冷卻和潤(rùn)滑
互聯(lián)網(wǎng) xjm82395219邢 汽車構(gòu)造維修 2008-08-17
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<p>當(dāng)一輛汽車以50km／h的速度行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)每個(gè)活塞每分鐘要上下運(yùn)動(dòng)6000次。燃燒室內(nèi)混合氣燃燒后會(huì)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?約為800—2000℃)。所以必須對(duì)氣缸加以冷卻，否則其中的運(yùn)動(dòng)件受熱膨脹而破壞了正常間隙、機(jī)械強(qiáng)度降低而損壞、潤(rùn)滑失效而卡死。當(dāng)然如果冷卻過(guò)度也會(huì)造成氣缸充氣量減少、燃燒不正常、功率下降、油耗增加及潤(rùn)滑不良等影響。在汽車上建立冷卻系的目的是要使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在適當(dāng)?shù)臏囟认鹿ぷ鳌?lt;/p> <p>目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻廣泛采用水冷式。令發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的熱量通過(guò)缸套、缸蓋傳導(dǎo)給周圍水套內(nèi)的冷卻水，然后將冷卻水所吸收的熱量散人外界大氣中。發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)水套內(nèi)剛水溫應(yīng)保持在80～90℃左右。</p> <p>目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋和氣缸體中都有水套。水泵將冷卻水從機(jī)外吸入加壓，使冷水在水套內(nèi)流動(dòng)，帶走鄰近部件的熱量。冷卻水吸熱后自身溫度升高，進(jìn)入車前端的散熱器(水箱)內(nèi)。由于汽車前進(jìn)和風(fēng)扇的抽吸，外界冷空氣通過(guò)散熱器，帶走散熱器內(nèi)冷卻水的熱量并送入大氣。當(dāng)散熱器中的冷卻水得到冷卻后，在水泵的作用下，再次進(jìn)入水套。如此循環(huán)不已地冷卻了發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件。</p> <p>為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷、轉(zhuǎn)速以及在不同季節(jié)下在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作，有些汽車還設(shè)置了百葉窗、節(jié)溫器和風(fēng)扇離合器等。</p> <p>散熱器位于汽車前端(個(gè)別的在車尾)汽車前進(jìn)時(shí)的迎風(fēng)處，上下端各有一個(gè)貯水室，其間用眾多細(xì)的冷卻管相連。冷卻管大多采用扁圓形截面。為了強(qiáng)化冷卻效果，在冷卻管外套上布置了許多金屬散熱片，以增加散熱面積和散熱器本身的剛度和強(qiáng)度。由冷卻管和散熱片組成的部件稱作散熱器芯。以上介紹的結(jié)構(gòu)稱之為管片式散熱器芯。</p> <p>另一種被廣泛使用的是管帶式散熱器芯(圖3)，它是由波紋狀散熱帶和冷卻管相間排列經(jīng)焊接而成。在散熱帶上開(kāi)有擾動(dòng)氣流的小翅，以提高散熱能：力。由于這種形式的散熱效果好，便于制造，質(zhì)量小，故被廣泛采用。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不如管片式。</p> <p>對(duì)散熱器芯的要求是所用材料的導(dǎo)熱性好，一般多用黃銅片制造。為了節(jié)約用銅，鋁制的散熱器芯大有發(fā)展前途。目前多用在高級(jí)轎車和賽車上。</p> <p>冷卻水的加水口位于散熱器上貯水室，平時(shí)用蓋緊閉，以防冷卻水溢出。倘若冷卻水中含水蒸氣過(guò)多，壓力過(guò)大，可能導(dǎo)致散熱器發(fā)生破裂，因此必須設(shè)置排氣口減壓閥。由于冷卻水與大氣連通，故稱之為開(kāi)式冷卻系。這種形式的缺點(diǎn)是冷卻水會(huì)不斷地蒸發(fā)，需經(jīng)常檢查和補(bǔ)充。另一種為閉式。發(fā)動(dòng)機(jī)在正常熱狀態(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)封閉與大氣隔開(kāi)，排氣口關(guān)閉。若系統(tǒng)內(nèi)壓力過(guò)大，高于大氣壓力，排氣口開(kāi)啟，與大氣相通。目前閉式冷卻系在排氣口上廣泛采用空氣—蒸汽閥。</p> <p>近年來(lái)，大部分汽車在冷卻系里都充加防凍液，以代替冷卻水。與一般加冷卻水系統(tǒng)的不同點(diǎn)是：在散熱器蓋排氣口需處接出一根橡膠或塑料管與貯液罐相通。當(dāng)受熱膨脹時(shí)，防凍液就進(jìn)入貯液罐。溫度降低時(shí)，罐內(nèi)防凍液又被吸回入散熱器內(nèi)。由此可避免防凍液的損失，更不必經(jīng)常添加。</p> <p>在散熱器的后方，通常有一個(gè)風(fēng)扇，它與冷卻液泵采用同一根驅(qū)動(dòng)軸。風(fēng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將汽車前方的空氣吸進(jìn)，令其通過(guò)散熱器芯，將芯內(nèi)熱水的熱量帶走。風(fēng)扇類似飛機(jī)的螺旋漿，它的葉片用薄鋼板制成，也有用高強(qiáng)度工程塑料或鋁合金鑄成。葉片數(shù)4。6片。為了降低噪聲和振動(dòng)，葉片間夾角不等。為了提高風(fēng)扇的冷卻效果，有的風(fēng)扇外廓加上一個(gè)護(hù)風(fēng)圈。風(fēng)扇一般由曲軸前輸出端的皮帶輪帶動(dòng)三角皮帶來(lái)傳動(dòng)。三角皮帶的松緊程度是可調(diào)的，太松會(huì)引起皮帶打滑，扇風(fēng)量減少，使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱；太緊則使各軸承的磨損加劇。所以皮帶的張緊力必須按制造廠的規(guī)定調(diào)好。</p> <p>冷卻水泵用來(lái)驅(qū)使冷卻系內(nèi)的冷卻水加速流動(dòng)，保證帶出足夠的發(fā)動(dòng)機(jī)熱量。最被廣泛采用的是離心式水泵(圖4)。因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，個(gè)頭小而排水量大，即使壞了也不影響冷卻水的流動(dòng)。它的結(jié)構(gòu)類似理發(fā)用的吹風(fēng)機(jī)。水從散熱器的下貯水室出來(lái)，進(jìn)入水泵的旋轉(zhuǎn)中心，再被轉(zhuǎn)動(dòng)著的葉輪甩向水泵殼四壁，最后沿切線方向從噴口噴出，進(jìn)到氣缸的水套里。在車輛的使用過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查水泵是否漏水。另外要按制造廠的規(guī)定，定期予以潤(rùn)滑。</p> <p>汽車制造廠在設(shè)計(jì)某一具體車型的冷卻系時(shí)，是根據(jù)該車在某一常用工作狀況下而設(shè)計(jì)的。然而汽車的使用條件干變?nèi)f化。如在夏季高溫、發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷低轉(zhuǎn)速的條件下，需要加強(qiáng)冷卻，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱；在寒冷的冬季。發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷高轉(zhuǎn)速的條件下，需要降低冷卻效果。現(xiàn)代汽車一般都采用改變通過(guò)散熱器的空氣量或改變冷卻水的流量來(lái)控制冷卻的效果。</p> <p>改變通過(guò)散熱器的空氣量所采取的措施最簡(jiǎn)單的要數(shù)在散熱器前方加裝百葉宙了。百葉窗是一扇由多個(gè)葉片構(gòu)成的窗子，通常由駕車人或節(jié)溫器自動(dòng)控制。冷卻水過(guò)冷時(shí)關(guān)閉百葉窗，反之則開(kāi)啟至全開(kāi)。</p> <p>另一種改變通過(guò)散熱器的空氣量的措施是變換風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇本身設(shè)有離合器。冷卻水溫低時(shí)，離合器分離，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低或停止。冷卻水溫高時(shí)，離合器接合，加速風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)化冷卻的效果。這種自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣流量的裝置還會(huì)帶來(lái)節(jié)約燃油的好處。至于利用什么媒介令離合器忽離忽合，現(xiàn)在常用的有硅油、溫控元件及電磁線圈等不一。</p> <p>改變冷卻水流量的常用辦法是在水路中增加節(jié)溫器。一般設(shè)在氣缸蓋的出水口處。當(dāng)冷卻水溫過(guò)低時(shí)，節(jié)溫器堵住冷卻水不使它流入散熱器，而令冷卻水直接回到氣缸體的水套內(nèi)。冷卻水溫高時(shí)，節(jié)溫器將回流到水套的通路關(guān)閉，讓冷卻水通過(guò)散熱器，加強(qiáng)對(duì)水的冷卻。節(jié)溫器本身起到雙通閥的作用，常用的有折疊式和蠟式。前者對(duì)壓力很敏感，后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，價(jià)格便宜。</p> <p>為了防止在氣缸水套內(nèi)產(chǎn)生水垢，冷卻液最好采用軟水。如雨水、雪水或涼開(kāi)水。如用硬水需予以堿化處理，否則將出現(xiàn)傳熱效果差，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的現(xiàn)象。</p> <p>由于冷卻水在寒冷氣候條件很容易結(jié)冰而導(dǎo)致出現(xiàn)脹破冷卻系部件的現(xiàn)象。為了降低冷卻水的結(jié)冰溫度，可以在冷卻水中添加乙二醇或酒精。當(dāng)然應(yīng)按制造廠的規(guī)定比例來(lái)配制。防凍液內(nèi)如加入少量添加劑可得到長(zhǎng)效防凍液，使用它可常年無(wú)須更換，也不致使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)銹蝕、凍結(jié)或結(jié)垢。此舉不但可減輕維護(hù)工作量，而且還提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命和汽車的使用率。</p> <p> </p> |
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