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　　散熱器
 

　　1.散熱器及散熱器芯的結(jié)構(gòu)形式
 

　　發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)中的散熱器由進(jìn)水室、出水室及散熱器芯等三部分構(gòu)成。冷卻液在散熱器芯內(nèi)流動(dòng)，空氣在散熱器芯外通過。熱的冷卻液由于向空氣散熱而變冷，冷空氣則因?yàn)槲绽鋮s液散出的熱量而升溫，所以散熱器是一個(gè)熱交換器。
 

　　按照散熱器中冷卻液流動(dòng)的方向可將散熱器分為縱流式和橫流式兩種?？v流式散熱器芯豎直布置，上接進(jìn)水室，下連出水室，冷卻液由進(jìn)水室自上而下地流過散熱器芯進(jìn)入出水室。
 

　　橫流式散熱器芯橫向布置，左右兩端分別為進(jìn)、出水室，冷卻液自進(jìn)水室經(jīng)散熱器芯到出水室橫向流過散熱器。大多數(shù)新型轎車均采用橫流式散熱器，這可以使發(fā)動(dòng)機(jī)罩的外廓較低，有利于改善車身前端的空氣動(dòng)力性。
 

　　散熱器芯有多種結(jié)構(gòu)形式。
 

　　管片式散熱器芯由散熱管和散熱片組成。散熱管是焊在進(jìn)、出水室之間的直管，作為冷卻液的通道。散熱管有扁管也有圓管。扁管與圓管相比，在容積相同的情況下有較大的散熱表面。鋁散熱器芯多為圓管。在散熱管的外表面焊有散熱片以增加散熱面積，增強(qiáng)散熱能力，同時(shí)還增大了散熱器的剛度和強(qiáng)度。管片式散熱器的優(yōu)點(diǎn)是散熱面積大、氣流阻力小、結(jié)構(gòu)剛度好及承壓能力強(qiáng)等。
 

　　管帶式散熱器芯由散熱管及波形散熱帶組成。散熱管為扁管并與波形散熱帶相間地焊在一起。為增強(qiáng)散熱能力，在波形散熱帶上加工有鰭片。與管片式散熱器芯相比，管帶式的散熱能力強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，成本低，但結(jié)構(gòu)剛度差。
 

　　板式散熱器芯的冷卻液通道由成對(duì)的金屬薄板焊合而成。這種散熱器芯散熱效果好，制造簡(jiǎn)單，但焊縫多不堅(jiān)固，容易沉積水垢且不易維修。
 

　　2.散熱器蓋
 

　　現(xiàn)代的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán)水冷系都用散熱器蓋嚴(yán)密地蓋在散熱器加冷卻液口上，使水冷系成為封閉系統(tǒng)，通常稱這種水冷系為閉式水冷系。其優(yōu)點(diǎn)有二：①閉式水冷系可使系統(tǒng)內(nèi)的壓力提高98～196kPa，冷卻液的沸點(diǎn)相應(yīng)地提高到120℃左右，從而擴(kuò)大了散熱器與周圍空氣的溫差，提高了散熱器的換熱效率。由于散熱器散熱能力的增強(qiáng)，可以相應(yīng)地減小散熱器尺寸。②閉式水冷系可減少冷卻液外溢及蒸發(fā)損失。
 

　　散熱器蓋的作用是密封水冷系并調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，冷卻液的溫度逐漸升高。由于冷卻液容積膨脹使冷卻系統(tǒng)內(nèi)的壓力增高。當(dāng)壓力超過預(yù)定值時(shí)，壓力閥開啟，一部分冷卻液經(jīng)溢流管流入補(bǔ)償水桶，以防止冷卻液脹裂散熱器。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，冷卻液的溫度下降，冷卻系內(nèi)的壓力也隨之降低。當(dāng)壓力降到大氣壓力以下出現(xiàn)真空時(shí)，真空閥開啟，補(bǔ)償水桶內(nèi)的冷卻液部分地流回散熱器，可以避免散熱器被大氣壓力壓壞。
 

　　圖片
 

　　3.補(bǔ)償水桶
 

　　補(bǔ)償水桶由塑料制造并用軟管與散熱器加冷卻液口上的溢流管連接。其作用已如上述，即當(dāng)冷卻液受熱膨脹時(shí)，部分冷卻液流入補(bǔ)償水桶;而當(dāng)冷卻液降溫時(shí)，部分冷卻液又被吸回散熱器，所以冷卻液不會(huì)溢失。補(bǔ)償水桶內(nèi)的液面有時(shí)升高，有時(shí)降低，而散熱器卻總是為冷卻液所充滿。在補(bǔ)償水桶的外表面上刻有兩條標(biāo)記線："低"線和"高"線，補(bǔ)償水桶內(nèi)的液面應(yīng)位于兩條標(biāo)記線之間。若液面低于"低"線時(shí)，應(yīng)向桶內(nèi)補(bǔ)充冷卻液。在向桶內(nèi)添加冷卻液時(shí)，液面不應(yīng)超過"高"線。補(bǔ)償水桶還可消除水冷系中的所有氣泡。
 

　　4.散熱器百葉窗
 

　　有些貨車和大客車發(fā)動(dòng)機(jī)在散熱器前面裝有百葉窗，其作用是通過改變吹過散熱器的空氣流量來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻強(qiáng)度，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)或暖車期間，冷卻液的溫度較低，這時(shí)將百葉窗部分或*關(guān)閉，以減少吹過散熱器的空氣流量，使冷卻液的溫度迅速升高。百葉窗可由駕駛?cè)送ㄟ^駕駛室內(nèi)的手柄來操縱其開閉，也可用感溫器自動(dòng)控制。
 

　　冷卻風(fēng)扇
 

　　1.風(fēng)扇的功用及結(jié)構(gòu)
 

　　冷卻風(fēng)扇置于散熱器后面。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在車架上縱向布置時(shí)，風(fēng)扇一般安裝在水泵軸上，并由驅(qū)動(dòng)水泵和發(fā)電機(jī)的同一根V帶傳動(dòng)。風(fēng)扇的功用是當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)吸進(jìn)空氣使其通過散熱器，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力，加快冷卻液的冷卻速度。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系多采用低壓頭、大風(fēng)量、高效率的軸流式風(fēng)扇，即風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動(dòng)。
 

　　風(fēng)扇的扇風(fēng)量主要與風(fēng)扇直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片安裝角及葉片數(shù)有關(guān)。葉片的斷面形狀有圓弧形和翼形兩種，前者由薄鋼板沖壓而成，后者用塑料或鋁合金鑄制。翼形風(fēng)扇效率高、消耗功率少，在轎車和輕型汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。一般葉片與風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)平面成30°～45°角(葉片安裝角)。葉片數(shù)為4、5、6或7片。葉片之間的間隔角或相等，或不相等。間隔角不等的葉片可以減小葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲。
 

　　2.硅油風(fēng)扇離合器
 

　　汽車在行駛過程中，由于環(huán)境條件和運(yùn)行工況的變化，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱狀況也在改變。因此，必須隨時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻強(qiáng)度。例如，在炎熱的夏季發(fā)動(dòng)機(jī)在低速大負(fù)荷下工作冷卻液的溫度很高時(shí)，風(fēng)扇應(yīng)該高速旋轉(zhuǎn)以增加冷卻風(fēng)量，增強(qiáng)散熱器的散熱能力。而在寒冷的冬天冷卻液的溫度較低時(shí)，或在汽車高速行駛有強(qiáng)勁的迎面風(fēng)吹過散熱器時(shí)，風(fēng)扇繼續(xù)工作就變得毫無意義了，不僅白白消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率而且還產(chǎn)生很大的噪聲。試驗(yàn)證明，水冷系只有25%的時(shí)間需要風(fēng)扇工作，而在冬季需要風(fēng)扇工作的時(shí)間就更短了。因此，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱狀況隨時(shí)對(duì)其冷卻強(qiáng)度加以調(diào)節(jié)就顯得十分有必要了。在風(fēng)扇帶輪與冷卻風(fēng)扇之間裝置硅油風(fēng)扇離合器是實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)的方法之一。
 

　　很多轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系采用電動(dòng)風(fēng)扇，尤其橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的汽車更是如此。電動(dòng)風(fēng)扇由風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并由蓄電池供電，所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)。在有些電控系統(tǒng)中，電動(dòng)風(fēng)扇由電腦控制。冷卻液溫度傳感器向電腦傳輸與冷卻液溫度相關(guān)的信號(hào)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，電腦使風(fēng)扇繼電器搭鐵，繼電器觸點(diǎn)閉合并向風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)供電，風(fēng)扇進(jìn)入工作。電動(dòng)風(fēng)扇的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便，不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率使燃油經(jīng)濟(jì)性得到改善。此外，采用電動(dòng)風(fēng)扇不需要檢查、調(diào)整或更換風(fēng)扇傳動(dòng)帶，因而減少了維修的工作量。
 

　　節(jié)溫器
 

　　1.節(jié)溫器的功用
 

　　節(jié)溫器是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，冷卻液的溫度較低，這時(shí)節(jié)溫器將冷卻液流向散熱器的通道關(guān)閉，使冷卻液經(jīng)水泵入口直接流入機(jī)體或氣缸蓋水套，以便使冷卻液能夠迅速升溫。如果不裝節(jié)溫器，讓溫度較低的冷卻液經(jīng)過散熱器冷卻后返回發(fā)動(dòng)機(jī)，則冷卻液的溫度將長(zhǎng)時(shí)間不能升高，發(fā)動(dòng)機(jī)也將長(zhǎng)時(shí)間在低溫下運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，車廂內(nèi)的暖風(fēng)系統(tǒng)以及用冷卻液加熱的進(jìn)氣管、化油器預(yù)熱系統(tǒng)都在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能發(fā)揮作用。
 

　　2.節(jié)溫器結(jié)構(gòu)及工作原理
 

　　當(dāng)冷卻液溫度低于規(guī)定值時(shí)，節(jié)溫器感溫體內(nèi)的石蠟呈固態(tài)，節(jié)溫器閥在彈簧的作用下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器間的通道，冷卻液經(jīng)水泵返回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值后，石蠟開始熔化逐漸變成液體，體積隨之增大并壓迫橡膠管使其收縮。在橡膠管收縮的同時(shí)對(duì)推桿作用以向上的推力。由于推桿上端固定，因此，推桿對(duì)膠管和感溫體產(chǎn)生向下的反推力使閥門開啟。這時(shí)冷卻液經(jīng)由散熱器和節(jié)溫器閥，再經(jīng)水泵流回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行大循環(huán)。
 

　　3.節(jié)溫器的布置
 

　　一般水冷系統(tǒng)的冷卻液都是由發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體流進(jìn)，從氣缸蓋流出。因此大多數(shù)節(jié)溫器布置在氣缸蓋出水管路中。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易排除冷卻系統(tǒng)中的氣泡。其缺點(diǎn)是節(jié)溫器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。例如，在冬季起動(dòng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于冷卻液溫度低，節(jié)溫器閥關(guān)閉。冷卻液在進(jìn)行小循環(huán)時(shí)，溫度很快升高，節(jié)溫器開啟。與此同時(shí)，散熱器內(nèi)的低溫冷卻液流入機(jī)體，使冷卻液又冷了下來，節(jié)溫器閥重新關(guān)閉。等到冷卻液溫度再度升高，節(jié)溫器閥又再次打開。直到全部冷卻液的溫度穩(wěn)定之后，節(jié)溫器閥才趨于穩(wěn)定不再反復(fù)開閉。節(jié)溫器在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)開閉的現(xiàn)象稱作節(jié)溫器振蕩。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，將增加汽車的燃油消耗量。節(jié)溫器也可以布置在散熱器的出水管路中。這種布置方式可以減輕或消除節(jié)溫器振蕩現(xiàn)象，并能地控制冷卻液溫度，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。多用于高性能的汽車及在冬季經(jīng)常高速行駛的汽車上。奧迪100型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)溫器即布置在散熱器出口的管路中。
 

　　水泵
 

　　1.水泵的功用
 

　　水泵的功用是對(duì)冷卻液加壓，保證其在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。
 

　　2.水泵的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
 

　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用離心式水泵。當(dāng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的冷卻液被葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣，同時(shí)產(chǎn)生一定的壓力，然后從出水管流出。在葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力下降，散熱器中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差作用下經(jīng)進(jìn)水管流入葉輪中心。葉輪由鑄鐵或塑料制造，葉輪上通常有6～8個(gè)徑向直葉片或后彎葉片。水泵殼體由鑄鐵或鋁鑄制，進(jìn)、出水管與水泵殼體鑄成一體。
 

　　3.水泵的典型構(gòu)造
 

　　4.水泵的驅(qū)動(dòng)
 

　　水泵一般由曲軸通過V帶驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)帶環(huán)繞在曲軸帶輪和水泵帶輪之間，因此水泵轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例。奧迪100型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵即由曲軸通過V帶驅(qū)動(dòng)，水泵轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1.6倍。有些發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵由凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)。