发动机冷却系统组成
发动机冷却系统有水冷和风冷之分,汽车发动机多采用水冷却系统。水冷却系统以水为冷却介质,它主要由散热器、水泵、节温器、冷却风扇、补偿水桶、发动机机体和气缸盖水套以及其他附属装置等组成。
1、散热器
散热器即我们常说的水箱,分为纵流式和横流式两种。大多数新型轿车均采用横流式散热器,这可以使发动机罩的外廓较低,有利于改善车身前端的空气动力性。
散热器盖安装在加水口上,上面带有蒸汽空气阀,使冷却系的压力高于大气压力,冷却水的沸点有所提高。
蒸汽阀一般在散热器内压力达到126kPa~137kPa时,阀门开启,部分水蒸汽经泄气管排入大气,避免损坏散热器。
空气阀在散热器内气压降到 99kPa~87kPa时,空气阀打开,散热器与大气相通,防止散热器芯被大气压坏。
2、膨胀水箱
膨胀水箱多用半透明材料(如塑料)制成。膨胀水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连,底部通过水管与水泵的进水侧相连接,通常位置略高于散热器。
把冷却系变成永久性封闭系统,避免空气进入,使冷却系中水、汽分离,保持系统内压力稳定,提高了水泵的泵水量。
补充冷却液:膨胀水箱上有两条刻线,冷却液应加到上刻线(FULL),当液面下降到下刻线(LOW)时,应及时补充。
3、水泵
水泵的功用是对冷却液加压,保证其在冷却系统中循环流动。现在汽车发动机广泛采用离心式水泵。
4、风扇
风扇的功用是当风扇旋转时吸进空气使其通过散热器,以增强散热器的散热能力,加快冷却液的冷却速度。。
很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇,所以风扇转速与发动机转速无关。在有些电控系统中,电动风扇由电脑控制。当发动机停机后,由于水温偏高,所以电动风扇还会继续转动一段时间,以便更好地为发动机散热。
前面说了, 要保证发动机在最佳的温度下工作,不出现过热过冷现象,就必须能根据使用条件的变化自动调节发动机冷却强度。
冷却强度调节方法: 一是改变流经散热器的空气流量和流速; 二是改变冷却液的流量和循环路线。
5、节温器
节温器的作用:是随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线,保证发动机在适宜的温度下工作,减少燃料消耗和机件的磨损。
6、水冷却系的大循环
冷却水经水泵水套节温器散热器,又经水泵压入水套的循环,其水流路线长,散热强度大,称水冷却系的大循环。
7、水冷却系的小循环
冷却水经水泵水套节温器后不经散热器,而直接由水泵压入水套的循环,其水流路线短,散热强度小,称水冷却系的小循环。
发动机冷却系统的功用
混合气在气缸中燃烧后所产生的大量热能,约有70%不能转为发动机的机械动能,且燃烧温度可达到2600℃,这些热能约有一半随着废气排出发动机外,另一半则直接加在发动机机件上。
发动机必须保持一定的工作温度(为80~90℃),各机件才能维持正常的膨胀及间隙,燃料及润滑系统也才能正常作用,因此必须装设冷却系统,使发动机迅速达到工作温度,并一直保持工作温度。
冷却不良会导致发动机过热,各机件过度膨胀而加速磨损,甚至咬死;但过度冷却时,会造成燃油消耗及发动机功率输出降低。
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)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;
(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,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;
(2)燃烧生成物中的水蒸汽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。
冷却液的循环路线
汽车发动机冷却系统为强制循环水冷系统,即利用水泵提高冷却液的压力,强制冷却液在发动机中循环流动。冷却液的循环路径受节温器的控制,根据发动机工作温度由低到高的变化,冷却液的循环路径分为小循环和大循环。
所谓小循环,就是当冷却水或冷却液温度低于规定值(一般为80℃左右)时,受节温器控制,循环的水或冷却液不经过散热器。即水或冷却液从缸盖水套流出,经节温器直接进入水泵进水口,再由水泵送入缸体和缸盖的水套。由于水或冷却液不经过散热器,可使发动机温度迅速升高。
所谓大循环,就是当水或冷却液温度超过规定值(一般为90℃左右)时,节温器主阀门开启,副阀门关闭,循环水或冷却液全部经过散热器。散热后的冷却水或冷却液在水泵的抽吸下回到缸体水套内,经缸体上平面上的水孔流入缸盖的水套中,然后从缸盖出水管再流入散热器,形成一个循环系统。由于水或冷却液流动线路长,冷却强度大,故称为大循环。