汽车发动机之——第7章 发动机冷却系统

冷却系的工作原理冷却系统是车辆引擎中不可或缺的一部分，它的主要作用是保持引擎的温度在一个合适的范围内，以确保引擎能够高效运转。

冷却系统通常由水泵、散热器、风扇、水箱、冷却液和管道等部件组成。

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是基于热传导和自然对流的物理原理。

当引擎运转时，会产生大量的热量，如果没有冷却系统来散发这些热量，引擎很快就会过热而损坏。

因此，冷却系统的主要任务就是将引擎产生的热量带走，保持引擎的温度在一个安全范围内。

其次，冷却系统的工作原理是通过循环冷却液来实现的。

冷却液首先通过水泵被抽送到引擎周围，吸收引擎产生的热量，然后流入散热器。

在散热器中，冷却液与外界空气进行热交换，将热量散发出去，然后再被泵送回到引擎周围，循环往复。

同时，风扇的作用是在慢速行驶或怠速状态下增加空气流动，增强散热效果。

另外，冷却系统的工作原理还涉及到了冷却液的特性。

冷却液通常是一种抗腐蚀、抗冻和抗沸腾的混合液体，它能够在不同温度下保持稳定的物理性质，以确保引擎在各种工况下都能得到有效的冷却。

最后，冷却系统的工作原理也需要注意保持系统的密封性。

冷却系统中的管道、连接件和密封圈都需要保持完好，以防止冷却液泄漏，影响冷却效果。

同时，冷却系统的冷却液需要定期更换，以保持其良好的冷却性能。

总的来说，冷却系统的工作原理是通过循环冷却液、热交换和保持密封性来实现的。

只有当这些方面都得到有效的保障，冷却系统才能够正常工作，确保引擎的正常运转。

因此，对于车辆的冷却系统，我们需要定期检查和维护，以确保其能够始终保持良好的工作状态。

发动机冷却系统的功能及类型
发动机冷却系统的主要功能是保持发动机运转过程中的温度稳定。

冷却系统通过将热量从发动机中转移出去，防止发动机过热，从而保护发动机组件的正常工作。

发动机冷却系统主要有以下几种类型：
1. 水冷系统：水冷系统通过循环流动的冷却液（通常为水）来吸收发动机产生的热量，并通过散热器将其释放到外界。

这种系统具有较高的冷却效率和稳定性，广泛应用于现代汽车。

2. 气冷系统：气冷系统通过直接将冷却空气引入发动机附近，利用空气的流动来散热。

这种系统结构简单，不需要冷却液，但在高负载工况下冷却效果较差，因此常用于较小的发动机或特殊用途的发动机。

3. 涡轮增压冷却系统：涡轮增压系统中的涡轮增压器会产生较高的温度，需要通过冷却系统来降低其温度，以保持其正常运转。

这种系统通常通过在压气机进气端或中冷器位置引入冷却液进行冷却。

4. 机械风扇冷却系统：机械风扇冷却系统主要用于低速或停车状态下的冷却。

通过发动机带动的风扇产生强制对流，帮助散热器更好地散热。

以上是常见的发动机冷却系统类型，不同类型的冷却系统在不同的工况下可以提供适宜的冷却效果，确保发动机的正常工作。

汽车构造教案本田轿车发动机的冷却系统布置，如图7- 3 所示。

2.水冷系主要零部件1.膨胀水箱膨胀水箱，其上部是一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水管相连接，通常为至少高于散热器。

膨胀水箱多半透明材料〔如塑料〕制成。

透过箱体可以直接方便的观察到液面的高度，无需翻开散热器盖。

膨胀水箱的作用是把冷却系统变成永久封闭系统，减少了冷却液的损失，防止空气不断地进入，该系统内造成氧化、穴蚀、使冷却系中水、气别离，保持系统内压力稳定，提高水泵的泵水量。

2.散热器散热器用导热性好的材料制成，散热器主要是由上贮水室1、下贮水室5和散热器芯(包括冷却管和散热带)组成。

上贮水室、下贮水室由散热器芯连接一起，并装在框架内(框架固定在车架上)。

框架上还设有护风圈，其目的是起到风向导流作用的。

下水箱的出水管1接水泵的进水口，上水箱的进水管2接缸盖的出水口。

上水箱上设有加水口6，并用加水口盖封闭。

在下贮水室中一般还装有放水阀。

散热器芯的构造型式有管片式、管带式等,但其最终目的就是尽可能提高散热能力。

管片式散热器由许多冷却管和散热片组成。

冷却管是焊接在上、下贮水室之间的直管，是冷却液的通道。

当空气吹过冷却管的外外表时，从而使管内流动的冷却液得到冷却。

冷却管大多采用扁圆形断面，因为扁管与圆管相比，在容积相同的情况下具有较大的散热面积；当管内的水冻结膨胀时，扁管可以借其横断面变形而免于破裂。

为了进一步提高散热效果，在冷却管外面横向套装了很多金属薄片(散热片)来增加散热面积，同时增加了整个散热器的刚度和强度。

如图7-6所示。

管带式散热器，其中散热带与冷却管相间排列。

散热带呈波纹状，为了提高散热能力，在散热带上一般开有形似百叶窗的缝孔，用来破坏空气流在散热带外表上附面层，从而提高散热能力。

这种散热器芯与管片式相比，具有散热能力较强，制造工艺简单，质量小，本钱低等优点，但结构刚度不如管片式好，一般在使用条件较好的轿车上得到广泛采用。

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。

作者简介:张　杰(1972-),男,黑龙江五常人,助理工程师,主要从事发动机设计工作。

收稿日期:2003-12-28简述发动机冷却系统设计及散热量的计算张　杰(柳州五菱汽车有限责任公司柳州机械厂,广西柳州　545005)摘要:通过介绍内燃机冷却系统,分析不同系统的优缺点,以便于设计人员选择。

了解散热量的计算,掌握设计、选用水泵、散热器和风扇等冷却系统的主要部件。

关键词:内燃机;冷却系统;散热量中图分类号:T K 4 文献标识码:B 文章编号:1672-545X (2004)02-0021-04前言 作为汽车动力的核心,汽车发动机性能的好坏,将直接影响汽车的性能。

内燃机运转时,与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热,如不加以适当的冷却,会使内燃机过热,充气系数下降,燃烧不正常(爆燃、早燃等),机油变质和烧损,零件的摩擦和磨损加剧,引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。

但是,如果冷却过强,汽油机混合气形成不良,机油被燃油稀释,柴油机工作粗暴,散热损失和摩擦损失增加,零件的磨损加剧,也会使内燃机工作变坏。

因此,选择适当的冷却型式和冷却介质也成为设计发动机的关键。

1　冷却介质 内燃机的发明人奥托(O tto )就是采用水作为冷却气缸的介质。

水具有良好的热容量(比热大),与壁面之间的换热系数较高,而且一般说来,也是比较便宜和随手可得的,这也就是水冷方式目前得到广泛应用的原因。

但水冷方式也存在一些缺点,因为不是任何一种水都适用于作冷却剂,而且至少在运输车辆上常常无法带有足够的水量来实现完全的水冷,为此,冷却本身还要通过空气—水热变换器(冷却水箱)再进行冷却。

这样,就自然联想到可以直接使用空气来作为冷却介质。

但由于空气与壁面的热交换系数较小,必须加大内燃机上的冷却面积才能保证有效的冷却,这当然要在结构设计上付出一定的代价。

利用高温介质如乙二醇(沸腾温度180℃)来代替水作为冷却介质,但由于乙二醇与水相比有比热小、导热系数低和粘度高等一系列缺点,因而其散热效果也不及水冷却系,所以这种冷却形式在目前一般用途的内燃机中已不再使用。

第七章发动机冷却系教学目的与要求1、掌握冷却系的功用、组成及工作原理。

2、了解汽车暖风原理。

3、掌握冷却系各零部件的结构与工作原理。

重点与难点1、冷却系的组成与大小循环的概念。

2、蜡式节温器、硅油风扇离合器的结构与工作原理。

目录§7.1 冷却系的功用及组成§7.2 散热器§7.3 冷却强度调节装置§7.4 水泵§7.5 变速器机油冷却器§7.6 防冻液§7.1 冷却系的功用及组成功用：使发动机在最适宜的温度范围内工作。

既要防止过热，也要防止过冷。

类型：风冷、水冷。

水冷系又分为强制循环式和自然循环式。

组成：散热器、水泵、节温器、风扇等。

系统温度范围水冷系气缸盖内冷却液温度在80~90℃风冷系铝气缸壁的温度为150~180℃铝气缸盖为160~200℃风冷系风冷系的应用水温表强制式水冷系组成冷却系的工作情况演示桑塔纳发动机冷却系示意图1-散热器与电动风扇2-水泵和节温器3-机体（气缸体/气缸盖）4-膨胀材料元件5-自动阻风门（化油器）6-ATF散热器（仅用于自动变速器型）7-暖风用热交换机8-暖风阀门9-冷却液管10-三通热敏开关汽车的暖风系统暖风机是一个热交换机，热的冷却液从气缸盖或机体水套经暖风机进水软管流入暖风机芯，然后经暖风机出水软管流回水泵。

吹过暖风机芯的空气被冷却液加热后送入驾驶室。

汽车冷热风的控制冷却系统基本工作原理概括气缸被冷却水套包裹。

气缸产生的热量通过气缸壁传导至流经冷却水套的冷却液。

受热的冷却液流入散热器，被通过散热叶片的空气冷却。

然后冷却液重新在发动机内循环。

一部分受热的冷却液在流向散热器的过程中，流进暖风机芯，使乘客室保持温暖。

那么，汽车的空调又是怎么回事呢？§7.2 散热器一、散热器组成：进水室、出水室、散热器芯三部分。

类型：纵流式、横流式或管片式、管带式、板式。

材料：黄铜、铝。

散热器工作过程⏹散热器由上水箱、下水箱和散热器芯构成。

第一章：汽车发动机概述教学目标：1. 了解汽车发动机的定义、功能和分类。

2. 掌握汽车发动机的主要性能参数。

3. 熟悉汽车发动机的安装位置和基本结构。

教学内容：1. 汽车发动机的定义与功能2. 汽车发动机的分类3. 汽车发动机的主要性能参数4. 汽车发动机的安装位置与基本结构教学方法：1. 讲授法：讲解汽车发动机的定义、功能、分类和性能参数。

2. 直观演示法：展示汽车发动机实物，让学生了解其安装位置和基本结构。

教学步骤：1. 导入新课：介绍汽车发动机的重要性。

2. 讲解发动机的定义与功能。

3. 讲解发动机的分类。

4. 讲解发动机的主要性能参数。

5. 讲解发动机的安装位置与基本结构。

6. 课堂小结。

作业布置：1. 复习汽车发动机的定义、功能、分类和性能参数。

2. 观察身边的汽车，了解其发动机的安装位置和基本结构。

第二章：发动机机体结构教学目标：1. 掌握发动机机体结构的主要组成部分。

2. 熟悉发动机机体的安装位置和作用。

3. 了解发动机机体的维修保养方法。

教学内容：1. 发动机机体结构的主要组成部分2. 发动机机体的安装位置与作用3. 发动机机体的维修保养方法教学方法：1. 讲授法：讲解发动机机体结构的主要组成部分和作用。

2. 直观演示法：展示发动机机体实物，让学生了解其安装位置。

3. 实践操作法：引导学生进行发动机机体的维修保养实践。

教学步骤：1. 导入新课：回顾上一节课的内容，引出发动机机体结构的重要性。

2. 讲解发动机机体结构的主要组成部分。

3. 讲解发动机机体的安装位置与作用。

4. 讲解发动机机体的维修保养方法。

5. 课堂小结。

作业布置：1. 复习发动机机体结构的主要组成部分和作用。

2. 观察身边的汽车发动机，了解其机体的安装位置。

3. 学习发动机机体的维修保养方法。

第三章：发动机曲柄连杆机构教学目标：1. 掌握发动机曲柄连杆机构的主要组成部分。

2. 了解曲柄连杆机构的工作原理。

3. 熟悉曲柄连杆机构的维修保养方法。

汽车知识发动机及冷却系统目录简介历史参数首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量。

发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总与，通常用升(L)表示。

而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称之单缸排量，它取决于缸径与活塞行程。

发动机排量是非常重要的发动机参数，它比缸径与缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切有关。

通常来说，排量越大，发动机输出功率越大。

熟悉了排量，我们再来看发动机的其他常见参数。

很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样，想弄明白毕竟是什么意思。

这些都表示发动机汽缸的排列形式与缸数。

汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。

通常说来，排量1升下列的发动机常用3缸，比如0.8升的奥拓与福莱尔轿车。

排量1升至2.5升通常为4缸发动机，常见的经济型轿车与中档轿车发动机基本都是4缸。

3升左右的发动机通常为6缸，比如排量3.0升的君威与新雅阁轿车。

排量4升左右的发动机通常为8缸，比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。

排量5.5升以上的发动机通常用12缸发动机，比如排量6升的宝马760Li就使用V12发动机。

在同等缸径下，通常缸数越多排量越大，功率也就越高；而在发动机排量相同的情况下，缸数越多，缸径越小，发动机转速就能够提高，从而获得较大的提升功率。

以上是有关发动机缸数的知识，下面我们接着熟悉“汽缸排列形式”这个重要参数。

通常5缸下列发动机的汽缸多使用直列方式排列，常见的多数中低档轿车都是L4发动机，即直列4缸。

另外，也有少数6缸发动机使用直列方式排列。

直列发动机的汽缸体成一字排开，缸体、缸盖与曲轴结构简单，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛，缺点则是功率较低。

通常1升下列的汽油机多使用直列3缸，1至2.5升的汽油机多使用直列4缸，有的四轮驱动汽车使用直列6缸，由于其宽度小，能够在旁边布置增压器等设施，比如北京吉普的JEEP4000就使用直列6缸发动机。

汽车发动机冷却系统的组成及其作用是什么呢汽车发动机冷却系统是一个重要的部件，它的作用是确保发动机在运行过程中保持在适当的温度范围内。

发动机工作时会产生巨大的热量，如果不及时有效地将这些热量排除，会导致发动机过热并可能引发严重的损坏。

下面将详细介绍汽车发动机冷却系统的组成及其作用。

1.发动机冷却液（冷却剂）：发动机冷却液是发动机冷却系统中的介质，通常为混合着水、防冻剂和缓蚀剂的液体。

冷却液在发动机内部循环往复，吸收热量并通过冷却系统散热。

2.水泵：水泵是发动机冷却系统的核心组件，它负责循环冷却液。

水泵通常由一个离心泵组成，它通过皮带驱动，将冷却液从冷却液箱中抽取并推送到发动机各个部位。

3.散热器：散热器是冷却系统中的主要散热装置，它一般位于发动机前部，在开车时通过进入散热器的冷却液接触到环境空气来散热。

散热器由许多细小的管道组成，其中热冷却液流过，而环境空气则从散热器前面的金属鳍片中穿过，带走热量。

4.电动风扇：大部分汽车冷却系统配备了电动风扇，主要用于在慢速行驶或停车的时候增加散热器的散热效果。

当发动机温度超过一定阈值时，电动风扇会自动启动进行散热。

有些汽车也会配备粘性风扇，通过粘度随温度变化以切换风扇的转速。

5.温度传感器：发动机冷却系统还包括温度传感器，它的作用是检测发动机的温度情况。

根据传感器的反馈，车辆的电脑控制系统可以决定何时启动风扇、调节水泵的转速以及根据需要增加或减少冷却液的流动。

6.气泵：一些汽车引入了气泵，用于在冷启动时通过引入冷空气来帮助快速降低发动机温度。

7.节温器：发动机冷却系统中的节温器位于进入发动机的冷却液路径上，它的作用是控制发动机工作温度。

节温器通常处于关闭状态，当发动机达到一定温度时，节温器打开，允许冷却液循环，以保持发动机在最佳工作温度范围内。

8.冷却液箱：是储存冷却液的容器，通常位于发动机舱内。

冷却液箱是一个封闭的系统，通过管路与发动机冷却系统连接，并提供必要的冷却液供给。

发动机冷却系统的作用及组成
发动机冷却系统的主要作用是确保发动机在运行时保持适当的工作
温度范围。

它通过提取和散发发动机产生的热量，防止发动机过热，并维持发动机各部件的正常运行。

以下是发动机冷却系统的主要组成部分：
1. 水箱（冷却液箱）：存储冷却液（通常是水和防冻液的混合物）。

2. 水泵：将冷却液从水箱抽取并推送到发动机内部，使其循环。

3. 散热器：通过通风机、气流或者外部水源实现降低冷却液温度的设备，用于散发发动机产生的热量。

4. 热交换器：有时用于增加散热面积，在冷却系统与其他系统（如空调系统）之间传递热量。

5. 冷却液管路：连接水泵、散热器和发动机各部件的管道系统。

6. 热传感器和控制器：用于监测发动机温度和控制冷却系统的运行，确保发动机在适当的温度范围内工作。

除了以上部分，一些现代发动机冷却系统还可能包括阀门、冷却液储罐、冷却液滤清器、传感器和仪表等其他附件和设备，以提供更精确的温度控制和系统监测。

总之，发动机冷却系统的主要作用是控制发动机的温度，防止发动机过热，提高发动机效率和寿命。

它是汽车、飞机和其他使用发动机的机械设备中的重要组成部分。

汽车发动机冷却系统作用组成及工作原理汽车发动机冷却系统是为了降低发动机温度，保证发动机在正常工作温度范围内运行，从而确保发动机的性能、可靠性和寿命。

冷却系统由多个组件组成，包括散热器、水泵、恒温器、风扇等。

其工作原理是通过循环冷却液来吸热、排热和冷却发动机。

冷却系统的主要作用是降低发动机温度，防止过热引起的发动机故障。

当发动机燃烧燃料时，会产生大量的热能，如果不对其进行冷却处理，发动机的温度会不断升高，导致润滑油失效，气缸壁和密封件变形，甚至发动机烧毁。

冷却系统的组成主要包括以下几个部分：1.水泵：将冷却液从散热器吸入，并通过循环来产生冷却效果。

水泵通常由传动带与曲轴相连接，通过转动带动叶轮产生强制循环。

2.散热器：散热器是冷却系统最重要的组件之一，它通过辐射和对流来散发热能。

冷却液经过散热器时，通过与外部空气接触，使冷却液的温度得以降低。

散热器通常由铝制的导热管和散热片组成。

3.恒温器（节温器）：恒温器是冷却系统的控制装置，它能根据发动机的温度变化来控制冷却液的流动。

当发动机温度低于设定值时，恒温器会阻止冷却液进入散热器，从而减少能量损失。

当发动机温度高于设定值时，恒温器会打开通路，允许冷却液流经散热器进行散热。

4.风扇：风扇通常与散热器相连，通过引入外部空气来加速散热。

风扇分为机械风扇和电动风扇两种类型。

机械风扇由发动机带动，通过旋转产生风力；电动风扇则通过电动机来驱动。

冷却系统的工作原理如下：1.冷却液从水箱中进入发动机，经过水泵的抽吸，进入发动机内部循环。

冷却液在发动机的水圈中吸热，使发动机温度降低。

2.冷却液从发动机中流出，经过恒温器控制流向散热器。

在散热器中，冷却液通过与外部空气接触，散发部分热能。

3.冷却液经过散热器冷却后，再返回发动机，循环往复。

这样，发动机的温度得以保持在正常工作范围内。

4.当发动机温度升高到一定程度时，恒温器会打开通路，允许冷却液流经散热器，并通过散热器的冷却作用将发动机温度降低。

简述发动机冷却系统的作用发动机冷却系统是汽车发动机中不可或缺的一部分，它的主要作用是保持发动机的工作温度在适当的范围内，防止发动机过热，保证发动机的正常运行。

发动机在工作过程中会产生大量的热量，如果没有冷却系统来散热，发动机的温度将会迅速升高，甚至可能达到灾难性的程度。

因此，发动机冷却系统的作用就是通过循环冷却剂来吸收和带走发动机产生的热量，使发动机保持在适宜的工作温度范围内。

发动机冷却系统一般包括水泵、散热器、风扇、恒温阀和冷却液等组成部分。

水泵是发动机冷却系统的核心部件，它通过驱动发动机运转来带动循环冷却剂流动。

冷却液（通常为水和防冻液的混合物）在发动机燃烧过程中吸收热量，然后通过水泵被循环送到散热器中。

散热器是发动机冷却系统中的重要组成部分，它起到换热器的作用。

冷却液在散热器中通过一系列细小的管道和薄片流动，同时空气通过散热器的薄片，使冷却液与空气进行热交换，将热量散发到空气中。

这样，通过冷却液与空气之间的热交换，发动机产生的热量得以散发出去，从而降低发动机的温度。

风扇是发动机冷却系统中的重要附件，它的作用是增加空气流动量，加速散热。

当车辆行驶速度较低或者发动机温度较高时，风扇会自动启动，通过吸入外部空气来增加散热器的换热效果。

当车辆行驶速度较高时，风扇则会自动停止工作，因为此时车辆行驶产生的风力已足够将热量带走。

恒温阀是发动机冷却系统中的一个重要调节装置，它能够根据发动机温度的变化，自动控制冷却液的流动量。

当发动机温度较低时，恒温阀会关闭，使冷却液绕过散热器直接流回发动机，以提高发动机的温度。

当发动机温度升高时，恒温阀会打开，使冷却液流经散热器进行散热。

通过恒温阀的控制，发动机冷却系统能够根据需要灵活调节冷却液的流动，保证发动机在不同工况下的温度稳定。

除了以上核心组成部分，发动机冷却系统还包括一些辅助装置，如水箱、冷却液管路、冷却液泵等。

水箱用于储存和供给冷却液，冷却液管路用于连接各个部件，冷却液泵用于提供冷却液的循环流动。