机冷却系统
冷 却 液
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| 冷却液俗称“防冻液”或 “不冻液”，是发动机正 常运转时的散热介质，
•1-水泵外壳； •2-叶轮； •3-密封垫圈； •6-水封皮碗； •7-弹簧； •8-衬垫； •9-泵盖； •10-水封座圈； •11-球轴承； •12-水泵轴； •13-半圆键； •14-凸缘盘； •15-轴承卡环； •16-隔离套筒； •17-滑脂嘴； •18-水封环； •19-管接头。

13-旁通管 14-热气排气口 15-冷却水泵 16-机油冷凝器 17-连接管
2、汽车发动机风冷系统
1-火花塞 2-气缸盖散热片 3-缸体散热片 4-活塞 5-气缸导流罩 6-风扇及皮带轮
水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系统 水冷系
优点
冷却均匀，冷却效 果好，易控制
缺点
结构复杂，成 本高
风冷系
结构简单，成本低， 冷却效果差， 不存在“冻水箱”， 不易控制，噪
第二节 水冷系统的主要零部件
一、散热器
功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。
散热器又称为水 箱，由上水室、散 热器芯和下水室等 组成。安装在发动 机前的车架横梁上。 其作用是将冷却水 在水套中所吸收的 热量散发至外界大 气，使水温下降。
1、散热器芯
（1）管片式
管片式散热器芯由散热管和散热 片组成。散热管是焊在进、出水室 之间的直管，作为冷却液的通道。 散热管有扁管也有圆管。扁管与圆 管相比，在容积相同的情况下有较 大的散热表面。铝散热器芯多为圆 管。在散热管的外表面焊有散热片 以增加散热面积，增强散热能力， 同时还增大了散热器的刚度和强度。 管片式散热器的优点是散热面积大、 气流阻力小、结构刚度好及承压能 力强等
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是 水温高时，水 经过散热器而 进行的循环流 动；而小循环 就是水温低时， 水不经过散热 器而进行的循 环流动，从而 使水温升高。
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是 水温高时，水 经过散热器而 进行的循环流 动；而小循环 就是水温低时， 水不经过散热 器而进行的循 环流动，从而 使水温升高。

2、使水分离、 压力稳定、增 大泵水量、减 少穴蚀；
3、避免冷却液 耗损，保持水 位不变。
2、冷却系主要零部件构造
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2、冷却系主要零部件构造
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2、冷却系主要零部件构造
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3、冷却系的维护及检修
防冻液的正确使用： 防冻液必须干净，并允许在以下范围内使用。 需要注意的是：市售的各著 名品牌的防冻液，多数都是 已经由防冻原液与水按一定 比例配制好的，不能再兑水， 在添加防冻液时必须仔细阅 读外包装上的说明，以确定 是否还需加水稀释。
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150 100
F 200
C
250
80 40
100 120
温度
来自汽缸头 的冷却液
D12工业用发动机 - 节温器体
150 100
F 200
CLeabharlann 25080 40100 120
温度
来自汽缸头 的冷却液
至散热器
旁通到 循环泵
至循环泵
至循环泵 旁通到
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循环泵
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五、补液箱
1、把冷却系变 为封闭系统， 避免空气进入 减小氧化腐蚀；
2
1、冷却系的功用和组成
发动机“过冷” 发动机的冷却，如果单纯依靠零件本身对外散热时不够的，必须对某
些零件特别是与高温气体直接接触的零件进行必要的强制冷却，才能保证 发动机正常运转。但是，过分的冷却也将引起不良后果。
ａ、进入气缸的可燃混和气（或空气）温度太低，使着火困难或燃烧 迟缓，造成发动机功率下降且燃油消耗量增加；
发动机过热或过冷的后果 发动机“过热” ａ、降低了充气效率，导致发动机的功率下降； ｂ、早燃或爆燃的倾向加大，破坏了发动机的正常工作。同时， 也促使零件承受额外的冲击负荷而造成早期磨损； ｃ、运动件之间的正常间隙被破坏。使零件不能正常运动，甚 至损坏； ｄ、金属材料的机械性能降低，造成零件的变形或损坏； ｅ、润滑状况恶化，加剧了零件的摩擦和磨损。

蜡式节温器。
蜡式节温器（图8-13）
（图8-13）
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第二节
蜡式节温器
水冷系主要部件的构造
蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石 蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时， 石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭通往散热器 的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回 气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡 逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对 反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故 反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当 发动机水温达到80℃以上时，阀门全开，来自气缸盖出水 口的冷却水流向散热器，而进行大循环。
10
第二节
水冷系主要部件的构造
２、风扇(fan)（图8-9）
功用：提高通过散热器芯的空气流速，增加散 热效果，加速水的冷却。风扇通常安排在散热器 后面，并与水泵同轴。
图8-9
图8-10
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第二节
水冷系主要部件的构造
３、水泵（图8-11） 功用：对冷却水加压， 加速冷却水的循环流动， 保证冷却可靠。车用发动 机上多采用离心式水泵， 离心式水泵具有结构简单 、尺寸小、排水量大、维 修方便等优点。
冷却系统概述
5
第一节
4、水路
冷却系统概述
散热器内的冷却水经水 泵加压后通过分水管压送 到气缸体水套和气缸盖水 套内，冷却水在吸收了机 体的大量热量后经气缸盖 出水孔流回散热器。由于 有风扇的强力抽吸，空气 流由前向后高速通过散热 器。(图8-3）。
图8-3
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第一节
4、水路(续)
冷却系统概述
因此，受热后的冷却水 在流过散热器芯的过程中 ，热量不断地散发到大气 中去，冷却后的水流到散 热器的底部，又被水泵抽 出，再次压送到发动机的 水套中，如此不断循环， 把热量不断地送到大气中 去，使发动机不断地得到 冷却（图8-3）。

• (1)调节冷却液的循环路线
• 根据冷却液的温度，通过节温器调整冷却液的循环路线。如大循环、小循环和混合 循环等。
• (2)调节散热器的散热强度
• 根据发动机的工作温度，通过风扇离合器调整风扇转速，使通过散热器的空气流速、 流量根据发动机的温度而变化，继而调节散热器的散热强度。
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6. 3冷却系统零部件
• 6. 3. 5风扇及皮带轮张紧装置
• 风扇位于散热器后面，旋转时产生的吸力，使通过散热器芯的气流速度显著增大， 从而提高了散热效果。风扇常用工程塑料冲压而成，有4个或者6个叶片，叶片平面与风 扇旋转平面有一定的夹角。风扇叶片之间的夹角并不相等，主要是为了减少风扇的振动 与噪声。为增大风扇的扇风能力，从而将风扇叶片端部弯曲;同时，在风扇周围设有护 围。
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6. 3冷却系统零部件
• 6. 3. 1水泵
• 水泵对冷却液进行加压，维持其在冷却系统内快速循环流动。发动机采用离心式水 泵，结构简单，尺寸小，排水量大。
• (1)离心式水泵的工作原理
• 离心式水泵由泵体，叶轮和进、出水管组成。进水管位于水泵中央，出水管位于水 泵外缘，叶轮在外力带动下旋转。当叶轮旋转时，水泵中的冷却液随叶轮一起旋转、加 压，在离心力的作用下，向叶轮的边缘甩出，经出水管输出水泵。叶轮中央处由于压力 降低，产生真空吸力，将散热器中的冷却液源源不断地吸入水泵。
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Hale Waihona Puke 上一页 下一页 返回6. 3冷却系统零部件
• 感温器与阀片部分:在离合器前盖与从动盘之间，设有可以转动的阀片。阀片固定于 阀片轴上，阀片轴伸出前盖，与双金属感温器连接。双金属感温器呈卷绕状，外端固定 于前盖上，内端固定于阀片轴上。从动盘上设有进油孔，温度低于338 K时，阀片将进 油孔封闭。

发动机冷却系统的任务
• 发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时 散发出去，使发动机得到适 冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
发动机冷却系统
冷却系统的作用
• 带走多余热量； • 尽可能快地达到工作温度； • 保持发动机在最适宜的温度范围内工作，防止过热、过冷。
汽车发动都采用闭式冷却系统。
闭式冷却系统
闭式冷却系统
a)空气阀开启
b)蒸汽阀开启
1-蒸汽排出管 2-蒸汽阀 3-空气阀 4-散热器盖
闭式冷却系统
一般情况下，两阀借弹簧关闭。当散热器中压力升高到一定 值（约为0.026～0.037Mpa）时，蒸汽阀开启；水温下降， 当冷却系中生的真空度达一定值（约为0.01时～0.02Mpa） 时，空气阀开启。
• 特点： 结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。 难 以调节，消耗功率大、工作燥声大。
发动机冷却系统
发动机冷却系统
• 水冷/液冷：通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收 多余的热量，并散发到大气中，即利用循环液将热量带走。
• 水冷：冷却液温度在(80~90)℃，105℃； • 油冷：120℃~140℃。
• 发现冷却液泄漏时，应及时检查添加。
冷却系统的基本组成
发动机冷却系统
发动机冷却系统
• 强制循环水冷系：缸体和缸盖内设有水套，利用水泵将冷
却液加压，强制其流过水套带走热量
• 1-散热器盖 2-散热器 3-百叶窗 4-水泵 5-风扇 6-放水阀 7-分水管 8-水温传感器 9-水温表 10-节温器
发动机冷却系统
通 储 水 箱
a)结构
b)蒸气阀开
1-散热器盖 2-上密封衬垫 3-压力阀弹簧 4-下密封衬垫 5-空气阀 6-蒸气阀 7-散热器口上密封面 8-散热器口 9-散热器口下密封面 10-溢流管

不同汽车发动机冷却风扇的驱动方式也不尽相同，一些发动机的风扇和发电机
一起由曲轴皮带轮通过三角皮带驱动，现代轿车发动机一般采用电动风扇。
ppt课件
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信息搜集
汽车发动机的转速、负荷和环境气温等使用条件变化时，所要求的最佳冷却强 度也应变化，以保证发动机始终在最佳温度下工作。冷却强度可以用改变通过散热 器的空气流量或改变冷却水流量的方法进行调节。电动风扇由控制器或通过热敏电 阻开关控制。轿车发动机多采用两个电动风扇，既可以降低风扇直径和散热器高度， 又可以多级控制冷却强度。
①检查水泵渗漏。 水封失效时会有大量的冷却液从检视孔处流出。水泵壳体若有裂纹，也会发生渗 漏。 ②检查带轮的转动和轴向、径向窜动量。 用手转动带轮，应运转灵活，无卡滞现象；否则，泵轴可能弯曲或轴承浸水锈蚀。
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任务导入 (一)客户报修：传动皮带达到更关里程
ppt课件
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任务导入 (二)客户报修：冷却液温度报警灯点亮
ppt课件
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信息搜集
（一）冷却系统的作用
冷却系统是对发动机受热零部件进行适当冷却，保障发动机工作正常，使发动 机各零部件在各种工况下都能保持在合适的温度范围内工作。
燃烧过程中，缸内气体温度高达2000℃以上，汽缸体、缸套、汽缸盖、活塞 和气门等直接与高温气体接触的零件，若不及时进行适当的冷却，会造成发动机过 热、工作过程恶化、零部件强度降低、机油变质、运动零件受热膨胀以及磨损加剧 等不良后果，同时引起发动机动力性、经济性、可靠性和耐久性下降，甚至会造成 受热零件因高温而损坏。发动机的冷却必须适度，若冷却过度会造成热量散失过多、 效率降低、汽缸壁面温度过低以及排放恶化等。
图5-27 推动滑移阀手柄至加压端

开盖时注意：缓慢 旋开，防止烫伤
蒸汽阀
-
弹簧
空气阀
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补偿水箱（膨胀水箱）
减少冷却液损失，工作中自动补偿冷却液。冷 却液受热膨胀流入补偿水箱，冷却后，散热器 压力降低，冷却水流回。
-
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水泵
对冷却水加压，加速冷 却水的循环流动，保证 冷却可靠。车用发动机
多采用离心式水泵。
风扇
提高通过散热器芯的空气流速，增加 散热效果，加速水的冷却。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，使之沿轴 向流动。空气流由前向后通过散热器芯， 使流经散热器芯的冷却水加速冷却。
-
8
大循环 小循环
大循环当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于
80℃，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器 的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭。
小循环当水温低时，水不经过散热器（只流经节温器侧
阀门）而进行的循环流动。
-
9
膨胀水箱
用于闭式冷却系，减少冷却液损失；避免空气进入，在 冷却系内造成氧化和穴蚀等不良现象；使冷却系中水气 分离；保持系统压力稳定，提高水泵泵水量。通常与补 偿水箱做成一体。
冷却不足
发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾向加大，发 动机功率下降；零件间间隙变小，导致不能正常运动， 甚至卡死、损坏；润滑油粘度减小，使零件磨损加剧。
-
4
冷却系类型
➢水冷系 是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的
热量散发到大气中去。
➢风冷系 是以空气作为冷却介质，把发动机受热零件吸收
的热量散发到大气中去。
-
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风扇
风扇材料：钢板、尼龙、铝合金、工程塑料等 风扇叶片的安装ห้องสมุดไป่ตู้斜角不均匀，目的是减少振动和噪声 风扇皮带调整：过松会打滑，过紧会增加轴承磨损。

向加大，发动机功率下降；零件间间隙变小，导致不能正常运 动，甚至卡死、损坏；润滑油粘度减小，使零件磨损加剧。
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发动机冷却系统类型
水冷系统 以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发 到大气中去。
风冷系统 以空气作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散 发到大气中去。
可以使发动机罩的外廓较低，有 利于改善车身前端的空气动力性
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散热器芯
散热器芯的结构形式：
管片式 管带式 板式
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各结构性能比较
管片式散热器的气流阻力 小，结构刚度好，承压能 力强。
管带式散热器的制造工艺 简单、质量轻、成本低， 但结构刚度较小。
冷却系统
培训师：莫崇兵 李冰
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课件内容
冷却系统简介 冷却系统工作过程 冷却系统的构造及主要部件 冷却强度的调节
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冷却过度
发动机冷却过度： 冷却过度导致发动机在低温下工作，散热损失增加，发动
机功率下降、油耗上升；润滑油粘度增大，零件磨损加剧。
发动机冷却不足： 冷却不足导致发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾
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改变通过散热器的空气流量
通常利用百叶窗(fan blind)和各种自动风扇离合器 (fan clutch)来实现改变通过散热器的空气流量。
百叶窗是调节空气流量并防止冬季冻坏水箱，多用人 工调节，也有采用自动调节装置的。
风扇离合器是置于风扇传动机构中的离合机构,可根据 发动机的温度自动控制风扇的转速，调节扇风量以达 到改变通过散热器的空气流量。
当发动机水温升高时（85°以上），石蜡逐渐变成液态，体积随之 增大，迫使橡胶管收缩，阀门开启，当发动机水温达到105℃以上时， 阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。

冷却风扇有轴流式和径流式两种。多缸风冷发动机采用轴流式。冷却风扇主要由静叶轮和动叶轮两部分 组成。静叶轮为铝合金精密压铸件，静叶轮毂内装液力耦合器。动叶轮与风扇外壳之间的间隙很小，以提高 风扇效率。动叶片与静叶片的断面均为翼形
三、冷却强度的调节
当负荷增加时，排气温度升高，温控阀开度增大，进入液力耦合器的 油量增多，风扇转速增高，风量增加，冷却强度增强；反之，当负荷减小 时，冷却强度随之减弱。自动调节系统能够根据发动机负荷的变化，自动 调节冷却风量，使柴油机始终保持在最佳的热状态。
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。
思考题
1. 冷却系统的功用是什么?发动机的冷却强度为什么要调节?如何调节? 2. 若发动机正常工作一段时间后停机，冷却系统中的冷却液会发生什么
现象? 3. 风冷发动机的冷却系统有何特点?其冷却强度如何调节?
冷却系统的功用
使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，既要防止发动 机过热，又要防止冬季发动机过冷。在发动机冷起动之后，还要保证发 动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。 冷却不足：发动机过热，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、可靠性及耐久性全面下 降。 冷却过度：散热损失及摩擦损失增加，冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴 箱中稀释润滑油，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。

怎样排除气阻呢？
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汽车发动机构造与维修
9.4 发动机水温过高的故障检修 5、检查观看风扇转速情况。
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汽车发动机构造与维修
9.4 发动机水温过高的故障检修 6、查看散热器表面散热片通风情况。
怎么样清洗散热器呢？
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汽车发动机构造与维修
9.4 发动机水温过高的故障检修 7、就车检查，触摸散热器上下水管温差情况。
打开水壶盖 又能怎么样 呢？
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汽车发动机构造与维修
9.4 发动机水温过高的故障检修 2、检查易漏部位（如水管接合处）。
水管接合处是否有 漏水痕迹？
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汽车发动机构造与维修
9.4 发动机水温过高的故障检修 3、检查冷却液质量。
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汽车发动机构造与维修
9.4 发动机水温过高的故障检修 4、冷却系统是否存在气阻？
学习任务九 润滑系统的构造与检修
学习任务十 发动机装配与检验
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汽车发动机构造与维修
学习任务八 冷却系统的构造与检修
9.1 冷却系统概述 9.2 水冷系组成与主要构件 9.3 发动机冷却水循环路线 9.4 发动机水温过高的故障检修
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汽车发动机构造与维修
9.1 冷却系统概述
一、功用 ➢ 发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达 2200K-2800K(1927℃-2527℃)，大约1/3做功转变为机械能， 其余大部分随废气排出，其余则被发动机零件吸收，使发 动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件， 若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。 ➢使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，既要 防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。 ➢冷却系概述视频
可见，发动机正常的工作温度是保证发动机良好的工作性能 及其使用寿命的一个重要条件。