汽车发动机冷却系统构造与工作原理

一、冷却系作用及分类

1.发动机冷却系的作用

保证发动机在所有工况下都保持在最适宜的温度范围内工作。这包括两方面的内容：发动机冷机工作时，冷却系统降低冷却强度从而保证发动机迅速升温达到正常工作温度；发动机热机工作后为防止温度过高，冷却系统又要提高冷却强度将发动机热量散失降低发动机工作温度。

2.发动机的冷却方式

冷却系统根据冷却介质的不同分为风冷却系和水冷却系。

（1）风冷却系

风冷却系发动机中以空气作为冷却介质。利用风扇形成空气流，使高温零件的热量直接散发到大气中去。

（2）水冷却系

水冷却系发动机中以水（或冷却液）作为冷却介质。通过冷却液在发动机内不断的循环，将发动机中高温零件的热量先传给冷却液，然后再散发到大气中去。

水冷却系统的冷却效果好，冷却均匀可靠，冷却强度容易调节，发动机运转噪声小，因此现代发动机中广泛采用强制循环式水冷却系统。

3.发动机的正常工作温度

水冷却系中，冷却水温度应保持在80—90 ℃的范围内；使用冷却液的发动机，冷却液温度应保持在90—150 ℃的范围内。

风冷却系中，铝气缸壁的温度在150—180 ℃为宜，铝气缸盖的温度应保持在160—200 ℃之间。

由此可见，发动机冷却必须适度，过热或过冷都会给发动机带来危害。

（1）发动机过热的危害

① 降低充气效率，使发动机功率下降；

② 早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；

③ 运动件的正常间隙（热胀冷缩）被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；

④ 润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；(www.xing528.com)

⑤ 零件的机械性能降低，导致变形或损坏。

（2）发动机过冷的危害

① 进入气缸的混合气（或空气）温度太低，可燃混合气品质差（雾化差），使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加（热量流失过多，燃油凝结流进曲轴箱）。

② 燃烧生成物中的水蒸气易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用。

③ 未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面（气缸壁、活塞、活塞环等）上的油膜，使零件磨损加剧。

④ 润滑油黏度增大，流动性差，造成润滑不良，加剧机件磨损，增大功率消耗，可见，发动机正常的工作温度是保证发动机良好的工作性能及其使用寿命的一个重要条件。

二、水冷却系的组成和工作原理

1.水冷却系的组成

目前汽车发动机普遍采用强制循环式水冷却系，利用水泵强制的使水（或冷却液）在冷却系中循环流动，不断地带走零件表面热量。其组成主要由以下零件组成：

（1）强制循环水供给装置——由散热器、水泵、水套、分水管等组成。

（2）冷却强度调节装置——由百叶窗、节温器、风扇等组成。

（3）水温指示装置——由水温传感器、水温表或水温警告灯等组成。

上海桑塔纳轿车JV型发动机冷却系组成如图7-1所示。

图7-1　上海桑塔纳轿车JV型发动机冷却系组成

2.冷却系工作原理

发动机工作时，水泵将冷却液从散热器中吸入并加压，使冷却液经分水管流入气缸体和气缸盖的水套中，冷却液在水套内吸收热量后经节温器流入散热器。由于汽车行驶和冷却风扇的强力抽吸作用，空气从前往后高速流经散热器的过程中，使冷却液的热量不断地散失到大气中去，冷却过的冷却液流入散热器的底部后，又在水泵的作用下在压入水套，如此不断循环，从而保证发动机在最佳温度范围内工作。

多数汽车上装用的暖风装置，是利用冷却水带出的热量达到取暖的目的。为提高燃油汽化程度，还可以利用冷却水的热量对进气管道内的混合气进行预热。如图所示上海桑塔纳轿车JV型发动机冷却系冷却液循环路线图，从发动机水套吸收热量后的冷却水，一部分直接流回散热器进行冷却，另一部分从气缸体水套流至混合气预热水道对混合气进行预热后流回水泵。需取暖时，打开暖气控制阀，从气缸体水套流出的部分冷却液又可以流入暖风交换器供暖，然后流回水泵。