发动机冷却系

第五章冷却系

一、功用与冷却方式

冷却系的功用是使运转中的发动机得到适度冷却。使其在最适宜的温度范围内工作。

发动机的冷却必须适度，若冷却不足，发动机功率下降，润滑油受热而失效，各机件也可能因高温致使机械强度下降；对于汽油机来说，还可能造成早燃、爆燃和表面点火等不正常燃烧。若冷却过度，热量散失过多，发动机动力性、燃油经济性下降，机油粘度增大，运动件间的摩擦阻力增大，磨损加剧。在发动机上设置冷却系，以保证发动机在各种工况下维持正常工作温度。

冷却系还为驾驶室或者车厢内暖风装置提供热源，在缸盖出水管上设有橡胶水管与暖风装置相通。为了提高燃油雾化程度，还可以利用冷却液的热量对进入进气歧管的混合气进行预热。在某些发动机上，冷却液可起到润滑系和自动变速器润滑油的散入效作用。

二、冷却系主要机件

（1）水泵

水泵的作用是对冷却液加压，加速冷却液的循环流动，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。

（2）风扇

风扇的功用是提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速冷却液的冷却。

风扇安装在散热器的后面，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液加速冷却。车用发动机的风扇有两种形式，即轴流式和离心式。轴流式风扇所产生风的流向与风扇轴平行，离心式风扇所产生的流向为径向。轴流式风扇效率高、风量大、结构简单、布置方便，因而在车用发动机上得到了广泛的应用。

自动风扇离合器有硅油式、机械式和电磁式。目前应用最多的是硅油式风扇离合器。硅油式风扇离合器是一种以硅油为转矩传递介质，利用散热器后面气流的温度控制液力传动离合器。气流温度较高时，风扇离合器结合，风扇转动；气流温度较低时，风扇离合器分离，风扇停转。它结构简单，工作效果好，并具有明显节省燃油的优点。

电动风扇在轿车中在轿车中应用越来越广，水箱冷却风扇的控制一

般由水温系统和空调系统共同控制。轿车的冷却风扇，有的采用主扇与副扇结构，主扇通过皮带带动副扇旋转；有的采用两个风扇。风扇工作分高速低速两档，风扇是否工作，以及是高速档还是低速档工作，取决于水温高低和空调系统的工作状态。

冷却风扇的工作过程如下：

（1）当发动机的冷却水温度达到95摄氏度时，温控开关的95摄氏度触点闭合，此时冷却风扇低速运转。

当发动机的冷却水温度达到105度时，温控开关的105度触点闭合，此时冷却风扇高速运转。

（2）当按下空调开关，空调系统工作时，空调继电器的触点闭合，此时冷却风扇低速运转。

当空调系统内制冷剂的压力高于1.5MPa时，空调高压开关触点闭合，使空调减荷继电器的电磁线圈有电流通过，空调减荷继电器触点闭合，此时冷却风扇高速运转。

三、散热器

1、散热器的构造

散热器主要由上储水室、下储水室和连接上下水室及对冷却液起散热作用的散热器芯组成。上储水室通过散热器进水管与缸盖上的出水管相通，下储水室通过散热器出水管与水泵进水管相通。上储水室上端设有加水口，并用散热器盖密封。下储水室设有放水开关，必要时可将散热器内的冷却液放掉。对于配置了ATF（自动变速箱油）的汽车而言，AFT的散热器设置在下储水室内部，在下储水室外部多配置了两个AFT 输入输出管。

散热器芯的结构形式有多种，常见的有管片式散热器和管带式散热器。

四、节温器

1、节温器的作用

它是控制冷却液流动路径的阀门，能根据发动机冷却液的温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道，使冷却液在散热器和水套之间进行大循环或小循环，调节冷却强度，保证发动机在最适宜的温度下进行。

2、节温器的结构

目前，汽车发动机装用的节温器基本是蜡式节温器，主要由主阀门、副阀门、推杆、节温器壳体和石蜡等组成。推杆的一端固定在支架上，另一端插入胶管的中心孔内。石蜡装在胶管与节温器壳体之间的腔体内。

3、节温器的工作原理

当节温器较低时，石蜡呈现固态，主阀门被弹簧推向上方与阀座压紧，处于关闭状态。此时，副阀门开启，冷却液进行小循环，来自发动机水套直接进入水泵，被泵回到发动机水套内。

当温度升高时，石蜡逐渐融化变液态，体积膨胀，迫使胶管收缩对推杆端部产生向上的推力，由于推杆固定在支架上，推杆对胶管、节温器壳体产生向下的反推力。当冷却液温度升高到一定值时，反推力克服弹簧的弹力使胶管、节温器壳体向下运动，主阀门开始开启，同时副阀门开始关闭。当冷却液温度进一步升高到一定值时，主阀门完全开启，而副阀门也正好关闭小循环水路，此时来自发动机水套的冷却液全部经过散热器进行大循环。冷却液温度在主阀门开始开启温度与完全开启温度之间时，主阀门和副阀门均部分开启，在整个冷却系内，部分冷却液进行大循环，部分进行小循环。