清華大學課件汽車構造i(13)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)

1、,,造I,汽車構造I,（13）,清華大學汽車工程系,趙雨東,,,主要內容和學時安排,汽車發(fā)動機基本知識 （4學時）發(fā)動機機體（2學時）曲柄連桿機構（ 3學時）氣門機構（ 3學時）進排氣、增壓系統(tǒng)及排放控制裝置（ 3學時）汽油機燃油供給系統(tǒng)（4學時）,柴油機燃油供給系統(tǒng)（4學時）汽油機點火系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機冷卻系統(tǒng)（1.5學時）發(fā)動機潤滑系統(tǒng)（1.5學時）發(fā)動機起動系統(tǒng)與電源（1學時）發(fā)動機管理系統(tǒng)（2

2、學時）,,,發(fā)動機冷卻系統(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)動機熱管理系統(tǒng)發(fā)動機風冷系統(tǒng),,,冷卻系統(tǒng)功用和類型（1）,使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?。防止發(fā)動機過熱、過冷；起動后迅速升溫，盡快達到正常工作溫度。,,,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??；,機油變質、變稀，磨損加劇,過冷危害,散熱損失大，發(fā)動機功率下降；,燃

3、油凝結，燃油不易汽化，混合氣燃燒不完全；機油粘度過大，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,水冷系統(tǒng)：以冷卻液作為冷卻介質，強制循環(huán),絕大部分汽車發(fā)動機采用水冷系統(tǒng),,,發(fā)動機冷卻系統(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)動機熱管理系統(tǒng)發(fā)動機風冷系統(tǒng),,,水冷系統(tǒng)組成和工作原理（1）,要求,強制循環(huán),冷卻強度調整,組成,水泵、節(jié)溫器、散熱器、冷卻風

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,風扇,,,典型的水冷系統(tǒng),旁通軟管水套風扇,節(jié)溫器,水泵,,,,機油主油道,機油泵濾網,膨脹箱節(jié)溫器暖風機水泵機油濾清器,機油冷卻器,導向板,散熱器,,,護罩,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,風扇雙速,熱敏開關,進水軟管排氣管出水軟管,過熱蒸氣,接暖風裝置,Santana 2000電動風扇散熱器,,,,,,加水口,水套,水泵,節(jié)溫器旁通管,進水室,出水室,散熱器芯,暖風機,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）,冷卻強度調節(jié),風扇（離合器、,轉速、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)動機冷卻系統(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)動機熱管理系統(tǒng)發(fā)動機風冷系統(tǒng),,,冷卻液,水（最好軟水）與防凍劑（常用乙二醇，Ethyleneglycol）的混合物。,防止冷卻液結冰（不能循環(huán)、發(fā)動機過熱，冷卻液膨脹，使缸體、缸蓋、散熱器漲裂）；防凍劑比例不同，冷卻液冰點不同。,提高冷卻液沸點，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)動機冷卻系統(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)動機熱管理系統(tǒng)發(fā)動機風冷系統(tǒng),,,主要組件—水泵,對冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動，保證冷卻可靠,車用發(fā)動機多采用離心式水泵。離心式水泵具有結構簡單、尺寸小、排量大、維修方便等優(yōu)點,曲軸通過齒輪、皮帶等驅動,,,,主要組件—散熱器（1）,由進水室、出水室、散熱器芯組成。,冷卻液在散熱器內

8、流動縱流橫流轎車大多采用橫流式,進水口,出水口,放水開關,變速器油冷卻器進出口,散熱器芯,散熱器蓋,,,,,主要組件—散熱器（2）,進水口放水開關,散熱器蓋變速器油冷卻器進出口,出水口,散熱器芯結構散熱管、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)，調節(jié)系統(tǒng)壓力。閉式水冷系統(tǒng)壓力高，冷卻液沸點高；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。壓力超過預定值時，壓力閥開啟，一部分冷卻液流入膨脹水箱

10、。停機后冷卻液溫度降低，冷卻系壓力降低。低于大氣壓力時，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)內冷卻液體積減小，向散,熱器補償冷卻液。消除冷卻系統(tǒng)內氣泡。,膨脹水箱.swf,,,主要組件—冷卻風扇（1）,置于散熱器后面，吸進空氣使之流經散熱器，提高其散熱能力。有導風罩,冷卻強度應隨發(fā)動機熱工況而

11、調節(jié),皮帶輪通過電磁離合器、硅油離合器驅動,電機驅動（雙速、電控）,電機驅動,,,主要組件—冷卻風扇（2）,電磁離合器,脫開,接合,,,主要組件—冷卻風扇（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路徑。,冷起動時，冷卻液溫度低，關閉流向散熱器的通道；溫度高,節(jié)溫器閥,石蠟,旁通閥,時再打開。蠟式節(jié)溫器工作原理溫度高時，石蠟熔化變?yōu)橐后w，體積增大石蠟缸,輕

12、動閥,,,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)溫器位于水泵進水管.swf,,,主要組件—節(jié)溫器（4）,電控節(jié)溫器－發(fā)展趨勢,采用加熱電,阻，對節(jié)溫器石蠟加熱，控制水流通路,,,發(fā)動機冷卻系統(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)動機熱管理系統(tǒng)發(fā)動機風冷系統(tǒng),,,發(fā)動機熱管理系統(tǒng)（1）,綜合管理冷卻系統(tǒng)和空調系統(tǒng),減少驅動發(fā)動機附件（水泵、風扇等）的功率消耗，

13、使發(fā)動機及變速箱工作溫度保持不變，以降低油耗和排放，提高空調舒適性。,,,,空調冷凝,器,散,熱器,動百,葉窗,電,動風,扇,電動水泵,節(jié)溫器,電控節(jié)溫器電,低溫調節(jié)器,機油冷卻器,變速器油調節(jié)器,加熱器,電動水泵,,,發(fā)動機熱管理系統(tǒng)（2）,根據(jù)氣缸墊溫度調整冷卻強度,,,發(fā)動機熱管理系統(tǒng)（3）,氣缸墊及傳感器,,,發(fā)動機冷卻系統(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、動機熱管理系統(tǒng),發(fā)動機風冷系統(tǒng),,,風冷系統(tǒng)（1）,結構簡單,在缸體、缸蓋表面布置散熱片,軸流式冷卻風扇冷卻強度調節(jié),液力耦合器,BF6L913， Deutz,,,風冷系統(tǒng)（2）,直噴式燃燒室,預燃式燃燒室,,,,風冷系統(tǒng)（3）風扇動葉輪風扇靜葉輪,導風罩,機油散熱器F5L413F， Deutz,,,風冷系統(tǒng)（4）,風冷系統(tǒng),,,風冷Harley-Davidsion,,,復