汽车冷却系统

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冷却系统的组成
冷却系统有水冷与风冷之分 水冷系统：以冷却液为冷却介质（采用较多） 包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动 机机体和气缸盖中的水套以及其他附加装置等
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冷却系统的组成
风冷系统：以空气为冷却介质（采用较少）
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1
影响发动机冷却系 统的因素以及目前 存在的问题
2
汽车发动机冷却系 统存在的不足
3
现代发动机冷却系 统研究现状及发展 方向
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水冷式发动机通常采用闭式强制循环冷却系统,主 水冷式发动机通常采用闭式强制循环冷却系统 主 要由冷却水套、水泵、 散热器、 节温器、 要由冷却水套、水泵、风 扇、 散热器、 节温器、 循环管路等组成。 循环管路等组成。
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水泵的典型构造
离心式水泵的特点： 尺寸小，排量大， 离心式水泵的特点：结构简单 ，尺寸小，排量大， 当水泵停止工作时， 当水泵停止工作时，并不妨碍水在冷却液中的自 然循环
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水泵的驱动 水泵一般由曲轴通过V带驱动 带驱动。 水泵一般由曲轴通过 带驱动。传动带环绕在曲 轴带轮和水泵带轮之间， 轴带轮和水泵带轮之间，因此水泵转速与发动机 转速成比例。奥迪100型轿车发动机的水泵即由 转速成比例。奥迪 型轿车发动机的水泵即由 曲轴通过V带驱动 水泵转速为曲轴转速的1.6倍。 带驱动， 曲轴通过 带驱动，水泵转速为曲轴转速的 倍 有些发动机的水泵由凸轮轴直接驱动。 有些发动机的水泵由凸轮轴直接驱动。
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一
二
三
冷却液循 环回路
逆流式水 冷系统
冷却系统 的其他回 路.
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逆流式水冷系统
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一
二
三
冷却液循 环回路
逆流式水 冷系统
冷却系统 的其他回 路.
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逆流式水冷系统
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冷却液和水泵
冷却系统的 组成和功用
冷却系统的 主要部件
冷却系统
风冷系统
冷却系统的 循环路线
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散热器
冷却风扇
主要部件
节温器
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大小循环：节温器可以使冷却水有小循环、 大小循环：节温器可以使冷却水有小循环、大循环和混合 循环等三种循环路线。 循环等三种循环路线。
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2、节温器的结构及工作原理 、
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一
二
三
冷却液循 环回路
逆流式水 冷系统
冷却系统 的其他回 路.
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一 冷却液循环回路
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汽车
汽车 冷却系统
冷却系统
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Contents
冷却系统的功用和组成 冷却液与水泵
冷却系统的主要部件
冷却系统的循环回路
风冷系统
现代冷却系统的不足及研究方向 课堂总结
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冷却系统的功用
冷却系统的重要性根据调查统计，车辆抛锚的70%皆为发 动机、水箱及水管漏水造成发动机温度过高 汽车发动机是将热能转变为机械能的机器 各机件也可能因高温（最高温度达2500°C、平均温度 1000°C）而导致其机械强度降低甚至损坏 冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的 温度范围内
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冷却系统的布置及冷却风扇 BF8L413F风冷柴油机冷却系统。在气缸盖和气 风冷柴油机冷却系统。 风冷柴油机冷却系统 缸体的背风面设有挡风板，用来调节风量的分配。 缸体的背风面设有挡风板，用来调节风量的分配。 冷空气经冷却风扇增压后 进入风压室， 进入风压室，再由风压室 流过各个需要冷却的零部 件表面。 件表面。
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冷却液的组成：水和防冻剂的混合物（软水） 冷却液的组成：水和防冻剂的混合物（软水） 在水中加入其它物质，如乙二醇，防锈剂， 在水中加入其它物质，如乙二醇，防锈剂，泡沫 抑制剂
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防冻剂的功用： 防冻剂的功用： 体积膨胀， （1）防止结冰：&.体积膨胀，机体胀裂 ）防止结冰： 体积膨胀 &.循环终止，机体过热 循环终止， 循环终止 （2）提高沸点 ）
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由于冷却系统对发动机性能的影响日益显著,通过 由于冷却系统对发动机性能的影响日益显著 通过 对冷却系统的不断改进来 提高发动机性能已成为 一种有效的手段。 一种有效的手段。 对冷却系统的研究有两个方面: 对冷却系统的研究有两个方面 一方面是以提高 冷却效率为目的的系统本身的研究,包括系统各缸 冷却效率为目的的系统本身的研究 包括系统各缸 水流分布、各部件结构设计、 水流分布、各部件结构设计、冷却散热系统合理 匹配、系统控制等,称为外冷却研究 称为外冷却研究;另一方面是 匹配、系统控制等 称为外冷却研究 另一方面是 研究冷却系统关键零部件的热负荷及其可靠性,它 研究冷却系统关键零部件的热负荷及其可靠性 它 更注重研究固—液耦合问题 称为内冷却研究。 液耦合问题, 更注重研究固 液耦合问题 称为内冷却研究。 BACK
冷却液工作过程中需要水泵对其加压， 冷却液工作过程中需要水泵对其加压，保证其在 冷却系统中循环流动。 冷却系统中循环流动。
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水泵的功用 ： 水泵的功用是对冷却液加压， 水泵的功用是对冷却液加压，保证其在冷却系统 中循环流动。 中循环流动。
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三、节温器
1.节温器的功用 节温器的功用 节温器是控制冷却液流动路径的阀门。 节温器是控制冷却液流动路径的阀门。当发动机 冷起动时，冷却液的温度较低， 冷起动时，冷却液的温度较低，这时节温器将冷 却液流向散热器的通道关闭， 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 口直接流入机体或气缸盖水套， 够迅速升温。 够迅速升温。
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1．小循环：当发动机水温低于76℃时，节温器主阀门 ．小循环：当发动机水温低于 ℃ 关闭，旁通阀打开，气缸盖至散热器的冷却水通道被切断。 关闭，旁通阀打开，气缸盖至散热器的冷却水通道被切断。 冷却水由气缸盖水套流出，经过节温器旁通阀、 冷却水由气缸盖水套流出，经过节温器旁通阀、旁通管进 入水泵，并经水泵送入气缸体水套。由于冷却水不经散热 入水泵，并经水泵送入气缸体水套。 器散热，可使发动机温度迅速提高。 器散热，可使发动机温度迅速提高。这种循环方式称为小 循环。 循环。 2．大循环：当发动机水温高于 ℃时，节温器主阀门打 ．大循环：当发动机水温高于86℃ 旁通阀关闭。冷却水全部由主阀门进入散热器散热， 开，旁通阀关闭。冷却水全部由主阀门进入散热器散热， 水温迅速降低，然后再由水泵送入气缸体水套。 水温迅速降低，然后再由水泵送入气缸体水套。这种循环 方式称为大循环。 方式称为大循环。 3．混合循环：当水温在 ～86℃之间时，节温器主阀 ．混合循环：当水温在76～ ℃之间时， 门和旁通阀都处于部分开启状态，此时大、小循环都存在， 门和旁通阀都处于部分开启状态，此时大、小循环都存在， 只有部分冷却水经散热器进行散热。 只有部分冷却水经散热器进行散热。
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2、散热器盖 、
现代的汽车发动机强制循环水冷系都用散热器盖 严密地盖在散热器加冷却液口上， 严密地盖在散热器加冷却液口上，使水冷系成为 封闭系统， 封闭系统，通常称这种水冷系为闭式水冷系
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二、冷却风扇
冷却风扇置于散热器后面。 冷却风扇置于散热器后面。
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主要部件
散热器 冷却风扇 节温器
主要部件
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1、散热器及散热器芯的结构形式 、
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散热器芯的结构形式
管片式散热器芯由散热管和散热片组成。 管片式散热器芯由散热管和散热片组成。管片式 散热器的优点是散热面积大、气流阻力小、 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。 刚度好及承压能力强等。
总体来说, 总体来说 影响冷却系统的主要因素主要有 1、循环冷却水量 、 2、冷却空气流量 、 3、冷却水道结构 、 4、 散热效率。 、 散热效率。 BACK
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采用传统机械设备和控制方法， 采用传统机械设备和控制方法，造成发动机冷起 动困难，暖机时间长， 动困难，暖机时间长，冷启动和暖季的过程中排 放出大量的有害气体， 动力性、 放出大量的有害气体，发动机的 动力性、经济性 欠佳。且发动机负荷和外界因素的影响， 欠佳。且发动机负荷和外界因素的影响，应其法 控制装置执行动作较慢， 定冷却温度变化 时，控制装置执行动作较慢，舒 适性差，未能使发动机在最适宜温度下工作。 适性差，未能使发动机在最适宜温度下工作。
发动机机油冷却
变速器油 冷却
转向机油 冷却
增压空气冷却
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风冷系统
风冷发 动机的 特点
冷却系统 的布置及 冷却风扇
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风冷发动机利用大流量风扇使高速空气流直接吹 过气缸盖和气缸体的外表面。 过气缸盖和气缸体的外表面。 为了降低受热零件的温度和改善其温度的分布， 为了降低受热零件的温度和改善其温度的分布， 在气缸 盖和气缸体的 外表面 布置了散热片,确保发 布置了散热片 确保发 动机在最适当的温度 可靠地工作。 范围内 可靠地工作。
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风冷发动机的主要特点是： 风冷发动机的主要特点是： 1)对地理环境和气候环境的适应性强 对地理环境和气候环境的适应性强 2)热负荷高 风冷发动机的气缸盖、气缸体等受 热负荷高 风冷发动机的气缸盖、 件的温度高。 热零 件的温度高。 3)冷起动后暖机时间短 3)冷起动后暖机时间短 由于风冷发动机在冷起 动后气缸温度上升快， 动后气缸温度上升快，在短时间内即可进入大负 荷工作状态。 荷工作状态。 4)维护简便 维护简便
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水泵的基本结构及工作原理
汽车发动机广泛采用离心式水泵。 汽车发动机广泛采用离心式水泵。 当水泵叶轮旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转， 当水泵叶轮旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在离心 力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力， 力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出 水管流出。 水管流出。 在叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力下降， 在叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力下降，散热器中的冷却液在 水泵进口与叶轮中心的压差作用下经进水管流入叶轮中心。 水泵进口与叶轮中心的压差作用下经进水管流入叶轮中心。
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管带式散热器芯由散热管及波形散热带组 与管片式散热器芯相比， 成。与管片式散热器芯相比，管带式的散 热能力强，制造简单，质量轻，成本低， 热能力强，制造简单，质量轻，成本低， 但结构刚度差。 但结构刚度差。
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板式散热器芯的冷却液通道由成对的金属 薄板焊合而成。这种散热器芯散热效果好， 薄板焊合而成。这种散热器芯散热效果好， 制造简单，但焊缝多不坚固， 制造简单，但焊缝多不坚固，容易沉积水 垢且不易维修。 垢且不易维修。