水箱的分类及组成(水冷却系统主要零部件的构造及其发挥的作用是什么)

Posted 2023-05-30

篇首语：敢说敢作敢为，无怨无恨无悔。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水箱的分类及组成(水冷却系统主要零部件的构造及其发挥的作用是什么)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水箱的分类及组成(水冷却系统主要零部件的构造及其发挥的作用是什么)

水冷却系统主要由水箱、风扇、水泵、水管、节温器和水温监测装置等组成。

（1）水泵

作用：给冷却液加压，使冷却液在系统内循环流动，保证冷却系可靠工作。

图5．1．3　离心式水泵

构造：由于结构简单，尺寸小排量大，现代汽车中大都采用离心式水泵，如图5．1．3所示。当水泵停止工作时并不妨碍水在冷却系中自然循环。

当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。如此连续作用，使冷却水在水路中不断地循环。

（2）散热器

作用：将冷却液的热量散发到大气中去，使冷却液的温度迅速降低，保证发动机冷却液的温度保持在正常的工作温度范围内。

构造：按照散热器中冷却液流动的方向，可分为纵流式和横流式两种，如图5．1．4所示。纵流式散热器芯竖直布置，冷却液自上而下地流过散热器芯。横流式散热器芯横向布置，冷却液经散热器芯横向流过散热器。大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。

图5．1．4　散热器的分类

纵流式散热器主要由上贮水室、下贮水室以及连接上、下水室和对冷却水起散热作用的散热器芯组成。上贮水室通过进水软管与缸盖上的出水管相通，下贮水室通过出水软管与水泵进水口相通。上贮水室上端设有加水口，并用散热器盖密封；下贮水室设有放水开关，必要时可将散热器内的冷却水放掉。

1）散热器芯

散热器芯由许多冷却管和散热片组成。对于散热器芯来说，应该有尽量大的散热面积，采用散热片就是为了增加散热器芯的散热面积。常见的散热器芯结构有两种：管片式和管带式，如图5．1．5所示。冷却管的断面大多为扁圆形，与圆形断面的冷却管相比，不但散热面积大，而且万一管内的冷却水结冰膨胀，扁管可以借其横断面变形而避免破裂。采用散热片，不但可以增加散热面积，还可增大散热器的刚度和强度。

图5．1．5　散热器芯

2）散热器盖

汽车发动机都采用闭式水冷系。这种水冷系广泛采用具有蒸汽阀和空气阀的散热器盖，其结构如图5．1．6所示。

图5．1．6　具有空气-蒸汽阀的散热器盖

1—泄气管；2—蒸汽阀；3—空气阀；4—散热器盖

散热器盖的工作原理：当散热器内温度升高产生蒸汽，使压力升高到一定数值时（一般为0．026～0．037MPa，某些轿车散热器盖可达0．1MPa），蒸汽阀打开，水蒸气从泄气管排出。冷却水沸点的提高，就是因为冷却系内的压力升高所致。当散热器内因冷却水冷却温度下降而产生一定的真空度时（一般为0．01～0．02MPa），空气阀被吸开，空气从泄气管进入散热器内。

注意事项：当发动机处于热态时，打开散热器盖应缓慢小心，以防高温水气喷出，将人烫伤。

（3）膨胀水箱

1）膨胀水箱的作用和结构

膨胀水箱除了具备对散热器内的冷却水起到自动补偿作用外，还具备及时将冷却系内的水气分离，避免“穴蚀”产生的功能。膨胀水箱如图5．1．7所示，它用透明塑料制成，位置稍高于散热器。膨胀水箱上端通过水套出气管和散热器出气管分别和缸盖水套及散热器上贮水室相通。膨胀水箱下端通过补充水管和旁通管相通。由于膨胀水箱位置稍高于散热器，因此膨胀水箱液面上方有一定的空间。

图5．1．7　膨胀水箱

2）膨胀水箱的工作原理

发动机工作时，在散热器和水套内产生的蒸汽通过出气管，进入膨胀水箱后冷凝成液体，及时做到了水气分离。冷凝后的冷却水通过补充水管进入水泵。

（4）节温器

目前，大多数发动机采用蜡式节温器，安装于缸盖出水口处，以控制冷却水通往散热器的流量。东风EQ6100-1型发动机的蜡式节温器的构造如图5．1．8所示。推杆的上端固定于支架，下端插入胶管的中心孔内。胶管与节温器外壳之间的环形内腔装有石蜡。节温器外壳上端套装有主阀门，下端套装有副阀门，弹簧位于主阀门与支架下底之间。

图5．1．8　节温器

在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石蜡呈固态，主阀门压在阀座上。这时主阀门关闭通往散热器的水路，副阀门开启，来自发动机缸盖出水口的冷却水经水泵再经过副阀门又流回汽缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对推杆上端头产生向上的推力。由于推杆上端固定，故推杆对橡胶管、感应体产生向下的反推力，阀门开启，当发动机水温达到80℃以上时，主阀门全开，副阀门完全关闭，来自汽缸盖出水口的冷却水流向散热器，从而进行大循环。

（5）冷却强度调节装置

发动机由于使用条件（负荷、转速和环境温度）经常改变，冷却强度也必须不断地改变。否则，会出现发动机过热或过冷现象而影响正常使用。冷却强度的调节方式有两种：一种是改变通过散热器的空气量；另一种是改变通过散热器的冷却水量。第一种方式是靠百叶窗和风扇离合器来完成的；第二种方式是靠节温器来实现的。

1）百叶窗

百叶窗安装于散热器的前面，由许多片可以摆动的活动挡板组成。当冷却温度过低时，可将百叶窗部分或完全关闭，以减少流过散热器的空气量，使冷却水温度升高。百叶窗的开度是通过一套操纵机构由驾驶员控制的。有些汽车采用调温器来自动控制百叶窗开度，如图5．1．9所示。

2）风扇

风扇安装于散热器后面，大多数发动机风扇与水泵同轴。风扇旋转时，会产生轴向吸力，增加流过散热器芯的空气量，可加速对流经散热器芯的冷却水的冷却，从而加强对发动机的冷却作用。对于风扇来说，要求它风量大、效率高，以及振动与噪声小，尽量减少消耗发动机功率。

风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角和叶片数目有关。风扇常和发电机一起通过V形带由曲轴带轮驱动，如图5．1．10所示。

图5．1．9　百叶窗自动调节装置

图5．1．10　汽车风扇皮带张紧装置

目前，轿车发动机由于大多采用电动风扇，风扇不与水泵同轴。电动风扇由电动机驱动，受冷却水温度控制的温控开关控制风扇的转动，不受发动机转速的影响。这样，既能保证发动机在汽车低速时的冷却，又可减少消耗发动机的功率。