8汽车构造课程教案-第八章发动机冷却系统-电子教案
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汽车发动机常见的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却。大多数发动机采用水冷却。
水冷式以冷却液为介质，热量由机件传给冷却液，靠冷却液的流动把热量带走，再散发到大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置，散热后的冷却液再重新流回到受热机件处。适当的调解水路和冷却的强度，就能保证发动机的正常工作温度。目前汽车发动机上广泛采用。
（4）维护简便:风冷发动机省去了散热器和许多管道而减少了维护点，同时通用化、系列化程度高，主要零件均可互换，拆装容易，维修简便。
（二） 风冷系统分类
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。
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，一般装在气缸盖出水口处。
1） 百叶窗
2） 硅油风扇离合器
3） 电磁风扇离合器
三、风冷系统 （略讲）
（一） 风冷发动机的特点
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。为了有效地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精心布置了一定形状的散热片，确保发动机在最适当的温度范围内可靠地工作。
四、教学方法：
采用多媒体播放PPT、动画和视频教学
五、学时分配：
六、课堂（课后）作业：
课后习题
1.冷却系统的作用是什么?发动机的冷却强度为什么要调节？
2.节温器的作用是什么？
七、教学小结：
通过本章节的学习，要求学生了解冷却系统的组成和原理；其次掌握大小循环的原理和作用
教学内容（或实训项目）设计
第八章 发动机冷却系统
【内容设计】
一、概述
（一）功用
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度可高达2200～2800K。使发动机的零件温度升高，特别是高温气体接触的零件， 如不及时的冷却则难以保证发动机正常工作， 发动机过热或过冷都会给发动机带来危害。冷却系功用就是保证发动机在适宜的温度下工作。
汽车发动机是由热能转变为机械能的机器。然而，发动机却应用了热能的三分之一，其余热量的大部分为排气所带走，剩余的则被发动机零部件吸收。
3.风扇
风扇—般安装在散热器后面，并与水泵同轴。风扇的作用是提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力。
4.水泵
水泵的作用是强制冷却水在冷却系统中进行循环。汽车发动机广泛采用离心式水泵，水泵的动力是曲轴皮带轮经带V带传至风扇带轮，再通过凸缘带动水泵轴和水泵叶轮转动。
（三）水冷却强度的调节装置
2.散热器
散热器用导热性好的材料制成，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。管带式散热器，其中散热带与冷却管相间排列。
散热器芯一般多用导热性好的黄铜、铝或铝锰合金制造。为了节省铜，近来铝制散热器有很大发展。常见水冷系的散热器盖具有自动阀门，发动机热状态正常时，阀门关闭，将冷却系与大气隔开，防止水蒸气逸出，使冷却系内的压力稍高于大气压力，从而可增高冷却液的沸点，防止冷却系发生“开锅”现象。但如果冷却系中水蒸气过多，将使冷却系压力过大，可能导致散热器破裂。因此必须在加水口处设置排出水蒸水的通道。因而在冷却系内压力过高或过低时，自动阀门则开启以使冷却系与大气相通。
发动机的冷却必须适度。如果发动机冷却不足，由于气缸充气量减少和燃烧不正常，发动机功率下降，且发动机零件也会因润滑不良而加速磨损。但如果冷却过度，则一方面由于热量散失过多，使转变为有用功的热量减少，而另一方面由于混合气与冷气缸壁接触， 使其中原已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱，使磨损加剧。
（二）冷却系统的分类
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 : 风冷发动机特别适于沙漠或高原等缺水地区。另外，在酷热气候条件下工作不会过热，在严寒季节也不易过冷。因为散热片温度很高，散热片与环境空气间的温差远比水冷系统中冷却液与环境空气间的温差为大，所以气温的变化对散热片与环境空气间温差的影响相对较小，即风冷发动机对气温的变化不敏感。
二、水冷系统
（一）水冷系组成及工作原理
水冷却系统具有冷却可靠、布置紧凑、噪声小、使用方便等优点。在汽车发动机上应用较为广泛，水冷却系统主要由水箱、风扇、水泵、水管、水套、节温器和水温监测、控制装置等组成。
水冷系主要部件是由水套、水泵、风扇、散热器、导风圈、水管、水温表、感温管、节温器和百叶窗等组成。
（2）热负荷高:风冷发动机气缸盖、气缸体等受热零件的温度高。因为空气的传热系数只有水的1/20 ～1/30 ，空气的比热容只有水的1/4 。这表明风冷发动机要得到足够的冷却，不仅要合理的布置散热片，而且需要较大的空气流量。
（3）冷起动后暖机时间短:风冷发动机冷起动后气缸温度上升快，短时间内即可大负荷工作。
水冷式以冷却液为介质，热量由机件传给冷却液，靠冷却液的流动把热量带走，再散发到大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置，散热后的冷却液再重新流回到受热机件处。适当的调解水路和冷却的强度，就能保证发动机的正常工作温度。
（二）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。
课题（项目）授课教案
一、课题（项目）名称：
第8章发动机冷却系统
二、教学目标
1、知识目标：
1.了解冷却系统的组成和原理
2.掌握大小循环的原理和作用
2、技能目标：
会简单的故障排除
三、教学重点难点
1、重点
1.冷系统的作用
2.水冷系统的水路
3.大小循环的原理作用
4.冷却强度调节机构的原理
2、难点：
1.冷却强度调节机构的原理
为使汽车适应不同环境条件的变化（转速、负荷、环境、气候），要求能够调节冷却系的冷却强度，保证发动机经常在最佳的温度状况下工作。
在冷却系统中调节冷却强度采取的措施是：改变通过散热器的空气流量和冷却水的流量。
利用百叶窗和各种自动风扇离合器来实现改变通过散热器的空气流量。近年来在汽车发动机上采用各种自动式( 如硅油式、机械式和电磁式)风扇离合器，控制风扇的扇风量以改变冷却强度。风扇离合器是根据发动机的温度自动控制风扇的转速，以达到改变通过散热器的空气流量的目的。
风冷系统是利用高速流动的空气直接吹过气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ盖和气缸体表面，把热量散发到大气中去，保证发动机在最有利的范围内工作。
（三）冷却液
（1）冷却水的选择
发动机用的冷却用水，最好是软水( 含矿物质少的水)。
（2）冷却液
冬季使用冷却水，要防冻冰。为降低冷却水的冰点，适应冬季行车需要，可在冷却水中加入适量的乙二醇或丙二醇。
水冷式以冷却液为介质，热量由机件传给冷却液，靠冷却液的流动把热量带走，再散发到大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置，散热后的冷却液再重新流回到受热机件处。适当的调解水路和冷却的强度，就能保证发动机的正常工作温度。目前汽车发动机上广泛采用。
（4）维护简便:风冷发动机省去了散热器和许多管道而减少了维护点，同时通用化、系列化程度高，主要零件均可互换，拆装容易，维修简便。
（二） 风冷系统分类
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。
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，一般装在气缸盖出水口处。
1） 百叶窗
2） 硅油风扇离合器
3） 电磁风扇离合器
三、风冷系统 （略讲）
（一） 风冷发动机的特点
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。为了有效地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精心布置了一定形状的散热片，确保发动机在最适当的温度范围内可靠地工作。
四、教学方法：
采用多媒体播放PPT、动画和视频教学
五、学时分配：
六、课堂（课后）作业：
课后习题
1.冷却系统的作用是什么?发动机的冷却强度为什么要调节？
2.节温器的作用是什么？
七、教学小结：
通过本章节的学习，要求学生了解冷却系统的组成和原理；其次掌握大小循环的原理和作用
教学内容（或实训项目）设计
第八章 发动机冷却系统
【内容设计】
一、概述
（一）功用
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度可高达2200～2800K。使发动机的零件温度升高，特别是高温气体接触的零件， 如不及时的冷却则难以保证发动机正常工作， 发动机过热或过冷都会给发动机带来危害。冷却系功用就是保证发动机在适宜的温度下工作。
汽车发动机是由热能转变为机械能的机器。然而，发动机却应用了热能的三分之一，其余热量的大部分为排气所带走，剩余的则被发动机零部件吸收。
3.风扇
风扇—般安装在散热器后面，并与水泵同轴。风扇的作用是提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力。
4.水泵
水泵的作用是强制冷却水在冷却系统中进行循环。汽车发动机广泛采用离心式水泵，水泵的动力是曲轴皮带轮经带V带传至风扇带轮，再通过凸缘带动水泵轴和水泵叶轮转动。
（三）水冷却强度的调节装置
2.散热器
散热器用导热性好的材料制成，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。管带式散热器，其中散热带与冷却管相间排列。
散热器芯一般多用导热性好的黄铜、铝或铝锰合金制造。为了节省铜，近来铝制散热器有很大发展。常见水冷系的散热器盖具有自动阀门，发动机热状态正常时，阀门关闭，将冷却系与大气隔开，防止水蒸气逸出，使冷却系内的压力稍高于大气压力，从而可增高冷却液的沸点，防止冷却系发生“开锅”现象。但如果冷却系中水蒸气过多，将使冷却系压力过大，可能导致散热器破裂。因此必须在加水口处设置排出水蒸水的通道。因而在冷却系内压力过高或过低时，自动阀门则开启以使冷却系与大气相通。
发动机的冷却必须适度。如果发动机冷却不足，由于气缸充气量减少和燃烧不正常，发动机功率下降，且发动机零件也会因润滑不良而加速磨损。但如果冷却过度，则一方面由于热量散失过多，使转变为有用功的热量减少，而另一方面由于混合气与冷气缸壁接触， 使其中原已汽化的燃油又凝结并流到曲轴箱，使磨损加剧。
（二）冷却系统的分类
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 : 风冷发动机特别适于沙漠或高原等缺水地区。另外，在酷热气候条件下工作不会过热，在严寒季节也不易过冷。因为散热片温度很高，散热片与环境空气间的温差远比水冷系统中冷却液与环境空气间的温差为大，所以气温的变化对散热片与环境空气间温差的影响相对较小，即风冷发动机对气温的变化不敏感。
二、水冷系统
（一）水冷系组成及工作原理
水冷却系统具有冷却可靠、布置紧凑、噪声小、使用方便等优点。在汽车发动机上应用较为广泛，水冷却系统主要由水箱、风扇、水泵、水管、水套、节温器和水温监测、控制装置等组成。
水冷系主要部件是由水套、水泵、风扇、散热器、导风圈、水管、水温表、感温管、节温器和百叶窗等组成。
（2）热负荷高:风冷发动机气缸盖、气缸体等受热零件的温度高。因为空气的传热系数只有水的1/20 ～1/30 ，空气的比热容只有水的1/4 。这表明风冷发动机要得到足够的冷却，不仅要合理的布置散热片，而且需要较大的空气流量。
（3）冷起动后暖机时间短:风冷发动机冷起动后气缸温度上升快，短时间内即可大负荷工作。
水冷式以冷却液为介质，热量由机件传给冷却液，靠冷却液的流动把热量带走，再散发到大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置，散热后的冷却液再重新流回到受热机件处。适当的调解水路和冷却的强度，就能保证发动机的正常工作温度。
（二）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。
课题（项目）授课教案
一、课题（项目）名称：
第8章发动机冷却系统
二、教学目标
1、知识目标：
1.了解冷却系统的组成和原理
2.掌握大小循环的原理和作用
2、技能目标：
会简单的故障排除
三、教学重点难点
1、重点
1.冷系统的作用
2.水冷系统的水路
3.大小循环的原理作用
4.冷却强度调节机构的原理
2、难点：
1.冷却强度调节机构的原理
为使汽车适应不同环境条件的变化（转速、负荷、环境、气候），要求能够调节冷却系的冷却强度，保证发动机经常在最佳的温度状况下工作。
在冷却系统中调节冷却强度采取的措施是：改变通过散热器的空气流量和冷却水的流量。
利用百叶窗和各种自动风扇离合器来实现改变通过散热器的空气流量。近年来在汽车发动机上采用各种自动式( 如硅油式、机械式和电磁式)风扇离合器，控制风扇的扇风量以改变冷却强度。风扇离合器是根据发动机的温度自动控制风扇的转速，以达到改变通过散热器的空气流量的目的。
风冷系统是利用高速流动的空气直接吹过气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ盖和气缸体表面，把热量散发到大气中去，保证发动机在最有利的范围内工作。
（三）冷却液
（1）冷却水的选择
发动机用的冷却用水，最好是软水( 含矿物质少的水)。
（2）冷却液
冬季使用冷却水，要防冻冰。为降低冷却水的冰点，适应冬季行车需要，可在冷却水中加入适量的乙二醇或丙二醇。