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第四章 发动机冷却系统的构造与维修
4.1 冷却系统的构造
《汽车发动机构造与维修》机械工业版
知识目标 掌握发动机水冷系的作用、组成及水路。
能力目标 掌握水冷系主要部件的构造及工作原理。
情感目标 1.让学生认识到汽车发动机的重要性。
2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。
三维目标
第一章 汽车发动机总论
学习内容
01
一、概述
二、水冷系的组成及水路
三、水冷系主要部件的构造
一、概述
冷却系统的作用：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。
不正常冷却对发动机的影响：不足：发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动功率下降，润滑不良加剧磨损。过冷：热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。
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02
一、概述
冷却方式的分类：发动机上使高温零件的热量直接散入大气进行冷却的一系列装置称为风冷系;使热量先传导给冷却液,然后再散入大气的一系列装置称为水冷系。
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02
一、概述
冷却水：汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含有矿物质，在高温下易生成水垢，不能作为发动机冷却水。
防冻液：为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。
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02
二、水冷系的组成及水路
冷却装置：水泵、风扇、散热器等
冷却强度调节装置：节温器、风扇离合器、百叶窗等
水温显示装置：水温表、水温传感器等
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02
三、水冷系主要部件的构造
（一）散热器
组成：进水室、出水室、散热器芯。
类型：纵流式、横流式。
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02
管片式 管带式
三、水冷系主要部件的构造
（二）散热器盖
发动机热态正常时，两阀门关闭，将冷却系与大气隔开。因水蒸气的产生使冷却系内的压力稍高于大气压力，提高了冷却水的沸点，改善了冷却效能。
当散热器内部压力达到126～137Kpa时，蒸汽阀开启而使水蒸汽从通气孔排出；当水温下降，冷却系内部的真空度低于10～20Kpa时，空气阀打开，空气从通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。
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蒸汽阀
空气阀
三、水冷系主要部件的构造
（三）补偿水桶：为防止冷却液损失,在冷却系设置了补偿水桶，补偿水桶用橡胶软管2与散热器人的溢流管相连。当冷却液在水箱内受热膨胀时，多余的冷却液便进入补偿水桶而当温度降低;水箱内产生真空时，补偿水桶伪的冷却液便进入水箱。当水温低于 50℃时液面高度不应低于水桶上的“DI”(低)刻线，否则应补充冷却液，但液面高度不应超过“GAO”(高)刻线。
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02
三、水冷系主要部件的构造
（四）水泵
作用：水泵的功用是对冷却液加压,使之在冷却系中加速循环流动。汽车发动机多使用离心式水泵。
结构：水泵壳体与泵盖、叶轮与水泵轴以及轴承和水封。
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三、水冷系主要部件的构造
（四）水泵
工作原理：
压水：当叶轮旋转时，由于离心力的作用，水被甩向叶轮边缘，在蜗形壳体内将动能转变为压能，经外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。
吸水：与压水同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经进水管3被吸进叶轮中心部分。
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02
三、水冷系主要部件的构造
（五）风扇
风扇安装在散热器后面。当风扇旋转时,产生轴向吸力,使量空气流过散热器巴芯内冷却液散发出的热量带走,从而使散热器芯内、外保持较大的温差,增强了散热效果。多数发动机在风扇外围设有一个护风罩，护风罩固定在散热器上。其作用是使通过散热器气流分布均。大多数发动机风扇与水泵同轴。风扇-水泵和发电机由曲轴用传动带驱动
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02
三、水冷系主要部件的构造
（六）节温器
作用：大多数发动机采用装在气缸盖出水口处的蜡式节温器来改变冷却液的循环路线和流量,达到根据水温自动调节冷却强度的目的。
类型：单阀式、双阀式。
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02
三、水冷系主要部件的构造
（六）节温器
工作原理：常温下石蜡呈固态,主阀门被主阀门弹簧压紧在阀座上,处于关闭状态,此时冷却液只能进行小循环。当发动机水温升高时,石蜡变成液态,体积膨胀。橡胶管在石蜡的挤压下,向上产生变形位移,于是使中心杆向感应体壳外伸出一段长度。由于中心杆的上端是在节温器支架上固定不动的,所以只能把作为自由端的感应体及阀门向下推移,使主阀门逐渐打开。
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02
三、水冷系主要部件的构造
（七）冷却液的循环路线
小循环：当发动机水温低于 70℃时节温器主阀门关闭，副阀门打开。气缸盖至散热器的冷却液通道被切断。冷却液由气缸盖水套流出,经节温器副阀门座、旁通管5进入水泵，并经水泵送入气缸体水套。由于冷却液不经散热器散热可使发动机温度迅速提高。这种循环方式称为小循环。
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02
三、水冷系主要部件的构造
（七）冷却液的循环路线
大循环：当发动机水温高于80℃时节温器主阀门打开,副阀门关闭。冷却液全部由主阀门座处进入散热器散热,水温迅速下降,然后再由水泵送入气缸体水套。这种循环方式称为大循环。
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02
三、水冷系主要部件的构造
（七）冷却液的循环路线
混合循环：当水温在70℃~80℃之间时,节温器主、副阀门都处于部分开启状态,此时大、小循环都存在,只有部分冷却液流经散热器进行散热。
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02
5、（2020年高考真题）某缸工作容积为0.5L，压缩比为11，则燃烧室容积为( )
A．0.03L B．0.04L C．0.05L D．0.06L
小试牛刀
03
1、发动机的正常工作温度应在水温表上指示（ ）℃。
A.30-40 B.60-70 C.80-90 D.低于 100
2、当发动机机体的温度超过 80℃时，冷却水（ ）。
A.全部进行小循环 B.全部进行大循环 C.大、小循环同时进行 D.不一定
3、硅油式风扇离合器的感温元件是（ ）。
A.硅油 B.电子开关 C.离合器壳体 D.盘状双金属片来调节发动机的冷却强度
课堂小结
04
(1)阐述三种调节方式的定义、特点及区别。
(2)简述正、负反馈的定义及举例。
(1)简述冷却系统的组成。
(2)简述冷却液的循环路线。
作业布置
05
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