第9章冷却系统案例

第十章
发动机润滑系
润滑系的功用、组成和润滑方式 典型润滑油路的构造 润滑系主要部件 曲轴箱通风
润滑系的功用
润滑 清洁 冷却 防锈 密封（针对气缸） 缓冲降噪
润滑的作用机理
润滑油 轴承 轴
润滑方式
压力润滑 飞溅润滑 润滑脂润滑
压力润滑
一定压力的机油形成油膜来润滑的方式。 适用部位：负荷较大、相对运动速度较高的摩擦面。 如曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等（均为滑动 轴承）
第 9章
冷却系统
主讲教师：张 黎 骅
第九章 冷却系
冷却系功用、类型及工作过程
冷却系的构造
9.1
冷却系的功用和分类
功用： 把受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
冷却过度：
发动机过冷，进入气缸的混合气或空气温度低而点燃 困难，造成发动机功率下降、油耗上升；润滑油粘度 增大，零件磨损加剧。
折叠式节温器
膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用 黄铜制成），内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随 膨胀筒上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着 周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度而变化。 水温高于80°时，主阀门完全开启，侧阀门关闭，大循环。 水温低于70°时，侧阀门完全开启，主阀门关闭，小循环。 水温70～80°时，两阀门均部分开启。
风扇离合器的类型
硅油风扇离合器：利用一定温度时，硅油体积变化带动 离合器结合。 机械式风扇离合器：利用记忆弹簧的形状记忆效应及其 一定温度时形状变化。 电磁风扇离合器：达到一定温度时，水温感应开关的电 路接通，离合器结合。
节温器
改变通过散热器的冷却水流量。 蜡式节温器 乙醚折叠式节温器
蜡式节温器
润滑系的组成
机油供给装置：机油泵、油底壳、限压阀、油道、油管 滤清装置：三级滤清、旁通阀 散热装置：机油散热器 压力指示及报警装置：机油压力表、报警灯
发动机润滑系的组成
集滤器、 机油泵、油底 壳、机油滤清 器、机油散热 器、机油压力 表、
油路
油底壳
集滤器 放油螺栓
9.2
强制循环水 冷系
水冷系的优点：冷却效果好，布置紧凑，使用方 便，噪声小。 强制循环水冷系：目前的水冷系一般由水泵强制 给水（或冷却液）在冷却系中进行循环流动，故 称……
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水冷系的组成
水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套 和温度调节装置等组成。（如下图所示）
水冷系的工作过程
水泵强制冷却水循环，冷却水在水套内吸收热 量后，流经散热器，将热量散发到空气中，然 后再流入水套。如此循环，以保证发动机在最 佳温度下工作。根据发动机温度高低，水冷系 有两种冷却循环路线，如上图所示。
散热器（水箱）
由上水室、散热器 芯和下水室等组成。 其功用是增大散热 面积，加速水的冷 却。
散热器芯
管片式
较大。
管带式
管片式由冷却管和扁形散热片组成。刚度和强度
管带式由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较
强、制造工艺简单、质量小、成本低；但刚度较 小。
散热器盖
弹簧
蒸汽管
蒸汽—空气阀
开盖时注意：缓慢 旋开，防止烫伤 蒸汽阀
飞溅润滑
利用零件运动时溅起的油滴或油雾来润滑的方式。
适用部位：外露、负荷较小的摩擦表面。如：气缸壁、 配气凸轮表面、活塞销等
润滑脂润滑（不属于润滑系范畴）
润滑脂俗称“黄油”。 适用于发动机各辅助装置的轴承的润滑（一般是球轴 承、滚子轴承、滚珠轴承等）
机油
主要性能指标：粘度（随温度变化而变化） 机油品质的好坏对发动机起动、工作性能的影响非 常重要。
空气阀
补偿水箱（膨胀水箱）
减少冷却液损失，工作中自动补偿冷却液。冷 却液受热膨胀流入补偿水箱，冷却后，散热器 压力降低，冷却水流回。
水泵
对冷却水加压，加速冷 却水的循环流动，保证 冷却可靠。车用发动机 多采用离心式水泵。
风扇
提高通过散热器芯的空气流速，增加 散热效果，加速水的冷却。风扇通常安 排在散热器后面，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水加速冷却。
大循环
小循环
大循环当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于
80℃，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器 的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭。
小循环当水温低时，水不经过散热器（只流经节温器侧
阀门）而进行的循环流动。
膨胀水箱
用于闭式冷却系，减少冷却液损失；避免空气进入，在 冷却系内造成氧化和穴蚀等不良现象；使冷却系中水气 分离；保持系统压力稳定，提高水泵泵水量。通常与补 偿水箱做成一体。
蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的 空间里装有石蜡，为提高导热性，石 蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石 蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀 门关闭了通往散热器的水路，来自发 动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又 流回气缸体水套中，进行小循环。当 发动机水温升高时（76°以上），石 蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫 使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头 产生向上的推力。由于反推杆上端固 定，故反推杆对橡胶管、感应体产生 向下反推力，阀门开启，当发动机水 温达到80℃以上时，阀门全开，来自 气缸盖出水口的冷却水流向散热器， 而进行大循环。
冷却不足
发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾向加大，发 动机功率下降；零件间间隙变小，导致不能正常运动， 甚至卡死、损坏；润滑油粘度减小，使零件磨损加剧。
冷却系类型
水冷系 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。 风冷系 是以空气作为冷却介质，把发动机受热零件吸收 的热量散发到大气中去。
风扇
风扇材料：钢板、尼龙、铝合金、工程塑料等 风扇叶片的安装倾斜角不均匀，目的是减少振动和噪声 风扇皮带调整：过松会打滑，过紧会增加轴承磨损。
水冷却强度调节 装置
改变流经散热器的空气量 改变流经散热器的冷却水量
百叶窗
改变空气量。 百叶窗、保温帘
风扇离合器
改变流经散热器的空气量，控制风扇的起作用时间、 扇风量和扇风强度。 主要部件：温控开关即达到一定温度时，风扇离合 器结合，风扇起作用。 试验表明，在发动机工作过程中，只有10％的时间 风扇起作用。