第七章 发动机冷却系统

7.2
水冷系统的主要部件
2、冷却风扇
●功用：当风扇 旋转时吸进空气，驱 动空气，使空气通过 散热器，以加快冷却 液的冷却速度，提高 散热器的散热能力。 ●导风罩使风扇3 吸进的空气全部通过 散热器。
第七章
发动机冷却系统
7.2
水冷系统的主要部件
2、冷却风扇 （1）风扇
●风量与直径、转速、叶片结构形式（形状、叶片数、 叶片安装角度）以及导风罩位置等因素有关。
第七章
发动机冷却系统
7.1
冷却系统的功用与组成
1、冷却系统的功用与组成 ●水冷系统的组成 一般包括水泵、 散热器、冷却 风扇、节温器、 冷却水套、补 偿水桶和附加 装置。
第七章
发动机冷却系统
7.1
冷却系统的功用与组成 水泵
增压
1、冷却系统的功用与组成 ●水冷系统中冷却液的循环路径
分水管
机体水套 气缸盖水套 节温器
散热 降温
散热器进水软管
散热器
散热器出水软管
水泵
第七章
发动机冷却系统
7.1
冷却系统的功用与组成
1、冷却系统的功用与组成 ●冷却液的流动 ●分水管 机体水套中装有分水管，或铸造出分水道，其作用是使 各气缸的冷却强度均匀。分水管或分水道在每一气缸的水套 位置开设出水孔，离水泵越远，出水孔越大。 ●逆流水冷系统 在这种冷却系统中，冷却液先进入气缸盖水套，然后再 进入机体水套，方向与前面相反。这样就改善了燃烧室的冷 却条件，对汽油机而言，可以适当提高压缩比，对提高发动 机的热效率和燃油经济性有利。
●叶片形状 有两种，圆弧形 叶片和翼形叶片。 ●叶片与旋 转平面有一定角 度，成30~45°。 ●叶片数量 为4-7片。 ●叶片的间 隔角度不相等有 利于减小振动与 噪声。
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发动机冷却系统
7.2
水冷系统的主要部件
2、冷却风扇 （2）硅油风扇离合器
●由于运行工况和环境条件变化，需 要随时调节冷却强度。 ●功用：根据发动机的热状态，自动 调节风扇的转速。 ●结构：主动轴11固定在风扇带轮上由 曲轴驱动。主动板7紧固在主动轴的左端随 主动轴一起转动。从动板8、前盖2以及壳 体9用螺钉连成一体。风扇15固定在壳体上， 壳体则通过滚珠轴承10支撑在主动轴上。 前盖与从动板之间的空腔为储油腔，存 有高粘度硅油；壳体与从动板之间的空腔 为工作腔；从动板上有进油孔A，回油孔B， 泄油孔C.
统中循环流动。
（1）水泵工作原理 ●离心式水泵。叶轮旋转， 带动冷却液，在离心力作用下， 冷却液流向叶轮边缘，叶轮的动 能被转化冷却液的压力能，然后 从出水口流出。 （2）结构 ●叶轮材料：铸铁、工程塑 料和铸铝。 ●水泵壳：可单独制造，也 可和发动机机体合铸。单独制造 时，材料一般为铸铁或铸铝。
第七章
思考题
1.什么是闭式水冷系统？有开式水冷系统吗？ 2.补偿水桶、散热器盖和节温器的作用各是什么？ 3.节温器可以安装在那里？各有什么优缺点？ 4.节温器失效不能打开会产生什么结果？ 5.硅油离合器的作用是什么？ 6.为什么要调节冷却强度？水冷却系统有那些调节冷却 强度的措施？各有何优缺点？ 7.风冷系统有何特点？
第七章 发动机冷却系统 3、节温器 （2）结构
7.2
水冷系统的主要部件
推杆11的一端紧固在带状上支架12上，另一端插入感温体4内的胶管 中。感温体支撑在带状下支架13及节温器阀5之间。
石蜡
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发动机冷却系统
7.2
水冷系统的主要部件
3、节温器 （3）原理
当冷却液温度低于规定值时，节温器感温体内的石蜡呈固态，节温器 阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器的通道，冷却液经水泵返回发动 机，进行小循环； 当冷却液温度达到规定值时，石蜡开始融化变液体，体积随之增大并 压迫橡胶管使其收缩。橡胶管收缩的同时对推杆一个向上的推力，推杆 对胶管和感温体产生向下的推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和 节温器阀门，再经水泵流回发动机。
发动机冷却系统
7.2
水冷系统的主要部件
1、散热器
（1）散热器本体 A、结构 按冷却液流动方向分 ——横流式。左右水室 和横管散热器芯。特点 是总体高度低。 ——纵流式。上下水室 和纵管散热器芯。特点 是冷却效果好。
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7.2
水冷系统的主要部件
1、散热器
（1）散热器本体 B、散热器芯 ●有多种结构 ——管片式 ——管带式 ——板式 ●双列管结构应用 较广泛
7.2
水冷系统的主要部件
3、节温器 （1）功用
●节温器是控制冷却液流动路径的自动阀门。 ●冷却液温度低，节温器关闭，冷却液进行小循环；冷 却液温度高，节温器打开，冷却液进行大循环。
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7.2
水冷系统的主要部件
3、节温器 （1）功用
●节温器通 过控制冷却液流 动路径，实现对 冷却液温度的控 制。
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7.2
水冷系统的主要部件
2、冷却风扇 （2）硅油风扇离合器
●工作原理 ——结合状态：当气温超过65℃， 双金属片变形，带动阀片转动，进油 孔打开，硅油进入工作腔，主动板的 运动可以传给从动板。 ——分离状态：流过散热器的气 温低，感温器操纵阀片将进油孔关闭， 贮油腔的硅油不能进入工作腔，硅油 不再流入工作腔，先前流入工作腔的 硅油在离心力作用下返回储油腔，直 到甩空为止。
第七章
发动机冷却系统
7.3
风冷系统
3、冷却风扇
●有径流式和轴流 式。 ●轴流式冷却风扇 有动、静两组叶片。 ●静叶轮内装液力 耦合器。 ●静叶轮为铝合金 精密压铸件。 ●静、动叶片都是 翼形断面叶片。
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7.3
风冷系统
4、冷却强度的调节 ●为保持发动机在各种工况都能在合适的温度范围工作， 必须调节冷却强度。 温控阀直接装在排气管上，直接 感知排气温度的变化。
再见
第七章
发动机冷却系统
7.1
冷却系统的功用与组成
1、冷却系统的功用与组成
●暖风系统 有暖风系统的发动机，冷却液流出发动机后，一部分进入暖风机(第二 散热器)，然后流入水泵。暖风机也是一个热交换器。
1- 散热器 2- 散热器盖 3- 补偿水桶 4- 散热器出水软管 5- 风扇传送带 6- 暖风机出水软管 7- 暖风机芯 8- 暖风机进水软管 9- 节温器 10- 水泵 11- 冷却风扇 12- 散热器进水软管 13- 冷却水套
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7.2
水冷系统的主要部件
1、散热器 （2）散热器盖
●有多种结构形式 （3）补偿水桶 ●功用：①储存冷 却系统因热膨胀多出的 冷却液，并及时向冷却 系统补充冷却液；②消 除冷却系统中的气泡。 ●使用时，保持冷 却液的液面高度在适当 位置。
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水冷系统的主要部件
发动机冷却系统
7.2
水冷系统的主要部件
4、水泵
（2）结构 ●叶轮形式：圆盘上直接铸 出径向直叶片或后弯叶片。 ●水泵实例
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7.2
水冷系统的主要部件
4、水泵
（3）水泵驱动 ●曲轴通过V形带驱动，在配气正时机构前端布置水泵 皮带轮； ●曲轴通过凸轮轴驱动； ●曲轴通过水泵 齿轮驱动； ●曲轴通过正时 齿形带驱动。 5、变速器机油 冷却器 ●放置于散热器 出水室中的一根冷却 管。
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7.2
水冷系统的主要部件
6、软管
●为方便安装，使连接冷却系统各个部件容易。 ●管端依靠卡箍保证密封。卡箍有多种形式。
第七章 发动机冷却系统
—— 风冷系统 7.3 风冷系统
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 和汽缸体的外表面。 1、风冷发动机的特点 （1）环境适应能力强； （2）热负荷高； （3）暖机时间短； （4）维修简便 。 2、风冷系统的布置
（4）节温器布置
●气缸盖出水口布置。结构简单，可排除冷却液中气泡。但 容易出现节温器振荡。大多采用这种布置形式。 ●散热器出水口布置。减轻甚至消除节温器振荡，冷却液温 度控制精确。但结构复杂，成本高。
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7.2
水冷系统的主要部件
4、水泵 ●功用：对冷却液加压，使其具有流动的能量，保证其在冷却系
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7.2
水冷系统的主要部件
2、冷却风扇 （3）电动风扇 ●为方便布置，容易控制，采取用电动风扇结构。
●风扇转速由热 敏电阻开关控制。
●其它优点：① 零件少；②节能；③ 故障少，维修量减少。 ●电机直接驱动 风扇。 ●有电子控制方 式、电气控制方式和 计算机控制方式等。
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发动机冷却系统
1、散热器 （4）散热器百叶窗
●有的汽车在散热器 前装百叶窗。 ●百叶窗作用： 改变通过散热器的空 气流量，调节发动机的冷 却强度，以使发动机在合 适的温度工作。 ●在发动机冷启动和 暖车期间，冷却液温度较 低，将百叶窗部分或完全 关闭。 ●有人工控制方式类 型，也有自动控制类型。
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发动机冷却系统
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7.2
水冷系统的主要部件
1、散热器 （2）散热器盖
●功用：封闭冷却系统并调节系统压力。 ●优点：①提高冷却液沸点，散热器换热效率高，尺寸小；② 减少冷却液外溢及蒸发。
●工作原理 发动机工作时，冷却液温度 升高，容积增大，压力升高，顶 开压力阀，冷却液膨胀进入补偿 水桶；发动机停机后，冷却液收 缩使压力下降，当压力下降到大 气压以下时，真空阀开启，补偿 水桶冷却液进入散热器。
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7.1
冷却系统的功用与组成
2、冷却液
●冷却液是水与防冻剂的混合物。常用防冻剂是醇类，一般为 乙二醇和丙三醇。 ●使用冷却液的原因在于降低冰点，提高沸点。 ●国家标准规定，冷却液按冰点分级，确定牌号。 ●冷却液中还有其它添加剂，如防锈剂和抗泡沫剂。 ●冷却液的冰点与防冻剂含量有关。
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发动机冷却系统
第七章 发动机冷却系统
—— 冷却系统的功用与组成 7.1 冷却系统的功用与组成
1、冷却系统的功用与组成 ●功用：使发动机在各种工况下都保持在合适的温度范 围内。 ●类型：风冷与水冷。 ●水冷系统的组成 ——为强制循环水冷系统，利用水泵提高冷却液的压力， 强制冷却液在发动机中循环流动。
当负荷增加时，排气温度升高， 温控阀开度增大，进入液力耦合 器的油量增多，风扇转速增高， 风量增强，冷却强度增强； 反之，当负荷减小时，冷却强度 减弱。
第七章 发动机冷却系统
—— 实例(VOLVO TD520柴油机)
Thermostat housing
Coolant from radiator Coolant to radiator Cooling cylinderhead
第七章 发动机冷却系统
—— 水冷系统的主要部件 7.2 水冷系统的主要部件
1、散热器 ●功用：将冷却液携带的热量传递到大气环境。 ●组成：进水室、出水室和散热器芯。 ●冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。 ●热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸 收冷却液散出的热量而升温。
第七章
Cooling liners
Coolant circulation pump
Oil cooler
第七章
发动机冷却系统
实例
第七章
发动机冷却系统
Expansion tank
实例
To Radiator
Air bleed Thermostat housing
From Radiator
本章小结
1、本章介绍发动机冷却系统的组成和主要部件的 结构与功用，包括：散热器、水泵、冷却风扇和电动风 扇。 2、本章还介绍了风冷系统的实例。 3、本章重点是：发动机冷却系统的组成；冷却系 统主要部件的结构、功用与特点。