发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体的温度可高达1927~2527，使发动机零件的温度升高。如果不及时冷却，会影响发动机的正常工作。发动机过热或过冷都会对发动机造成伤害。冷却系统的作用是将受热零件吸收的部分热量及时消散，保证发动机在最合适的温度下工作。 汽车冷却系统的类型 冷却系统根据冷却介质的不同可分为风冷与水冷。 空气冷却系统是将发动机中高温部件的热量直接散发到大气中进行冷却的装置。水冷系统是先将热量传递给冷却液，再扩散到大气中进行冷却的装置。目前，水冷系统因其冷却均匀、效果好、发动机噪音低而被广泛应用于汽车发动机。发动机正常工作时，水冷系统中冷却液的温度应保持在80~90范围内。 汽车风冷系统 风冷系统中的冷却介质是空气，翅片的热量通过气流散发到大气中。它主要由风扇、导风罩、散热片、气缸导风罩和分流板组成。 风冷发动机的缸体和缸盖都装有散热片，散热片是单独铸造，然后组装在一起的。气缸盖最热，铝合金材质，散热片比较长；为了加强冷却，确保冷却均匀，还安装了导流板和分流板。使用风扇时，安装在发动机前部中间位置；当使用两个风扇时，它们分别安装在左、右气缸的前端。 该空冷系统具有结构简单、运行可靠、重量轻、升温快、经济性好的特点，特别适用于沙漠等高温地区和极地等严寒地区。缺点是制冷效果难以调节，耗电量大，工作噪音大等。只用于一些小排量和军用汽车发动机。 汽车水冷系统 水冷系统以冷却液(或水)为冷却介质，通过冷却液的不断循环，从发动机的水套中吸收多余的热量，排放到大气中。根据冷却液循环方式的不同，水冷系统可分为蒸发(利用水的温差使冷却液在发动机内循环)、自然循环(冷却液在管路内自然流动)和强制循环(通过水泵使冷却液在发动机内循环)三种方式。目前汽车普遍采用强制循环。 汽车水冷系统的主要部件 水冷系统一般由膨胀水箱、散热器、水泵、风扇、水套和温度调节器组成。 水冷式发动机的气缸盖和气缸体铸造有一个相连的水套，用来储存冷却液，其作用是使冷却液接近受热的高温零件，并在其中循环。泵冷却液被散热器吸入，通过配水管流入发动机水套。冷却液在水套中吸热后，沿着水管进入散热器。经过风扇的强力抽吸，气流从前向后穿过散热器，带走冷却液的热量。在水泵的压力下，冷却后的冷却液通过水管压入水套，使发动机在高温下工作的零件不断得到冷却，保证发动机的正常运转。 冷却系统配有温度调节装置，其作用是保证发动机在不同负荷和转速下工作在最合适的温度范围内，如百叶窗、恒温器等。 通常冷却系统中冷却液的循环流动路径有两种：当冷却液温度较低时，冷却液只在水泵和水套中循环，不经过散热器，以防止发动机过冷，称为小循环；冷却液温度高时，冷却液通过散热器循环，防止发动机过热，称为大循环。 01散热器 大多数散热器安装在发动机和风扇的前面。它的作用是增加散热面积，加速冷却液的冷却。为了带走 散热器由上储水室、散热器芯和下储水室组成。上散热器储水室的顶部设有充液口，充液口通常由散热器盖盖住，冷却液从充液口注入整个冷却系统。上、下储水室分别设有进水管和出水管，分别通过橡胶软管与气缸盖的出水管和水泵的进水管连接。从发动机气缸盖上的出水管流出的高温热冷却液通过进水管进入上储水室，经冷却水管冷却后流入下储水室，从出水管流出并被吸入水泵。散热器下储水室的出水管上还设有排水阀。 散热器由许多冷却水管和翅片组成，翅片用于增加散热器芯的散热面积。散热器的结构形式有很多种，常用的有管式和管带式两种。 普通水冷系统的散热器盖有一个自动阀。当发动机处于正常热状态时，阀门关闭，使冷却系统与大气隔绝，防止水蒸气溢出，使冷却系统中的压力略高于大气压力，从而提高冷却液的沸点，防止冷却系统沸腾。但是，如果冷却系统中的水蒸气过多，冷却系统的压力就会过高，可能会导致发动机散热器开裂。因此，进水口必须具有排出水蒸气的通道。当冷却系统中的压力过高或过低时，自动阀将打开，使冷却系统与大气连通。 压力散热器盖的结构如下图所示。带有气阀和蒸汽阀的散热器盖紧盖在进水口上。当发动机处于正常热状态时，两个气门在弹簧力的作用下都是关闭的。 当冷却系统中的蒸汽压力比大气压力低0.01~0.012MPa时，气阀打开，如图(a)所示。空气从排汽管进入散热器，防止散热器被大气压力放气。 当冷却系统中的蒸汽压力超过大气压力0.026~0.037MPa时，蒸汽阀将打开，如图(b)所示。此时，一部分冷却液将从蒸汽排放管排放到补偿桶，使得冷却液中的压力下降。提高冷却系统的蒸汽压可以提高冷却液的沸点，从而扩大散热器与大气的温差，增强散热能力。 汽车散热器盖蒸汽阀开启压力可达0.1MPa，水的沸点可升至120。很明显，这个散热器与环境空气温差大，所以散热能力强。 02冷却风扇 风扇一般安装在散热器后面，与水泵同轴，随水泵转动。其作用是增加通过散热器芯的空气流量，增强散热效果，加速冷却液的冷却。 汽车发动机的风扇有两种，即轴流式和离心式。轴流风机产生的风，其流向与风机轴平行；离心风机产生的风沿径向流动。轴流风扇因其效率高、风量大、结构简单、布置方便等优点，在汽车发动机中得到了广泛的应用。 近年来，一些桥牌车开始使用电池供电的电风扇，如下图所示。它的速度与发动机转速无关。电机的开关由位于散热器上的温度传感器控制，风扇需要工作时自动启动。该风扇无功率损失，结构简单，布置方便，非常适合汽车使用。 03水泵 水泵用螺栓固定在发动机的前面，并通过传动带连接到曲轴皮带轮上。它的作用是给冷却液加压，使其循环。离心式水泵常用于汽车发动机。 水泵主要由泵壳、泵盖、叶轮、泵轴、轴承和油封组成。水泵的工作过程是当叶轮 现代汽车发动机冷却系统采用自动补偿封闭式散热器，其特点是在散热器的右侧增加一个补偿桶，也叫储液箱或辅助水箱，通过软管连接到散热器的蒸汽出口。 补偿桶的作用是减少冷却液的损失。当冷却液温度升高且体积膨胀时，散热器中多余的冷却液会流入补偿桶。当冷却液温度下降，体积缩小，散热器产生一定的真空，补偿桶中的冷却液被吸回散热器。同时，散热器水箱也可以做得更小，这样冷却液的损耗就很小，司机也不用经常检查冷却液的量。 通常，补偿桶上印有两条液位标志线： DI(低)和GAO(高)，或者FULL(满)和ADD(加)。 当冷却液温度低于50%时，液位不应低于“DI”或“ADD”线；否则应补充冷却液，注意冷却液不能超过“高”或“满”线，以免冷却液溢出。 05冷却强度调节装置 冷却强度调节装置根据发动机的不同工况和不同使用条件，改变冷却系统的散热能力，即改变冷却强度，从而保证发动机工作在最有利的温度。通常有两种调节方式：一种是改变通过散热器的空气流量；另一个是改变冷却剂通过散热器的循环流量和循环范围。 恒温器的作用：改变冷却液的循环路线和流量，自动调节冷却强度，使冷却液温度保持在80~90。节温器安装在冷却液循环的通道中，通常在气缸盖的出口处。分为蜡型和折叠型。 石蜡恒温器在橡胶管和感应器之间的空间中装有石蜡。为了提高导热性，石蜡中常掺入铜粉或铝粉。常温下，石蜡是固体，主阀压在阀座上。此时辅助阀关闭通向散热器的通道，冷却液从发动机气缸盖出口通过水泵流回气缸体水套进行小循环。当发动机冷却液温度升高时，石蜡逐渐变成液体，其体积增大，迫使橡胶管收缩，从而向上推动推杆下端。 由于推杆上端固定，推杆对胶管和感应器产生向下的反推力，主阀开启；当发动机冷却液温度达到80以上时，主阀全开，冷却液从气缸盖出水口流向散热器，这样就做了一个大循环。一汽100轿车和CA1091卡车使用的是蜡制恒温器。 折叠式恒温器由一个充满挥发性乙醚的弹性折叠式封闭圆筒(由黄铜制成)制成。主阀和侧阀与膨胀缸的上端一起上下移动。膨胀圆筒内液体的蒸汽压随周围温度而变化，所以圆筒的高度也随温度而变化。 当发动机工作在正常的热态，即冷却液温度高于80时，冷却液应该全部流经散热器，形成一个大循环。此时节温器主阀全开，而侧阀完全关闭旁通孔；当冷却液温度低于70时，膨胀缸内的蒸汽压力很小，使汽缸收缩到最小高度。主阀压在阀座上，即主阀关闭，侧阀开启。此时发动机水套到散热器的通道被切断，水套中的冷却液只能通过旁通孔流出，通过旁通管进入水泵，然后被水泵压入发动机水套。此时冷却液不流过散热器，只在水套和水泵之间循环，防止发动机过冷。当发动机冷却液温度在70~80范围内时，主阀和侧阀处于半开状态。此时，一部分冷却液大循环，另一部分冷却液小循环。 内容来自 《汽车原理构造与识图》 主编张定价：99.00余