第7章冷却系的构造与检修精选文档.ppt
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1、第7章 冷却系的构造与检修本讲稿第一页,共三十二页 冷却系因种类不同组成也有区别,目前根据冷却方式不同,可分成两大类型。一种是空气冷却,另一种类是水冷却。空气冷却一般由散热片、气缸导流罩、导流罩、分流板等组成,有的发动机上还专设了风扇。如图7.1所示。空气冷却的结构特点是:在气缸体和气缸盖上,制有许多散热片,以增大散热面积,它利用车辆前进中的空气流,或特设的风扇使空气吹过散热片,将热量带走。空气冷却装置结构简单,不易损坏,无须特殊保养。但在多缸发动机上,会使各缸的冷却不均匀,并且在冬季时起动困难,燃油和润滑油消耗量也较大,因此,在现代汽车发动机上采用较少。7.1 7.1 概述概述7.1.1 7
2、.1.1 冷却系的组成与分类冷却系的组成与分类本讲稿第二页,共三十二页 水冷却系统一般由散热器、水泵、水管、水套、节温器、散热器、百叶窗、膨胀水箱、冷却液温度表和风扇等组成,如图7.2所示。水冷却的结构特点是:水套直接布置在气缸的周围,利用水吸收水套周围的热量,水再流到散热器内,将热量散到空气中去,然后水流再回,如此不断循环进行散热。由于这种冷却方式克服了空气冷却的缺点,冷却效果好,因此,现代汽车发动机广泛采用这种冷却方式。7.1 7.1 概述概述7.1.1 7.1.1 冷却系的组成与分类冷却系的组成与分类本讲稿第三页,共三十二页 为了保证发动机在不同负荷、转速和气候条件下保持正常的工作温度,
3、冷却液的循环路线是不同的。如图7.3所示。当发动机温度较低时,节温器的副阀门开启,主阀门关闭,冷却液从水泵流出,经分水管水套出水口叶水泵,进行的是小循环。其目的是使发动机温度迅速升高到正常工作温度。当温度达到80C以上时,节温器的副阀门闭,主阀开启,冷却液从水泵流出,经分水管水套出水口上水管散热器下水管水泵,进行大循环。在这一过程中,由于冷却液流经水套周围时,吸收了气缸和燃烧室的热量,并经散热器将热量散发到空气当中去了,从而达到了保持发动机的正常工作温度。7.1 7.1 概述概述7.1.2 7.1.2 冷却系循环水路冷却系循环水路本讲稿第四页,共三十二页 除节温器调节冷却液温度外,一般汽车在散
4、热器前端还安装了百叶窗,根据发动机的温度调节散热器风流强度,以改变发动机的散热效果。有些汽车还装有自动风扇离合器,由发动机周围的温度自动控制风扇离合器的接合或分离,来调节流经散热器中冷却液的流量,从而改变发动机的冷却程度。7.1 7.1 概述概述7.1.2 7.1.2 冷却系循环水路冷却系循环水路本讲稿第五页,共三十二页 图7.4是桑塔纳轿车JV发动机冷却系示意图,它与一般发动机有所不同,除有常见的散热器、水泵、节温器、冷却液温度感应器等外、还专门设置了一个热敏开关、电动散热风扇和冷却液位报警灯等。该冷却系统有下述特点:(1)当冷却液温度在85C下时,冷却液进行小循环,当温度达85C时,节温器
5、开始打开。当冷却液温度达105C时,节温器全开,冷却液进行大循环。(2)热敏开关控制电动双速散热风扇,当冷却液温度高于93-98C时,热敏开关的低温部分开关合上,风扇以1600rmin旋转。当冷却液温度高于99-105C,热敏开关的高温部分开关合上,风扇以2400rmin转速旋转。(3)当冷却液液面过低时,液位报警灯点亮。7.1 7.1 概述概述7.1.2 7.1.2 冷却系循环水路冷却系循环水路本讲稿第六页,共三十二页1、散热器 散热器也称之为水箱,安装在发动机的前端。作用是将冷却液从水套内吸收的热量传给外界空气,使冷却液降温,并为冷却系储存一定量的冷却液,为集中风向、加速气流、提高散热效果
6、,通常在散热器的后部加装护风圈。普通散热器由上、下水室、散热器芯子、散热器盖等组成,如图7.5所示。为了使散热效果好,散热器通常使用导热性能、结构刚度和防冻性能较好的材料制造,如铜、铝和铝锰合金等。散热器上水室为钢皮制成的容器,用橡胶皮管同发动机出水管相连接,并设有加水口盖。下水室也是用钢皮制成的容器,用橡胶软管同发动机进水管或水泵相连接,并装有放水开关。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第七页,共三十二页 散热器芯常见的结构有两种:管片式和管带式(如图7.6所示)。管片式散热器芯由
7、许多冷却管和散热片组成,冷却管是冷却液的通道,多采用扁圆形断面,以增大散热面积,同时当管内冷却液冻结膨胀时,扁管可借助于其横断面变形而免于破裂。为了增强散热效果,在冷却管外面横向套装了很多散热片来增加散热面积,同时增加了整个散热器的刚度和强度。管带式散热器芯采用冷却管与散热带相间排列的方式,散热带呈波纹状,其上开有形似百叶窗的缝隙,用来破坏空气流在散热带上的附面层,从而提高散热能力。这种散热器芯与管片式相比,散热能力强,制造工艺简单,质量小,成本低,在轿车上得到广泛应用,但刚度不如管片式好。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系
8、主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第八页,共三十二页 现代汽车散热器盖一般具有空气蒸汽阀,如图7.7所示。当散热器内部压力大于规定值时(一般为0.0260.037MPa,某些轿车可达0.1MPa),蒸汽阀打开,蒸汽及冷却液由蒸汽排出管流出。当发动机停止工作,冷却液温度降低,体积收缩后,散热器内的压力低于大气压力时,空气阀打开,使空气或储存箱中的冷却液流入散热器内,以防止散热器或水管塌陷,并保持冷却液的量。散热器盖的这种结构可以提高冷却液的沸点,使冷却液不易沸腾;同时可以提高散热器水与空气的温差,提高冷却效率,并且可以减少冷却液的流失。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系
9、主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第九页,共三十二页2、水泵 水泵安装在发动机前端,作用是对冷却液加压,使其在冷却系中循环流动。现代汽车发动机均采用离心式水泵,这种水泵结构简单、体积小、出水量大、维修方便,获得广泛应用。离心式水泵由壳体、叶轮、水泵轴、轴承、水封等组成,如图7.8所示。水泵外壳一般用螺栓固定在发动机前端。水泵轴由两个滚珠轴承支承在水泵外壳上。水泵轴的一端铣削成平面与水泵叶轮承孔相配合,并通过螺钉固紧,以防叶轮轴向窜动;水泵轴的另一端用半圆键与凸缘盘连接,并用槽形螺母锁紧。凸缘盘用来安装风扇带轮。叶轮的前端为水封装置,它
10、包括:带有两凸缘的夹布胶木密封垫圈卡于水泵外壳的两槽内,以防止转动。弹簧通过水封环将水封皮碗的一端压在水封座圈上,而另一端压向夹布胶木密封垫圈上;为了防止水泵内腔的水沿水泵轴向前渗漏,夹布胶木密封垫圈又压在水泵叶轮毂的端面上。当有少量的水滴由水封处渗出时,为避免破坏轴承的润滑,渗漏的水滴可从泄水孔泄出。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第十页,共三十二页7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部
11、件的构造图7.8 水泵的结构1V带轮 2、5轴承 3水泵轴 4油嘴 6一旁通口 7盖板 8衬垫 9胶木弹簧垫 10水封弹簧 11叶轮 12锁销 13水封皮碗 14水封密封垫 15出水口 16泵壳 17锁环 18进水口 19检视孔 20抛水圈21油封 22隔套 23锁环 24锥形套 25半圆键本讲稿第十一页,共三十二页 离心式水泵的工作原理,如图7.9所示。当水泵工作时,叶轮旋转,进水腔A体积增大,产生真空,在真空吸力的作用下,冷却液由散热器经进水管进入水泵,然后被叶轮带到出水腔B,由于这时出水腔B的体积是不断缩小的,所以压力增加,这样冷却液就通过出水管被压入发动机缸体水套中。水泵的动力由曲轴带
12、轮经V带传至风扇带轮,再通过凸缘带动水泵轴和水泵叶轮转动。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第十二页,共三十二页3、膨胀水箱 膨胀水箱设置于散热器的一侧,通过橡胶水管与散热器加水口处的出气口相连。当冷却液温度升高,体积膨胀时,散热器中多余的冷却液流入膨胀水箱中;而当冷却液温度降低时,体积收缩,散热器内产生一定真空,膨胀水箱中的冷却液又被吸回散热器中。这样散热器可以经常保持在满水状态,以提高冷却效果。这样散热器上水箱也可以做得小些,同时冷却液损失很少,驾驶员也不必经常检查冷却液量。膨胀
13、水箱上印有两条液面高度标记线:“DI”(低)与“GAO”(高),或者“FULL”(充满)与“ADD”(添加)。冷却液温度在50以下时,液面高度不应低于“DI”(ADD)线,否则需补充冷却液,补充时冷却液可从膨胀水箱口加入,高度不超过“GAO”(FULL)线。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第十三页,共三十二页4 4、节温器、节温器 节温器的作用是随冷却系的冷却液温度变化而改变水的循环路线,以调节冷却系的冷却强度,保证发动机处于最有利的温度状况下工作。目前汽车发动机上采用较多的是蜡式
14、节温器,因为它具有对水压影响不敏感、工作性能稳定、水流阻力小、结构坚固和使用寿命长等优点。蜡式节温器安装在缸盖出水口处,其结构如图7.11所示。中心杆的上端固定于支架,下端插入胶管的中心孔内。胶管与外壳之间的环形内腔装有石蜡。节温器外壳上端装有主阀门,下端套装有副阀门,弹簧位于主阀门与支架下底之间。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第十四页,共三十二页 低温时,石蜡呈固态,弹簧将主阀门压在阀座上,而副阀门开启,冷却液进行小循环。当温度升高时,节温器外壳中的石蜡由固态变为液态,体积增大
15、,在外壳容积不能增大的情况下,石蜡挤压胶管,胶管收缩而对中心杆锥状端头产生推力,因中心杆固定在支架上不能移动,只能使外壳压缩弹簧向下移动并带动阀门下行。这时,主阀门打开,副阀门关闭,冷却液经主阀门流入散热器,进行大循环。各种发动机上的节温器的工作温度有稍许差别。如EQ6100-1型发动机的蜡式节温器,当冷却液温度低于76时,主阀门关闭,副阀门打开,冷却液进行小循环;当冷却液温度达到76时,主阀门开始打开,副阀门逐渐关闭,冷却液大小循环同时存在;当冷却液温度超过86时,主阀门全开,副阀门刚好关闭,冷却液进行大循环。桑塔纳2000型发动机的蜡式节温器,当冷却液温度低于85时,进行小循环;当冷却液温
16、度高于85时,部分冷却液进行大循环;当冷却液温度达到105时,全部冷却液参加大循环。7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第十五页,共三十二页 7.2 7.2 水冷却系主要部件的构造与检修水冷却系主要部件的构造与检修7.2.1 7.2.1 水冷却系主要部件的构造水冷却系主要部件的构造本讲稿第十六页,共三十二页 传统风扇一般采用钢板冲压而制成,和水泵同轴,与发电机一起同时由曲轴带轮通过V带驱动。一般将发电机支架作成可移动式,以调节V带的张紧度,如图7.14所示。现代汽车发动机风扇通常采用合
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