1、柴油发动机柴油发动机 构造与维修构造与维修主编：主编：徐西安徐西安主讲：主讲：赵建勇赵建勇北京理工大学出版社北京理工大学出版社先做人先做人 后做事后做事赵建勇赵建勇 6.3.1水泵 水泵对冷却液进行加压，维持其在冷却系统内快速循环流动。发动机采用离心式水泵，结构简单，尺寸小，排水量大。6.3 冷却系统零部件赵建勇赵建勇(1)离心式水泵的工作原理 离心式水泵由泵体，叶轮和进、出水管组成。进水管位于水泵中央，出水管位于水泵外缘，叶轮在外力带动下旋转。当叶轮旋转时，水泵中的冷却液随叶轮一起旋转、加压，在离心力的作用下，向叶轮的边缘甩出，经出水管输出水泵。叶轮中央处由于压力降低，产生真空吸力，将散热器
2、中的冷却液源源不断地吸入水泵。6.3 冷却系统零部件 (2)汽车发动机水泵结构 如图6-2所示，泵壳分成泵腔和轴承座孔两部分。位于泵腔内的叶轮固定于水泵轴，水泵轴通过两个轴承支撑于泵壳轴承座孔内。在泵腔与轴承座孔之间，设有水封，防止泵腔的冷却液沿水泵轴渗漏而进入轴承座孔。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件图6-2水泵结构赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 水泵轴的轴向定位与固定是通过向心推力轴承实现的。内侧轴承内圈的内侧抵住轴肩，两个轴承内圈之间设有隔离套筒，通过半圆键安装于水泵轴的皮带轮凸缘盘内侧抵住外侧轴承内圈，被螺母紧紧固定于水泵轴。上述结构使两个轴承的内圈固定于水泵轴上，内侧轴承外圈被
3、泵壳轴肩定位，阻止水泵轴向上、向内侧移动;外侧轴承外圈被卡环固定于壳体内，阻止水泵轴向上、向外侧移动。6.3 冷却系统零部件 (3)水泵的安装与连接 水泵进水管通过软管与散热器下水室连通，冷却液直接进入水泵腔室的中央部位。在水泵中央部位安装有管接头，通过旁通管与节温器副阀门连通。从副阀门流出的冷却液通过该管接头直接进入水泵腔室。水泵腔室后侧用泵盖封闭，泵盖上的出水口正对水泵泵腔的出水室。将水泵固定于发动机后，泵盖上的出水口与水套的分水管进水口对接。在泵壳的油封与轴承座孔之间设有泄水孔，当水封有少量的水滴泄漏时，可以从该孔泄出。若当发动机熄火后仍然有水泄出，则应拆开水泵进行修理。赵建勇赵建勇6.
4、3 冷却系统零部件 6.3.2散热器与膨胀水箱 散热器总成安装在车架上，用来对从发动机水套流出的高温冷却液进行散热，使之温度降低，继续循环使用。散热器由上水室、下水室和连接上、下水室的散热器芯组成。上水室设有水箱盖，但平时水箱盖不打开。上水室的进水管接头通过软管与水泵进水管连通。下水室设有放水开关，用来放掉散热器中的冷却液。散热器芯由很多纵向布置的连接上、下水室的扁平水管组成，水管间的间隙为气流通道，用来对水管内的冷却液进行冷却。为增大散热面积，在水管外面装入了很多横向散热片。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 膨胀水箱用透明塑料制成，安装位置高于散热器。膨胀水箱的上端通过出气管，分别与散热器
5、上水室和发动机出水管连通，其下端通过补充水管与水泵进水口连通。膨胀水箱设有加液口，用来补充冷却液。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 当冷却统产生蒸汽后，蒸汽从出水管或者散热器上水室进入膨胀水箱上部空间。由于膨胀水箱温度低，蒸汽冷凝。膨胀水箱还通过补充水管将冷却液送入水泵进水口，以保持水泵进水口处的高压。膨胀水箱可以使水气分离，避免冷却液的损失。同时，还可有效地防止柴油机汽缸套穴蚀的产生。6.3 冷却系统零部件 6.3.3节温器 节温器是一个由发动机冷却液温度控制的阀门，位于发动机缸盖出水管与软管连接处，用来控制冷却液的循环路线。目前，发动机上采用蜡式节温器。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件
6、(1)节温器的结构 如图6-3所示，节温器的上支架上有孔与通往散热器上水室的软管相通，下支架上有孔与出水管相通。出水管同时与通往水泵进水口的旁通管相通。上、下支架通过阀座连成一体，并固定于出水管内。上支架固定有中心杆，中心杆上套装有可以沿中心杆上下移动的感应体。主阀门位于感应体上部，用来控制出水管与软管之间的通路。副阀门位于感应体的下部，用来控制出水管与旁通管之间的通断。两个阀门通过弹簧单向固定于感应体，随感应体外壳同步移动。6.3 冷却系统零部件图6-3节温器的结构赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 (2)节温器的工作过程 当发动机温度很低时，感应体内的石蜡凝固成固态，体积缩小，弹簧的弹力将
7、主阀门连同感应体、副阀门一起向上推，直至主阀门完全关闭，副阀门完全打开。此时，出水管内的冷却液通过副阀门进入旁通阀，完全进行小循环，如图6-4所示。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件图6-4节温器对冷却液循环路线的控制赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 当冷却液温度达到349 K时，石蜡随着温度升高而逐渐变成液态，体积随即增大。石蜡体积增大产生对胶管的推力，推力作用于中心杆锥面上，产生使胶管下移的作用力。在此力作用下，感应体与阀门下移，主阀门开始打开，副阀门开度开始缩小。此时，冷却液同时进行大、小循环。大、小循环的比例与冷却液温度有关，温度越高，主阀门开度越大，副阀门开度越小，大循环的冷却液也
8、就越多。6.3 冷却系统零部件 6.3.4风扇离合器 风扇离合器位于冷却系统风扇与驭动装置(水泵带轮)之间，用来根据发动机的工作温度控制风扇的转速。常见的风扇离合器有硅油风扇离合器和电磁风扇离合器，如图6-5所示。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件图6-5硅油风扇离合器赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 感温器与阀片部分:在离合器前盖与从动盘之间，设有可以转动的阀片。阀片固定于阀片轴上，阀片轴伸出前盖，与双金属感温器连接。双金属感温器呈卷绕状，外端固定于前盖上，内端固定于阀片轴上。从动盘上设有进油孔，温度低于338 K时，阀片将进油孔封闭。从动盘的边缘开有回油孔，中心部位有漏油孔。离合器主动盘
9、与从动盘之间的间隙，被称为工作腔;从动盘与前盖之间的间隙，被称为储油腔，腔内充有硅油。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 (1)硅油风扇离合器 离合器的主动部分:主动轴通过螺栓固定于水泵皮带轮上，主动盘固定于主动轴的端面上。主动轴与主动盘形成离合器的主动部分，随水泵叶轮同步旋转。离合器的从动部分:从动部分由离合器盖、离合器壳体和通过螺栓固定于前盖与离合器壳体之间的从动盘组成，风扇固定于离合器壳体上。离合器壳体通过轴承，支承于主动轴上。安装后的离合器，主动盘位于从动盘与离合器壳体之间的腔室内。主动盘的后端面通过密封毛毡圈与离合器壳体接触，前端面与从动盘有一定的间隙。6.3 冷却系统零部件 (2)
10、硅油风扇离合器的工作原理 进油孔关闭:当发动机温度低于338 K时，阀片将进油孔关闭，工作腔内没硅油。此时，主动盘通过密封毛毡圈带动离合器壳体和风扇缓慢旋转。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 进油孔打开:当发动机温度高于338 K时，感温器产生变形，带动阀片轴和阀片旋转，将进油孔打开，储油腔内的硅油进入工作腔，旋转的主动盘通过硅油带动从动盘快速旋转起来。由于是液压传动，从动部分及风扇转速总是低于主动轴的转速。工作腔内的硅油受离心力的作用，被甩向工作腔外缘，通过回油孔回到储油腔内，储油腔内的硅油又通过进油孔补充到工作腔，因此硅油在工作腔与储油腔之间循环流动。6.3 冷却系统零部件 (3)电磁风
11、扇离合器 离合器结构:离合器通过螺栓固定于水泵轴上。如图6-6所示，离合器的主动部分包括电磁壳体、电磁线圈和摩擦片，随水泵轴同步旋转。离合器的从动部分包括固定成一体的风扇、风扇毂和衔铁环，通过轴承支承于电磁壳体上。导销固定于风扇毅上，衔铁环可以沿导销做一定的轴向移动，弹簧将衔铁环向风扇方向拉回。电磁线圈通过温控开关与电源接通。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件图6-6电磁风扇离合器赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 离合器的工作原理:当发动机工作温度低时，温控开关的电源不通，电磁线圈没有电流通过，离合器处于分离状态，风扇不转。当发动机工作温度升高到使温控开关电路接通时，电磁线圈电路接通，产生磁
12、力，将衔铁环吸向摩擦片并与摩擦片压紧，离合器接合，风扇与水泵轴同步旋转。6.3 冷却系统零部件 6.3.5风扇及皮带轮张紧装置 风扇位于散热器后面，旋转时产生的吸力，使通过散热器芯的气流速度显著增大，从而提高了散热效果。风扇常用工程塑料冲压而成，有4个或者6个叶片，叶片平面与风扇旋转平面有一定的夹角。风扇叶片之间的夹角并不相等，主要是为了减少风扇的振动与噪声。为增大风扇的扇风能力，从而将风扇叶片端部弯曲;同时，在风扇周围设有护围。赵建勇赵建勇6.3 冷却系统零部件 曲轴通过V形带驱动水泵旋转。当工作一段时间后，由于橡胶带的长度增加，导致出现皮带打滑的现象，因此必须进行调整。通常，水泵带轮与发电机带轮共用一根皮带，发电机支架可以移动。调整皮带松紧度时，将发电机支架固定螺栓松开，将发电机外移。当发电机外移到使皮带的松紧度合适时，固定住发电机支架即可。6.3 冷却系统零部件谢谢观赏！谢谢观赏！赵建勇赵建勇
