清華大學(xué)課件汽車構(gòu)造i(13)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

1、,,造I,汽車構(gòu)造I,（13）,清華大學(xué)汽車工程系,趙雨?yáng)|,,,主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí) （4學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體（2學(xué)時(shí)）曲柄連桿機(jī)構(gòu)（ 3學(xué)時(shí)）氣門機(jī)構(gòu)（ 3學(xué)時(shí)）進(jìn)排氣、增壓系統(tǒng)及排放控制裝置（ 3學(xué)時(shí)）汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）,柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)（1.5學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)（1.5學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)與電源（1學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（2

2、學(xué)時(shí)）,,,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),作用和類型,水冷系統(tǒng)組成和工作原理冷卻液,主要組件,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng),,,冷卻系統(tǒng)功用和類型（1）,使發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、過冷；起動(dòng)后迅速升溫，盡快達(dá)到正常工作溫度。,,,冷卻系統(tǒng)功用和類型（2）,過熱危害,充氣效率下降，燃燒不正常，功率下降；膨脹變形，磨損加??；,機(jī)油變質(zhì)、變稀，磨損加劇,過冷危害,散熱損失大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；,燃

3、油凝結(jié)，燃油不易汽化，混合氣燃燒不完全；機(jī)油粘度過大，功率消耗加大，磨損加劇。,,,冷卻系統(tǒng)功用和類型（3）,分類,空冷系統(tǒng)：以空氣作為冷卻介質(zhì),水冷系統(tǒng)：以冷卻液作為冷卻介質(zhì)，強(qiáng)制循環(huán),絕大部分汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用水冷系統(tǒng),,,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),作用和類型,水冷系統(tǒng)組成和工作原理冷卻液,主要組件,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng),,,水冷系統(tǒng)組成和工作原理（1）,要求,強(qiáng)制循環(huán),冷卻強(qiáng)度調(diào)整,組成,水泵、節(jié)溫器、散熱器、冷卻風(fēng)

4、扇、膨脹水箱、水套（缸體、缸蓋）,水流循環(huán)路徑,,,,缸體水套,缸蓋水套,散熱器,節(jié)溫器,水泵,風(fēng)扇,,,典型的水冷系統(tǒng),旁通軟管水套風(fēng)扇,節(jié)溫器,水泵,,,,機(jī)油主油道,機(jī)油泵濾網(wǎng),膨脹箱節(jié)溫器暖風(fēng)機(jī)水泵機(jī)油濾清器,機(jī)油冷卻器,導(dǎo)向板,散熱器,,,護(hù)罩,齒型帶輪,缸蓋水套缸體水套水泵,水套排氣管,節(jié)氣門熱水管,膨脹箱蓋

5、膨脹箱膨脹箱管,風(fēng)扇雙速,熱敏開關(guān),進(jìn)水軟管排氣管出水軟管,過熱蒸氣,接暖風(fēng)裝置,Santana 2000電動(dòng)風(fēng)扇散熱器,,,,,,加水口,水套,水泵,節(jié)溫器旁通管,進(jìn)水室,出水室,散熱器芯,暖風(fēng)機(jī),膨脹箱,,,典型的水冷系統(tǒng),,,節(jié)溫器,水泵,,,水冷系統(tǒng)組成和工作原理（2）,冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié),風(fēng)扇（離合器、,轉(zhuǎn)速、葉片角度）節(jié)溫器（大循環(huán)、小循環(huán)）,散熱器百葉窗,,,缸體水套,

6、缸蓋水套,水管,節(jié)溫器,水孔水泵,Fiat-GM,,,Audi V8 4.0L TDI,,,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),作用和類型,水冷系統(tǒng)組成和工作原理,冷卻液,主要組件,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng),,,冷卻液,水（最好軟水）與防凍劑（常用乙二醇，Ethyleneglycol）的混合物。,防止冷卻液結(jié)冰（不能循環(huán)、發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，冷卻液膨脹，使缸體、缸蓋、散熱器漲裂）；防凍劑比例不同，冷卻液冰點(diǎn)不同。,提高冷卻液沸點(diǎn)，防止過

7、早沸騰。,防凍劑中通常含有防銹劑和泡沫抑制劑。,,,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),作用和類型,水冷系統(tǒng)組成和工作原理冷卻液,主要組件,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng),,,主要組件—水泵,對(duì)冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動(dòng)，保證冷卻可靠,車用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用離心式水泵。離心式水泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、排量大、維修方便等優(yōu)點(diǎn),曲軸通過齒輪、皮帶等驅(qū)動(dòng),,,,主要組件—散熱器（1）,由進(jìn)水室、出水室、散熱器芯組成。,冷卻液在散熱器內(nèi)

8、流動(dòng)縱流橫流轎車大多采用橫流式,進(jìn)水口,出水口,放水開關(guān),變速器油冷卻器進(jìn)出口,散熱器芯,散熱器蓋,,,,,主要組件—散熱器（2）,進(jìn)水口放水開關(guān),散熱器蓋變速器油冷卻器進(jìn)出口,出水口,散熱器芯結(jié)構(gòu)散熱管、散熱片（管片式）散熱管、波形散熱帶（管帶式）金屬薄板焊接而成鋁

9、制或銅制,,,主要組件—散熱器（3）,管片式散熱器芯,,,主要組件—散熱器（4）,管帶式散熱器芯,,,主要組件—散熱器（5）,金屬薄板焊接散熱器芯,,,主要組件—散熱器（6）散熱器蓋密封水冷系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。閉式水冷系統(tǒng)壓力高，冷卻液沸點(diǎn)高；可減少冷卻液外溢及蒸發(fā)損失。有壓力閥、真空閥,冷卻液溫度升高后，膨脹使系,壓力閥打開,統(tǒng)壓力增大。壓力超過預(yù)定值時(shí)，壓力閥開啟，一部分冷卻液流入膨脹水箱

10、。停機(jī)后冷卻液溫度降低，冷卻系壓力降低。低于大氣壓力時(shí)，真空閥開啟，冷卻液由膨脹水箱流回散熱器。真空閥打開,,,主要組件—膨脹水箱儲(chǔ)存因膨脹而從散熱器溢出的冷卻液；溫度降低使冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻液體積減小，向散,熱器補(bǔ)償冷卻液。消除冷卻系統(tǒng)內(nèi)氣泡。,膨脹水箱.swf,,,主要組件—冷卻風(fēng)扇（1）,置于散熱器后面，吸進(jìn)空氣使之流經(jīng)散熱器，提高其散熱能力。有導(dǎo)風(fēng)罩,冷卻強(qiáng)度應(yīng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)熱工況而

11、調(diào)節(jié),皮帶輪通過電磁離合器、硅油離合器驅(qū)動(dòng),電機(jī)驅(qū)動(dòng)（雙速、電控）,電機(jī)驅(qū)動(dòng),,,主要組件—冷卻風(fēng)扇（2）,電磁離合器,脫開,接合,,,主要組件—冷卻風(fēng)扇（3）,硅油粘性離合器,脫開,接合,,,主要組件—節(jié)溫器（1）功用控制冷卻液流動(dòng)路徑。,冷起動(dòng)時(shí)，冷卻液溫度低，關(guān)閉流向散熱器的通道；溫度高,節(jié)溫器閥,石蠟,旁通閥,時(shí)再打開。蠟式節(jié)溫器工作原理溫度高時(shí)，石蠟熔化變?yōu)橐后w，體積增大石蠟缸,輕

12、動(dòng)閥,,,主要組件—節(jié)溫器（2）,,,主要組件—節(jié)溫器（3）,節(jié)溫器位于缸蓋出水管.swf,節(jié)溫器位于水泵進(jìn)水管.swf,,,主要組件—節(jié)溫器（4）,電控節(jié)溫器－發(fā)展趨勢(shì),采用加熱電,阻，對(duì)節(jié)溫器石蠟加熱，控制水流通路,,,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),作用和類型,水冷系統(tǒng)組成和工作原理冷卻液,主要組件,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng),,,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)（1）,綜合管理冷卻系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng),減少驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)附件（水泵、風(fēng)扇等）的功率消耗，

13、使發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱工作溫度保持不變，以降低油耗和排放，提高空調(diào)舒適性。,,,,空調(diào)冷凝,器,散,熱器,動(dòng)百,葉窗,電,動(dòng)風(fēng),扇,電動(dòng)水泵,節(jié)溫器,電控節(jié)溫器電,低溫調(diào)節(jié)器,機(jī)油冷卻器,變速器油調(diào)節(jié)器,加熱器,電動(dòng)水泵,,,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)（2）,根據(jù)氣缸墊溫度調(diào)整冷卻強(qiáng)度,,,發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)（3）,氣缸墊及傳感器,,,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng),作用和類型,水冷系統(tǒng)組成和工作原理冷卻液,主要組件,發(fā)

14、動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng),,,風(fēng)冷系統(tǒng)（1）,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在缸體、缸蓋表面布置散熱片,軸流式冷卻風(fēng)扇冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié),液力耦合器,BF6L913， Deutz,,,風(fēng)冷系統(tǒng)（2）,直噴式燃燒室,預(yù)燃式燃燒室,,,,風(fēng)冷系統(tǒng)（3）風(fēng)扇動(dòng)葉輪風(fēng)扇靜葉輪,導(dǎo)風(fēng)罩,機(jī)油散熱器F5L413F， Deutz,,,風(fēng)冷系統(tǒng)（4）,風(fēng)冷系統(tǒng),,,風(fēng)冷Harley-Davidsion,,,復(fù)