说明:当发动机运转时,燃烧室中的燃烧温度为2,000?C(3,632?F)或更高,它使发动机的各种零件受热。如果持续下去,气缸壁、活塞及气门就会过热,导致发动机故障。所以,发动机必须通过冷却系统随时冷却,以使发动机保持在可接受的温度。
汽车发动机冷却系统根据冷却方法的不同分为两类:风冷和水冷。一般地说,除了摩托车及一些小型轿车以外,其他车辆广泛应用水冷系统。
在水冷发动机中,发动机产生的热量被发动机冷却液(冷却水)冷却,热量被散热器散出。由水泵驱动的强制循环系统循环发动机冷却液。散热器通过一个风扇吸取汽车外部的自然空气或通过汽车行驶时的自然风气流进行散热。
当发动机冷起动时,为迅速预热,通往散热器的水道被节温器封闭,因此发动机冷却液只能在发动机内循环。随着发动机温度的升高,节温器开启,发动机冷却液可以进入散热器并如上所述进行冷却。通过水泵流经发动机进行再循环。
发动机冷却液还可通过在暖风机加热芯内的循环来加热乘客舱内部。
散热器,散热器盖
散热器
如图1所示,散热器包括上水室、下水室,放水开关和散热器盖等。
6 散热器盖
在1 atm(在海平面的大气压)下,冷却水在100?C(212?F)时沸腾然后蒸发。散热器盖增加了散热器内部压力,因而提高了冷却水的沸点,这样增大了它的工作温度范围并改善了冷却效率。
如果发动机冷却液沸腾,发动机与大气之间的热交换(热传导)就不能进行,这样发动机温度就会继续升高。这种现象称为“过热”。
当发生过热时,散热器内部与大气之间的温差受到限制,因此散热器性能下降。
如果发动机冷却液温度降低,散热器内部的压力也随之降低。如果允许降至大气压力之下,散热器将由于压力而破裂。为防止出现这种情况,加装了真空控制装置。
由于压力弹簧的作用,与散热器上水室相连的压力阀关闭。如果因为发动机冷却液温度升高导致内部压力增大到压力弹簧的压力 [大约88 kPa (0.88 bar,0.9 kgcm2,13 psi)] 以上,压力阀就会开启,过量的压力被释放。
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如果发动机冷却液温度降低,在冷却系统内部产生负压,真空阀就会打开,因此空气吸入,防止了散热器的变形。
如果在发动机热时打开散热器盖,热冷却液将会在内部压力的作用下从散热器中喷出。所以一定要等发动机冷却后才能打开散热器盖。
一些散热器装备有发动机冷却液储液罐。热的膨胀的冷却水打开散热器盖的压力阀,流入储液罐,当水冷却后再流回散热器。
因为使用了储液罐,就不用经常检查散热器中的发动机冷却液液面了。
对于没有储液罐的散热器,如果散热器加满发动机冷却液,冷却液可能从散热器盖溢出。在寒冷季节有必要将散热器中的发动机冷却液保持在规定液面。
8 3. 水泵
水泵强制发动机冷却液在复杂的各个气缸水套中整体循环,它由曲轴皮带轮驱动,其速度是发动机转速的0.8至1.5倍。
叶轮由皮带驱动,吸入发动机冷却液并通过出水口进入气缸体的水套中。
9 腊腔型节温器
4. 节温器 4-1. 说明
节温器位于发动机冷却液的进口或出口,自动地将冷却水保持在某一温度。为使发动机发挥最大能力,理想的发动机冷却液的温度是80至90?C(176至194?F),不能超出这个温度范围。因此,为保持合适的温度,当发动机冷却液温度较低时,为使发动机迅速加热,冷却液就停止在散热器中循环。只有当发动机冷却液温度升高了,才开始在散热器中循环。
节温器通过改变散热器中的循环水量来使发动机冷却液保持在合适的温度上。 4-2. 节温器的工作原理
为控制发动机冷却液在散热器中的循环,采用了两种方法:节温器或是位于发动机冷却液的出口处,或是位于进口处。当今的某些发动机采用底部旁通式节温器,它不仅控制发动机冷却液流入流出发动机,而且还控制冷却液在发动机内的循环。节温器通常安装在发动机冷却液的出口处,但底部旁通式既可安装在出口处又可安装在进口处。 (1) 没有旁通阀的节温器
这里给出一个节温器安装在发动机冷却液出口处的例子:右图显示蜡腔型节温器的工作原理。固体的蜡、橡胶和中央的心轴活塞组装在一个容器(腔体)内,心轴活塞的一头固定在外壳上。
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