內燃機冷卻系統

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更新時間: 2013-09-08

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內燃機冷卻系統   用吸熱介質冷卻高溫零件,以保持內燃機在最佳溫度狀況下工作的裝置。

內燃機冷卻系統 -內燃機冷卻系統

 

內燃機冷卻系統 -正文
  用吸熱介質冷卻高溫零件,以保持內燃機在最佳溫度狀況下工作的裝置。在內燃機中,由於氣缸套、氣缸蓋、活塞和氣門等機件直接與高溫燃氣接觸受到強烈的加熱,機件溫度很高。這不僅會導致機件強度降低,而且可能產生很大的熱應力,使機件損壞。高溫還會破壞氣缸壁上的潤滑油膜,使潤滑油氧化變質,以致活塞、活塞環和氣缸套嚴重磨損、咬傷或粘著。此外,過高的溫度還會使進入氣缸的空氣密度降低,引起爆震、早燃等不正常燃燒。為了保證內燃機正常、可靠的運轉,必須通過冷卻系統對這些高溫機件冷卻。內燃機工作時,燃料燃燒所放出的熱量有20~35%是由冷卻系統散走的。採用水作為冷卻介質的稱為水冷式冷卻系統,採用空氣作為冷卻介質的稱為風冷式冷卻系統。
  水冷系統  它使高溫機件的熱量先傳給水,然後再將熱量散掉。水冷系統由節溫器、散熱器、風扇、水泵和水套等組成(圖1)。在氣缸蓋和機件中鑄有存水的水套,以便使水接近受熱機件。一般採用結構緊湊、輸水量大的離心水泵(見離心泵),由曲軸通過皮帶驅動水泵。冷卻水經水泵供入水套並從氣缸壁和氣缸蓋吸收熱量后流入散熱器的上水箱內。在散熱器的上下水箱間排列有許多用金屬材料製成的扁平直管,管的周圍裝有許多薄的散熱片。風扇安裝在水泵皮帶輪上,風扇扇動空氣以高速從散熱片間流過散熱器。散熱器上水箱內的熱水在流過散熱器的扁平管內流往下水箱時,將熱量傳給空氣而得到冷卻。這種用泵強迫冷卻水循環的系統稱為強製冷卻系統。還有一種不用泵的自然對流冷卻系統。

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內燃機冷卻系統內燃機冷卻系統
 
內燃機冷卻系統內燃機冷卻系統

  內燃機工作時轉速和負荷經常變化。按高負荷設計冷卻系統的內燃機,在低負荷運轉時散至冷卻水的熱量減少,所以冷卻系統的散熱能力也應相應減小,因此需要對冷卻系統散熱能力進行調節。調節的方法是用百葉窗改變通過散熱器的空氣量,或者在風扇傳動中裝入硅油式或磁電式離合器,由一個感溫器控制。當溫度升高時,離合器逐步接合,帶動風扇使流經散熱器的空氣量增加;反之,空氣量減少。用可調風扇會使結構複雜,但可減小消耗於冷卻系統的功率,節約燃料。另一種方法是改變流經散熱器的冷卻水循環流量,以調節冷卻強度。在缸蓋出水口處安裝的節溫器一般有摺疊式和肋式兩種。節溫器波紋筒內裝有揮發液。當水溫在80℃左右時,揮發液的蒸氣壓力增大使波紋筒膨脹,推動閥桿將主閥門打開,此時副閥門關閉,從氣缸蓋水套中流出的冷卻水全部流入散熱器進行冷卻;在水溫低於70℃時主閥門關閉,副閥門打開,此時冷卻水從氣缸蓋水套流出,全部經副閥門流入水泵,再被水泵壓入機體進行循環,冷卻水不再流入散熱器中冷卻。這樣,水溫度很快升到正常運轉溫度80~90℃。
  風冷系統  使高溫機件的熱量直接散入空氣中的冷卻系統。風冷系統由風扇、導風罩、擋風板和散熱片組成(圖2)。氣缸蓋和氣缸外表面都設有散熱片,以增加散熱面積。風扇將空氣經導風罩、擋風板吹過氣缸蓋和氣缸。空氣流經散熱片時將氣缸蓋和氣缸的熱量帶走。導風罩和擋風板的作用是更有效地利用空氣流,並使各缸冷卻均勻。
  風冷系統直接用空氣冷卻,因此比水冷系統結構簡單。它不用水作冷卻介質,所以不會發生漏水、凍結和沸騰等故障。因此,在嚴寒或酷熱天氣、缸水或沙漠地帶使用風冷系統非常方便,但它不如水冷系統冷卻均勻、可靠,且雜訊較大,因此風冷系統在內燃機中的應用不如水冷系統普遍。

 

內燃機冷卻系統 -配圖

 

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