第六章 发动机冷却系统(正)

优点：结构简单，布置
方便，不消耗发动机功
率使燃油经济性得到改
善。此外，采用电动风
扇不需要检查、调整或
更换风扇传动带，因而
减少了维修的工作量。
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三、 节温器
功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动 路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。
蜡式节温器：由上支架、下支架、主阀门、旁通阀、感应体、中 心杆、橡胶管和弹簧等组成。
③燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消
耗率↑，功率↓；
④燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲
轴箱，不仅燃油消耗率↑，功率↓，而且 机油粘度↓，润滑效果变差，机件磨损加
剧。
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{ 三、冷却系统的分类
水冷 风冷
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水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系统
优点
缺点
水冷系
冷却均匀，冷却效 果好，易控制
风冷系
结构简单，成本低， 不存在“冻水箱”，
旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一
部分水进行小循环。
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五、冷却液
汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的 软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等 硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢， 不应作为发动机冷却水。
为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而 发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的 现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达 到降低冰点、提高沸点的目的。
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桑塔纳发动机冷却系示意图
A 制作：霍志毅
10 Email：huozhiyi@sohu.com
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。
大循环
节温器
特点：车用发动机的风扇
有轴流式和离心式。轴流式
风扇所产生的风，其流向与
风扇轴平行；离心式风扇所
产生的风，其流向为径向。
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。
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车用发动机采用轴流式风扇的三种型式
结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶
片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45 °的 安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近 年来轿车上还采用了电动风扇。
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小循环
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冷却系统的大、小循环实质
通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装 在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发 动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达 到调节冷却系的冷却强度。
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于90℃，节温器
阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，
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硅油风扇离合器
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电动风扇
很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇，尤其横置发 动机前轮驱动的汽车更是如此。电动风扇由风扇电动机驱 动并由蓄电池供电，所以风扇转速与发动机转速无关。在 有些电控系统中，电动风扇由电脑控制。冷却液温度传感 器向电脑传输与冷却液温度相关的信号。当冷却液温度达 到规定值时，电脑使风扇继电器搭铁，继电器触点闭合并 向风扇电动机供电，风扇进入工作。
冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于80℃时，
节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的
旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又
被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水
套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的
冷却水温在80～90℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的
第六章 发动机冷却系统
第一节 概述 第二节 水冷系统的主要零部件
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第一节 概 述
一、冷却系统的功用 使工作中的发动 机得到适度的冷却，并保持在最适宜的 温度状态下工作。 （80~90度）
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二、不正常冷却对发动机工作的影响
1、过热
燃气在燃烧过程中，气缸内气体 温度高2000°，发动机零部件与 高温气体接触，将会造成气缸和 进气管温度过高，使进入气缸的 可燃混合气因受热而膨胀，充气 量↓，使得：
冷却液：水+防冻剂（乙二醇）
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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。
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散热器又称为水箱， 由上水室、散热器 上水室 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 下水室 散发至外界大气， 使水温下降。
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散热器盖 进水管 安装处
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节温器实物图
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节温器工作演示
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出水管口 散热器芯
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1、散热器芯
（1）管片式 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管 内流动的水得到冷却。管片式散热器因结构刚度较 好广为汽车发动机所使用。
（2）管带式 冷水管与散热带相间排列，在散热带 上常开有小孔，以破坏气流在散热带表面上的边界层， 提高散热能力。
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2、散热器的布置
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3、散热器盖
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4、补偿水桶
加注防冻液的汽车发动机，为了减少冷却液的损
失，保证冷却系统的正常工作，采用散热器＋补
偿水桶(贮水箱)结构。补偿水桶内部印有两条液面
高度标记线，补偿水桶内的液面高度应位于这两
种刻Baidu Nhomakorabea之间。
补偿水桶
散热器
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二、冷却风扇
1 、 功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵
同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增 强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有 一定的冷却作用。
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①充气系数↓，发动机功率↓； ②机油因温度过高，粘度↓，严 重时，机油变质，影响润滑效果， 机件磨损加剧；
③各机件因高温而膨胀，破坏了 正常的啮合间隙，产生卡死现象。 因此发动机应及时冷却。
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2、过冷
①热量散失过多，转变为有用功的热量↓，
功率↓； ②温度低，机油粘度大，摩擦阻力↑，消
耗功率大，起动困难；
“开锅”问题
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四、水冷系统的组成
水冷却系统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 。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是 强制循环式水冷系统，即利用水泵提高冷 却液的压力，强制水在冷却系中进行循环 流动。
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水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却 水套、节温器和补偿水桶等组成。
汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的 散热气盖具有空气——蒸汽阀门，可自动调 节冷却系内部压力，提高冷却效果。
盖
真空阀弹簧 真空阀
压力阀弹簧 压力阀
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发动机热态正常时，
两阀门关闭，将冷却系与 大气隔开。因水蒸气的产 生使冷却系内的压力稍高 于大气压力，提高了冷却 水的沸点，改善了冷却效 能。当散热器内部压力达 到 126 ～ 137Kpa 时 ， 压 力阀开启而使水蒸汽从通 气孔排出；当水温下降， 冷却系内部的真空度低于 10 ～ 20Kpa 时 ， 真 空 阀 打开，空气从通气孔进入 冷却系，以防散热器及芯 管被大气压瘪。
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2、风扇离合器
功用：减小风扇噪声，改善低温起动性能，节约燃料和降
低排放，自动调节发动机的冷却强度。
主要有硅油式和电磁式等。 冷却水温度不高时，风扇随 离合器壳体一起空转打滑； 当发动机气流温度超过338K 时，离合器处于接合状态， 风扇转速提高。当发动机气 流温度低于308K时，风扇离 合器又回到分离状态。