第6章--柴油机冷却系统ppt课件.ppt
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1、项目六项目六 柴油机冷却系统柴油机冷却系统 6. 1概述概述 6 .2冷却系统的组成及工作原理冷却系统的组成及工作原理 6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 6. 4冷却液的故障诊断与检修冷却液的故障诊断与检修返回6. 1概述概述 发动机冷却系统的主要任务是使工作中的发动机维持正常的工作发动机冷却系统的主要任务是使工作中的发动机维持正常的工作温度。发动机在工作中,气体燃烧产生的部分热量不可避免地传给发温度。发动机在工作中,气体燃烧产生的部分热量不可避免地传给发动机机体,从而使得发动机机体温度升高,充气系数下降,影响发动动机机体,从而使得发动机机体温度升高,充气系数下降,影响发动机的动力性机的动
2、力性;同时,过高的温度会使润滑油黏度下降,导致发动机润同时,过高的温度会使润滑油黏度下降,导致发动机润滑不良滑不良;高温使机件之间的配合间隙过小,影响发动机的正常工作,高温使机件之间的配合间隙过小,影响发动机的正常工作,因此必须对发动机进行适度的冷却。发动机温度过低,对发动机的正因此必须对发动机进行适度的冷却。发动机温度过低,对发动机的正常工作也是不利的。发动机的冷却强度可以根据发动机工作温度进行常工作也是不利的。发动机的冷却强度可以根据发动机工作温度进行调节,以维持发动机适宜的工作温度。调节,以维持发动机适宜的工作温度。返回6. 2冷却系统的组成及工作原理冷却系统的组成及工作原理 6. 2.
3、 1冷却系统的组成冷却系统的组成 如如图图6-1所示,柴油机冷却系统的组成如下所述。所示,柴油机冷却系统的组成如下所述。 水套水套:水套分为缸体水套和缸盖水套,其中缸体水套是缸体与缸套水套分为缸体水套和缸盖水套,其中缸体水套是缸体与缸套之间的空腔,缸盖的空腔形成缸盖水套之间的空腔,缸盖的空腔形成缸盖水套;缸盖水套主要分布在燃烧室缸盖水套主要分布在燃烧室的周围。缸体水套与缸盖水套通过小孔连通。的周围。缸体水套与缸盖水套通过小孔连通。 分水管分水管:有些发动机设有分水管,分水管的入口与水泵出水口连通,有些发动机设有分水管,分水管的入口与水泵出水口连通,管体插入缸体水套内。管体上的出水口将冷却液均匀
4、分布于水套内,管体插入缸体水套内。管体上的出水口将冷却液均匀分布于水套内,以便对所有汽缸进行均匀冷却。以便对所有汽缸进行均匀冷却。下一页返回6. 2冷却系统的组成及工作原理冷却系统的组成及工作原理 水泵水泵:水泵固定于发动机缸体的前端,由发动机曲轴通过水泵固定于发动机缸体的前端,由发动机曲轴通过V形带驱动。形带驱动。水泵的进水口通过软管与散热器下水室连通,水泵的出水口直接与分水泵的进水口通过软管与散热器下水室连通,水泵的出水口直接与分水管或者水套连通。水管或者水套连通。 散热器散热器:散热器位于发动机前端,用来对冷却液进行散热。散热器散热器位于发动机前端,用来对冷却液进行散热。散热器的上水室通
5、过软管与发动机缸盖上的缸盖水套出水口连通,下水室与的上水室通过软管与发动机缸盖上的缸盖水套出水口连通,下水室与水泵连通。水泵连通。 风扇风扇:风扇位于散热器后端面与发动机缸体之间,以加强散热器对风扇位于散热器后端面与发动机缸体之间,以加强散热器对冷却液的散热能力。大多数载重汽车的风扇通过风扇离合器,由水泵冷却液的散热能力。大多数载重汽车的风扇通过风扇离合器,由水泵带轮驱动。带轮驱动。上一页 下一页返回6. 2冷却系统的组成及工作原理冷却系统的组成及工作原理 6. 2. 2冷却液的循环冷却液的循环 冷却液的循环路线有以下两条。冷却液的循环路线有以下两条。 大循环大循环:从水泵输出的冷却液经分水管
6、进入缸体水套,经缸体与从水泵输出的冷却液经分水管进入缸体水套,经缸体与缸盖之间的小孔进入缸盖水套。冷却液从汽缸壁和燃烧室吸收热量后,缸盖之间的小孔进入缸盖水套。冷却液从汽缸壁和燃烧室吸收热量后,温度升高,经缸盖水套出水口进入出水管。出水管经过节温器、软管温度升高,经缸盖水套出水口进入出水管。出水管经过节温器、软管与散热器上水室连通,冷却液通过节温器、软管进入散热器上水室。与散热器上水室连通,冷却液通过节温器、软管进入散热器上水室。上水室内的冷却液经过散热器芯散热后,温度降低,进入散热器下水上水室内的冷却液经过散热器芯散热后,温度降低,进入散热器下水室。进入散热器下水室的冷却液在水泵的抽吸下,进
7、入水泵,经水泵室。进入散热器下水室的冷却液在水泵的抽吸下,进入水泵,经水泵加压后重新进入水套。加压后重新进入水套。 小循环小循环:当发动机温度较低时,从发动机水套流出的冷却液经节当发动机温度较低时,从发动机水套流出的冷却液经节温器、旁通管直接进入水泵,并重新进入水套。由于没有经过散热器温器、旁通管直接进入水泵,并重新进入水套。由于没有经过散热器散热,冷却液的温度没有降低,以便发动机的工作温度尽快提高。散热,冷却液的温度没有降低,以便发动机的工作温度尽快提高。上一页 下一页返回6. 2冷却系统的组成及工作原理冷却系统的组成及工作原理 6. 2. 3冷却强度的调节冷却强度的调节 冷却系统设有冷却强
8、度调节装置,根据发动机的工作温度,调节冷冷却系统设有冷却强度调节装置,根据发动机的工作温度,调节冷却强度,使发动机维持在一个适宜的工作温度。冷却强度的调节通常却强度,使发动机维持在一个适宜的工作温度。冷却强度的调节通常有以下两种。有以下两种。 (1)调节冷却液的循环路线调节冷却液的循环路线 根据冷却液的温度,通过节温器调整冷却液的循环路线。如大循环、根据冷却液的温度,通过节温器调整冷却液的循环路线。如大循环、小循环和混合循环等。小循环和混合循环等。 (2)调节散热器的散热强度调节散热器的散热强度 根据发动机的工作温度,通过风扇离合器调整风扇转速,使通过散根据发动机的工作温度,通过风扇离合器调整
9、风扇转速,使通过散热器的空气流速、流量根据发动机的温度而变化,继而调节散热器的热器的空气流速、流量根据发动机的温度而变化,继而调节散热器的散热强度。散热强度。上一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 6. 3. 1水泵水泵 水泵对冷却液进行加压,维持其在冷却系统内快速循环流动。发动水泵对冷却液进行加压,维持其在冷却系统内快速循环流动。发动机采用离心式水泵,结构简单,尺寸小,排水量大。机采用离心式水泵,结构简单,尺寸小,排水量大。 (1)离心式水泵的工作原理离心式水泵的工作原理 离心式水泵由泵体,叶轮和进、出水管组成。进水管位于水泵中央,离心式水泵由泵体,叶轮和进、出水管组成。进水管位于水
10、泵中央,出水管位于水泵外缘,叶轮在外力带动下旋转。当叶轮旋转时,水泵出水管位于水泵外缘,叶轮在外力带动下旋转。当叶轮旋转时,水泵中的冷却液随叶轮一起旋转、加压,在离心力的作用下,向叶轮的边中的冷却液随叶轮一起旋转、加压,在离心力的作用下,向叶轮的边缘甩出,经出水管输出水泵。叶轮中央处由于压力降低,产生真空吸缘甩出,经出水管输出水泵。叶轮中央处由于压力降低,产生真空吸力,将散热器中的冷却液源源不断地吸入水泵。力,将散热器中的冷却液源源不断地吸入水泵。下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 (2)汽车发动机水泵结构汽车发动机水泵结构 如如图图6 -2所示,泵壳分成泵腔和轴承座孔两部分。位于
11、泵腔内的叶所示,泵壳分成泵腔和轴承座孔两部分。位于泵腔内的叶轮固定于水泵轴,水泵轴通过两个轴承支撑于泵壳轴承座孔内。在泵轮固定于水泵轴,水泵轴通过两个轴承支撑于泵壳轴承座孔内。在泵腔与轴承座孔之间,设有水封,防止泵腔的冷却液沿水泵轴渗漏而进腔与轴承座孔之间,设有水封,防止泵腔的冷却液沿水泵轴渗漏而进入轴承座孔。入轴承座孔。 水泵轴的轴向定位与固定是通过向心推力轴承实现的。内侧轴承内水泵轴的轴向定位与固定是通过向心推力轴承实现的。内侧轴承内圈的内侧抵住轴肩,两个轴承内圈之间设有隔离套筒,通过半圆键安圈的内侧抵住轴肩,两个轴承内圈之间设有隔离套筒,通过半圆键安装于水泵轴的皮带轮凸缘盘内侧抵住外侧轴
12、承内圈,被螺母紧紧固定装于水泵轴的皮带轮凸缘盘内侧抵住外侧轴承内圈,被螺母紧紧固定于水泵轴。上述结构使两个轴承的内圈固定于水泵轴上,内侧轴承外于水泵轴。上述结构使两个轴承的内圈固定于水泵轴上,内侧轴承外圈被泵壳轴肩定位,阻止水泵轴向上、向内侧移动圈被泵壳轴肩定位,阻止水泵轴向上、向内侧移动;外侧轴承外圈被外侧轴承外圈被卡环固定于壳体内,阻止水泵轴向上、向外侧移动。卡环固定于壳体内,阻止水泵轴向上、向外侧移动。上一页 下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 (3)水泵的安装与连接水泵的安装与连接 水泵进水管通过软管与散热器下水室连通,冷却液直接进入水泵腔水泵进水管通过软管与散热器下水室连
13、通,冷却液直接进入水泵腔室的中央部位。在水泵中央部位安装有管接头,通过旁通管与节温器室的中央部位。在水泵中央部位安装有管接头,通过旁通管与节温器副阀门连通。从副阀门流出的冷却液通过该管接头直接进入水泵腔室。副阀门连通。从副阀门流出的冷却液通过该管接头直接进入水泵腔室。水泵腔室后侧用泵盖封闭,泵盖上的出水口正对水泵泵腔的出水室。水泵腔室后侧用泵盖封闭,泵盖上的出水口正对水泵泵腔的出水室。将水泵固定于发动机后,泵盖上的出水口与水套的分水管进水口对接。将水泵固定于发动机后,泵盖上的出水口与水套的分水管进水口对接。在泵壳的油封与轴承座孔之间设有泄水孔,当水封有少量的水滴泄漏在泵壳的油封与轴承座孔之间设
14、有泄水孔,当水封有少量的水滴泄漏时,可以从该孔泄出。若当发动机熄火后仍然有水泄出,则应拆开水时,可以从该孔泄出。若当发动机熄火后仍然有水泄出,则应拆开水泵进行修理。泵进行修理。上一页 下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 6. 3. 2散热器与膨胀水箱散热器与膨胀水箱 散热器总成安装在车架上,用来对从发动机水套流出的高温冷却液进散热器总成安装在车架上,用来对从发动机水套流出的高温冷却液进行散热,使之温度降低,继续循环使用。散热器由上水室、下水室和行散热,使之温度降低,继续循环使用。散热器由上水室、下水室和连接上、下水室的散热器芯组成。上水室设有水箱盖,但平时水箱盖连接上、下水室的散热
15、器芯组成。上水室设有水箱盖,但平时水箱盖不打开。上水室的进水管接头通过软管与水泵进水管连通。下水室设不打开。上水室的进水管接头通过软管与水泵进水管连通。下水室设有放水开关,用来放掉散热器中的冷却液。散热器芯由很多纵向布置有放水开关,用来放掉散热器中的冷却液。散热器芯由很多纵向布置的连接上、下水室的扁平水管组成,水管间的间隙为气流通道,用来的连接上、下水室的扁平水管组成,水管间的间隙为气流通道,用来对水管内的冷却液进行冷却。为增大散热面积,在水管外面装入了很对水管内的冷却液进行冷却。为增大散热面积,在水管外面装入了很多横向散热片。多横向散热片。上一页 下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部
16、件 膨胀水箱用透明塑料制成,安装位置高于散热器。膨胀水箱的上端膨胀水箱用透明塑料制成,安装位置高于散热器。膨胀水箱的上端通过出气管,分别与散热器上水室和发动机出水管连通,其下端通过通过出气管,分别与散热器上水室和发动机出水管连通,其下端通过补充水管与水泵进水口连通。膨胀水箱设有加液口,用来补充冷却液。补充水管与水泵进水口连通。膨胀水箱设有加液口,用来补充冷却液。 当冷却统产生蒸汽后,蒸汽从出水管或者散热器上水室进入膨胀水当冷却统产生蒸汽后,蒸汽从出水管或者散热器上水室进入膨胀水箱上部空间。由于膨胀水箱温度低,蒸汽冷凝。膨胀水箱还通过补充箱上部空间。由于膨胀水箱温度低,蒸汽冷凝。膨胀水箱还通过补
17、充水管将冷却液送入水泵进水口,以保持水泵进水口处的高压。膨胀水水管将冷却液送入水泵进水口,以保持水泵进水口处的高压。膨胀水箱可以使水气分离,避免冷却液的损失。同时,还可有效地防止柴油箱可以使水气分离,避免冷却液的损失。同时,还可有效地防止柴油机汽缸套穴蚀的产生。机汽缸套穴蚀的产生。上一页 下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 6. 3. 3节温器节温器 节温器是一个由发动机冷却液温度控制的阀门,位于发动机缸盖出节温器是一个由发动机冷却液温度控制的阀门,位于发动机缸盖出水管与软管连接处,用来控制冷却液的循环路线。目前,发动机上采水管与软管连接处,用来控制冷却液的循环路线。目前,发动机上
18、采用蜡式节温器。用蜡式节温器。 (1)节温器的结构节温器的结构 如如图图6 -3所示,节温器的上支架上有孔与通往散热器上水室的软管所示,节温器的上支架上有孔与通往散热器上水室的软管相通,下支架上有孔与出水管相通。出水管同时与通往水泵进水口的相通,下支架上有孔与出水管相通。出水管同时与通往水泵进水口的旁通管相通。上、下支架通过阀座连成一体,并固定于出水管内。上旁通管相通。上、下支架通过阀座连成一体,并固定于出水管内。上支架固定有中心杆,中心杆上套装有可以沿中心杆上下移动的感应体。支架固定有中心杆,中心杆上套装有可以沿中心杆上下移动的感应体。主阀门位于感应体上部,用来控制出水管与软管之间的通路。副
19、阀门主阀门位于感应体上部,用来控制出水管与软管之间的通路。副阀门位于感应体的下部,用来控制出水管与旁通管之间的通断。两个阀门位于感应体的下部,用来控制出水管与旁通管之间的通断。两个阀门通过弹簧单向固定于感应体,随感应体外壳同步移动。通过弹簧单向固定于感应体,随感应体外壳同步移动。上一页 下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 (2)节温器的工作过程节温器的工作过程 当发动机温度很低时,感应体内的石蜡凝固成固态,体积缩小,弹当发动机温度很低时,感应体内的石蜡凝固成固态,体积缩小,弹簧的弹力将主阀门连同感应体、副阀门一起向上推,直至主阀门完全簧的弹力将主阀门连同感应体、副阀门一起向上推,直
20、至主阀门完全关闭,副阀门完全打开。此时,出水管内的冷却液通过副阀门进入旁关闭,副阀门完全打开。此时,出水管内的冷却液通过副阀门进入旁通阀,完全进行小循环,如通阀,完全进行小循环,如图图6-4所示。所示。 当冷却液温度达到当冷却液温度达到349 K时,石蜡随着温度升高而逐渐变成液态,时,石蜡随着温度升高而逐渐变成液态,体积随即增大。石蜡体积增大产生对胶管的推力,推力作用于中心杆体积随即增大。石蜡体积增大产生对胶管的推力,推力作用于中心杆锥面上,产生使胶管下移的作用力。在此力作用下,感应体与阀门下锥面上,产生使胶管下移的作用力。在此力作用下,感应体与阀门下移,主阀门开始打开,副阀门开度开始缩小。此
21、时,冷却液同时进行移,主阀门开始打开,副阀门开度开始缩小。此时,冷却液同时进行大、小循环。大、小循环的比例与冷却液温度有关,温度越高,主阀大、小循环。大、小循环的比例与冷却液温度有关,温度越高,主阀门开度越大,副阀门开度越小,大循环的冷却液也就越多。门开度越大,副阀门开度越小,大循环的冷却液也就越多。上一页 下一页返回6. 3冷却系统零部件冷却系统零部件 6. 3. 4风扇离合器风扇离合器 风扇离合器位于冷却系统风扇与驭动装置风扇离合器位于冷却系统风扇与驭动装置(水泵带轮水泵带轮)之间,用来根之间,用来根据发动机的工作温度控制风扇的转速。常见的风扇离合器有硅油风扇据发动机的工作温度控制风扇的转
22、速。常见的风扇离合器有硅油风扇离合器和电磁风扇离合器,如离合器和电磁风扇离合器,如图图6-5所示。所示。(1)硅油风扇离合器硅油风扇离合器 离合器的主动部分离合器的主动部分:主动轴通过螺栓固定于水泵皮带轮上,主动盘主动轴通过螺栓固定于水泵皮带轮上,主动盘固定于主动轴的端面上。主动轴与主动盘形成离合器的主动部分,随固定于主动轴的端面上。主动轴与主动盘形成离合器的主动部分,随水泵叶轮同步旋转。水泵叶轮同步旋转。 离合器的从动部分离合器的从动部分:从动部分由离合器盖、离合器壳体和通过螺栓从动部分由离合器盖、离合器壳体和通过螺栓固定于前盖与离合器壳体之间的从动盘组成,风扇固定于离合器壳体固定于前盖与离
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