冷卻系統(tǒng)組成及作用

汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的作用冷卻系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和溫度變化，隨時(shí)改變冷卻強(qiáng)度，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)快速升溫并保持正常溫度；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工作部位給予不同的冷卻強(qiáng)度；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量散發(fā)到空氣體中，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最合適的溫度范圍內(nèi)工作。冷卻系統(tǒng)不僅要防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，還要防止發(fā)動(dòng)機(jī)在冬季過(guò)冷。發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后，冷卻系統(tǒng)也要保證發(fā)動(dòng)機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常工作溫度。

汽車?yán)鋮s系統(tǒng)部件冷卻系統(tǒng)包括水泵、冷卻液、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、膨脹箱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋內(nèi)的水套等附加裝置。1.冷凍劑

冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中循環(huán)，帶走發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的多余熱能，使其能在正常工作溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，會(huì)導(dǎo)致充電效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。會(huì)增加過(guò)早燃燒和爆燃的傾向，過(guò)早損壞零件；它會(huì)惡化運(yùn)動(dòng)部件之間的潤(rùn)滑，加劇它們的磨損。如果發(fā)動(dòng)機(jī)太冷，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入氣缸的空燃比質(zhì)量差，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率，增加油耗。燃燒產(chǎn)物中的酸性物質(zhì)會(huì)腐蝕零件；未燃盡的燃油沖刷、稀釋運(yùn)動(dòng)部件表面的潤(rùn)滑油膜，加劇其磨損。

冷卻液是水和防凍液的混合物，根據(jù)防凍液成分的不同，可分為醇類、甘油類和乙二醇類冷卻液。

2.冷卻風(fēng)扇

冷卻風(fēng)扇的作用是在風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)散熱器吸入空空氣，從而增強(qiáng)散熱器的散熱能力，加快冷卻液的冷卻速度。目前冷卻風(fēng)扇有機(jī)械、電子、硅油、電控等幾種。機(jī)械冷卻風(fēng)扇如圖1-2-2所示。3.恒溫器

恒溫器是一個(gè)控制冷卻劑流動(dòng)路徑的閥門(mén)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，冷卻液溫度低。此時(shí)，節(jié)溫器關(guān)閉冷卻液流向散熱器的通道，使冷卻液可以通過(guò)水泵進(jìn)口直接流入發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體或缸蓋水套，使冷卻液快速升溫。圖1-2-3顯示了恒溫器的物理圖。

4.水泵

水泵的功能是給冷卻液加壓，以確保冷卻液在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。

離心式水泵廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)由水泵外殼、連接盤(pán)或皮帶輪、水泵軸及軸承或軸連接軸承、水泵葉輪及水封裝置等組成。

工作原理:發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)水泵的軸承和葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。水泵中的冷卻液由葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，被甩到水泵外殼邊緣，同時(shí)產(chǎn)生一定的壓力，然后從出水口或水管流出。由于冷卻液被甩出，葉輪中心的壓力降低，水箱中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差下通過(guò)水管被吸入葉輪，實(shí)現(xiàn)冷卻液的往復(fù)循環(huán)。支撐泵軸的軸承是用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的，所以要防止冷卻液漏入潤(rùn)滑脂中造成潤(rùn)滑脂乳化，同時(shí)還要防止冷卻液泄漏。防止水泵泄漏的密封措施包括水封和密封墊。水封動(dòng)密封環(huán)和軸通過(guò)過(guò)盈配合安裝在葉輪和軸承之間，水封靜密封座緊貼水泵外殼，達(dá)到密封冷卻液的目的。

水泵外殼通過(guò)墊片與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，支撐軸承等運(yùn)動(dòng)部件。水泵外殼上還有一個(gè)排水孔，位于水封和軸承之間。冷卻液一旦通過(guò)水封泄漏，就可以從排水孔排出，防止冷卻液進(jìn)入軸承腔，破壞軸承潤(rùn)滑，腐蝕部件。如果發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后冷卻液仍然泄漏，則說(shuō)明水封損壞。

5.汽車散熱器汽車散熱器是汽車水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中不可缺少的部件。目前正朝著輕量化、高效化、經(jīng)濟(jì)化的方向發(fā)展。汽車散熱器結(jié)構(gòu)也在不斷適應(yīng)新的發(fā)展。

汽車散熱器主要有兩種類型:

而銅，前者用于一般乘用車，后者用于大型商用車。散熱器的材料和制造技術(shù)發(fā)展迅速。鋁散熱器憑借其在輕量化材料方面的明顯優(yōu)勢(shì)，在汽車、輕型車領(lǐng)域逐漸取代銅散熱器。同時(shí)，銅散熱器的制造技術(shù)和工藝也有了很大的進(jìn)步。銅釬焊散熱器在乘用車、工程機(jī)械、重型卡車等發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器中優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)外汽車使用的散熱器大多是鋁制散熱器，主要從環(huán)保角度考慮。在歐洲，鋁制散熱器的比例平均為64%。從我國(guó)汽車散熱器生產(chǎn)的發(fā)展前景來(lái)看，釬焊生產(chǎn)的鋁散熱器數(shù)量逐漸增多。銅焊銅散熱器也用于公共汽車、卡車和其他工程設(shè)備。汽車散熱器最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式可分為兩種:DC式和橫流式。

散熱器芯的主要結(jié)構(gòu)形式有兩種:管式和管帶式。管式散熱器的核心是由許多細(xì)的冷卻管和翅片組成，大部分采用扁圓形截面，以減少空空氣阻力，增加傳熱面積。

散熱器的核心應(yīng)有足夠的流通面積讓冷卻液通過(guò)，同時(shí)也應(yīng)有足夠的流通面積讓空氣體通過(guò)足夠的空氣體帶走冷卻液傳遞給散熱器的熱量。此外，必須有足夠的散熱面積，以完成冷卻液、空氣體和散熱器之間的熱交換。

管式散熱器由波紋散熱條和冷卻管交替排列焊接而成。與管式散熱器相比，在同等條件下，管式散熱器的散熱面積可增加12%左右。此外，散熱帶上還設(shè)置有類似百葉的孔洞，對(duì)氣流產(chǎn)生擾動(dòng)，破壞散熱帶表面流動(dòng)空氣體的附著層，提高散熱能力。

6.膨脹水箱有的汽車散熱器蓋上裝有蒸汽閥，這樣在冷卻水溫度較高時(shí)蒸汽可以排入大氣，在冷卻水溫度較低時(shí)外部空氣體可以吸入冷卻系統(tǒng)。

由于蒸汽閥的打開(kāi)，冷卻水將被排出。對(duì)于使用冷卻液的汽車，這會(huì)導(dǎo)致冷卻液的消耗和集中。因此，許多汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中增加了一個(gè)膨脹箱，使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)與大氣隔離。同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)還可以分離冷卻系統(tǒng)中的水和氣體，從而避免氣蝕。

膨脹箱3由透明塑料制成，位置略高于散熱器。膨脹罐的上端分別通過(guò)散熱器出氣管2和水套出氣管4與散熱器和缸蓋水套上的儲(chǔ)水室連通。膨脹罐的下端通過(guò)補(bǔ)充水管8與小循環(huán)水管10連通。由于膨脹罐的位置略高于散熱器，膨脹罐液面上方有一定的空空間。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，散熱器和水套中產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)出氣管2和4，進(jìn)入膨脹箱并冷凝，從而可以及時(shí)分離水和氣體。冷凝的冷卻水通過(guò)補(bǔ)給水管8進(jìn)入水泵。