(一)冷却系统的作用
冷却系统的作用是把受热零部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。汽车发动机的冷却液正常工作温度为80℃~90℃。
(二)冷却方式
按照冷却介质不同,冷却系统可以分为风冷式和水冷式两种,如图6-1所示。
图6-1 冷却系统的类型
1—散热器盖;2—膨胀箱;3—风箱;4—温控开关;5—散热器;6—节温器;7—水温表;8—温度传感器;9—暖气水箱;10—暖气阀门;11—水套;12—水泵;13—放水开关;14—导流罩;15—散热片;16—气缸导流罩;17—分流板
风冷式冷却系统发动机以空气作为冷却介质,利用风扇形成气流,使高温零件的热量直接散发到大气中去。
水冷式冷却系统的冷却介质是“水”。通过冷却水的不断循环,从发动机水套中吸收多余的热量,并散发到大气中。
1.风冷式冷却系统
(1)风冷式冷却系统的工作原理。
图6-2 风冷式冷却系统工作原理
1—冷却风扇;2—传动油冷却器;3—机油散热器;4—气缸体;5—油底壳;6—缸盖
如图6-2所示,为了扩大散热面积,缸体缸盖表面布有散热片,它与缸体缸盖铸成一体。导流罩和分流板引导空气流,加强冷却,保证各缸冷却均匀。(www.xing528.com)
(2)风冷式冷却系统的特点。
风冷式冷却系统具有结构简单、质量轻、故障少、无需特殊保养等优点,但由于其材料质量要求高、冷却不够均匀和可靠、消耗功率及工作噪声大,目前在汽车发动机上很少使用。
2.水冷式冷却系统
(1)水冷式冷却系统的工作原理。
如图6-3所示,通过水泵使环绕在气缸水套中的冷却液加快流动,通过行驶中的自然风和电动风扇,使冷却液在散热器中进行冷却,冷却后的冷却液再次引入水套中,周而复始,实现对发动机的冷却。
冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用水最好是软水,否则将在发动机水套中产生水垢,使传热受阻,易造成发动机过热。纯净水在0℃时结冰。如果发动机冷却系统中的水结冰,将使冷却液终止循环,引起发动机过热。尤其严重的是水结冰时体积膨胀,可能将机体、气缸盖和散热器胀裂。为了适应冬季行车的需要,在水中加入防冻剂制成冷却液以防止循环冷却液冻结。最常用的防冻剂是乙二醇。
冷却液的温度过高或过低都会给发动机带来危害。若温度过高,则冷却不足,充气量减少,燃烧不正常,功率下降,润滑不良,加剧磨损;若温度过低,则冷却过度,热量损失过多,热效率下降,燃油蒸气在冷气缸壁上凝结,冲洗油膜,汇入油底壳,稀释机油。
图6-3 强制循环式水冷却系统的工作原理
1—百叶窗;2—散热器;3—散热器盖;4—风扇;5—小循环水管;6—水泵;7—节温器;8—出水管;9—水套;10—水温表;11—水套放水开关;12—散热器放水开关
(2)水冷式冷却系统的特点。
强制循环式水冷却系统虽然结构复杂、需定期维护,但它具有冷却强度高、均匀可靠、工作噪声小等优点,所以在汽车发动机上得到了普遍的应用。
节温器可用来控制通过散热器冷却液的流量大小,如图6-4所示。节温器安装在冷却液循环的通路中,一般安装在气缸盖出水口处。冷却液在冷却系统中的循环流动路线有两条,其中一条称为大循环,另一条称为小循环。当水温高时冷却液开始大循环,如图6-4(a)所示,水经过散热器而进行循环流动;而当水温低时冷却液开始小循环,如图6-4(b)所示,水不经过散热器而进行循环流动,从而使水温迅速达到正常值。
图6-4 冷却液大小循环
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