第二章冷却装置 2.1 发动机冷却系设计的要点 (1)散热器 散热器是为了保持发动机的适当温度的装置。发动机为满足 其性能和耐久性必须保持适当的温度。 发动机的气缸周围设计成水套。水套设计为冷却水在发动机 内部循环，或者在外部的散热器里循环的闭回路。 当冷却水的温度低的时候，只是在发动机内部闭回路上循环。 当发动机温度升高，使冷却水变高温水。此时，冷却水被引到发 动机外部的散热器中，被冷却风冷却后，重新回到发动机 内部。 如此，冷却水或循环在发动机内部或者循环在发动机外部的 作用是由设计在闭回路上的调温器来控制的。必须适当地选择调 温器的开闭温度。 (2)水泵 冷却水是被发动机曲轴用皮带轮驱动的水泵加压而进行循环 的。一般采用涡流式水泵，因为需要的不是扬程，而是喷 水量。 如果水泵发生气蚀，水的循环就恶化。一般为提高冷却水的 沸点。在冷却水循环回路中设置了压力盖，从而提高了系统的压 力。因此，水系应该保证发动机转速提高到最高时不引起气蚀 现象。 23
(3)散热器的散热量 散热器的基本冷却容量决定于散热器的散热面积、循环冷却 水量、冷却风量、散热器热通过率。 对发动机应该充分研讨和计算基本冷却容量。 驾驶室（货车的驾驶室）安装在发动机上部的平头式货车的 散热器同发动机一样安装在驾驶室的下面。在这种驾驶室下面的 发动机室内由发动机散发出的热气充满着。如果这个热气流到散 热器前方成为散热器冷却风的话，冷却效率就变坏。因此，为不 使发动机室内的热气流到散热器前方，应采取密封等措施。 (4)冷却系的噪声 冷却风扇的叶片切割风的声音和风扇罩的振动等成为冷却系 噪声。风扇的旋转速度尽量控制在低的范围，不仅有利于减少噪 声，而且有利于减少功率损失。 (5)风扇离合器 应该设置冷却水温在设定的温度以下时为低转速，在设定的 温度以上时为高转速的控制装置。现在一般使用的装置是风扇离 合器。风扇离合器是由连接于风扇中心部的感知冷却风温度的双 金属和装入硅油的流体连接器所组成，从面使其控制风扇的 转速。 (6)冷却水的供给 当补给冷却水或者刚开始给水的时候，一边放掉发动机水套 内和冷却水路内的空气，一边加水。如果不把空气完全放掉，可 能导致冷却水注入不满，可能引起气蚀。为此，在冷却水循环路 上容易存空气的地方设置放气孔，并用管子连接到注水口。 由于调温器也可能把冷却水循环路断路，所以，在调温器上 也必须设置放气孔。但是，只开个放气孔后不果取别的措施，当 调温器处于闭合状态下冷却水通过这个孔流入到散热器，可能出 现过度冷却或者出现发动机预热运转不良等现象。为此，在孔里 放人感温销，在微小的压力下使销锁闭放气孔。 (7)调温器 24
由于外面的空气温度非常低，从而散热器内的水温较低的时 候，发动机水温则上升。这时调温器处于打开的状态，低温冷却 水瞬时流入发动机内部。 这种情况对发动机来讲不是有利的。如果把调温器安装在发 动机的出口处（冷却水从发动机流到散热器的出口处），这将更显 著地导致水温不稳定。采用散热器罩这种措施会有好的效果。或 者把调温器的安装位置改变在发动机的进口处，也会很明显地改 善冷却效果。 (8)储水罐和乐力盖 可用压力盖的设定压力和安装位置来控制冷却水的循环水 压。 压力盖可安装在散热器上贮水室或者安装在储水罐上两种方 式。 把压力盖安装在散热器的上贮水室上，面储水罐只当作补给 水用时，上贮水室的最大压力就等于压力盖的压力， 冷却水受热膨张，上贮水室里空气和水蒸气的混合气体的温 度上升，当压力超过上贮水室的压力阀的压力时，冷却水和温合 气体一起打开压力阀流到储水罐。 当冷却水温度低时，由于冷却水和混合气体流到储水罐后上 贮水室就成了负压。因此重新把冷却水从储水罐吸人到上贮 水室。 当储水罐上设置了压力盖时，储水罐称为膨胀水罐或者副水 罐。这个膨胀水罐有气水分离机能。由于膨胀水罐的大部分作为 空气室，所以从发动机流进的气和冷却水的混合体在这里进行气 水分离。 冷却水由于热膨胀引起的体积增加也被控制在膨张储水罐容 积之内，当罐内压力上升到压力盖控制压力以上时，空气和水蒸 气就被放出去。 此外，膨胀储水罐不仅是一个注水口，而且当罐和散热器或 者和发动机的连接位置不同，能够决定冷却水循环回路中的压力 25
盖的加压位置。 还有要预测冷却水循环回路各部位的压力，必须探讨对压力 变化所对应的材料强度。 2.2发动机的冷却 2.2.1敞热器 汽车的发动机一般使用内燃机。内燃机是通过燃料的燃烧所 产生的热能来作功。但是，有效动力仅仅是燃料所具有的全能量 的30%~40%，剩下的能量作为排气热损失、机械摩擦热损失而 耗损。尤其是为了保持气缸、气缸盖、进排气门的适当温度，故 需对内燃机各部位进行冷却。从而作为冷却水损失也损失了 热能。 散热器是利用这种冷却水损失的，为了保证内燃机的适当温 度冷却水损失是不可缺少的，一般靠发动机所带动的水泵来使冷 却水在发动机各部位强制循环，把水热量散发到大气中的装置就 是散热器。 此散热量大约占发动机全部发热量的20%~30%。 2.2.2发动机冷却系的构造 多数发动机是液冷式的，冷却系是由发动机水套和散热器以 及两者之间的冷却水流动循环回路来组成。 在这回路里有把冷却水进行强制循环的水泵，有决定把冷却 水引到散热器或者引到发动机内部循环的调温器，有冷却水副水 箱，有向回路进行加压的压力盖，有给散热器送风的带流体联结 轴的风扇等。其布置如图2.1所示。 26
副水箱 上贮水室 热 到散热 压力盖 箱巷 人取硬装置 体 下水室 +:空气流线 木流线 a》具源器开闭时的水的流统 C)调祖器的构 1.30 开调温度 1,0 10℃以下 1. 07布 090100 d)调沮琴的石蜡温度特性 图2.1冷却系统图 .27