冷却系

出处：按学科分类—农业科学 河南科学技术出版社《简明农机手册》第40页（2773字）

(一)冷却系的功用和类型

冷却系的功用是利用冷却介质(水或风)吸收并散发处于高温零件(缸套、缸盖、气门、活塞等)的热量，使柴油机工作温度正常。从而防止零件因过热而导致强度降低甚至烧坏，并防止润滑油因黏度过低而造成零件过早磨损。

冷却系根据冷却介质不同，可分风冷却系和水冷却系；水冷却系根据散热方式又可分为蒸发式和强制循环式两种。小型单缸柴油机采用蒸发式水冷却系；大中型多缸柴油机多采用强制循环式水冷却系。

(二)蒸发式水冷却系

蒸发式水冷却系如图1－51所示。水箱与水套直接相通。在柴油机工作时，水套的水吸收缸套和缸盖传出的热量后，体积膨胀、密度减小，因而上浮，通过蒸发将吸入的热量散发到大气中，水箱上部的水温较低，密度大，因而下降，吸热后又因密度小而上浮进行蒸发散热。因此，蒸发式水冷却系是靠水箱和水套之间水的对流循环，不断地进行蒸发散热。这种冷却系的优点是构造简单，但由于水不断地向外蒸发，所以存在水消耗量较大的缺点。水箱中的浮标是用来指示水箱内冷却水是否充足，如浮标下降到最低位置应及时加水。

图1－51 蒸发式水冷却系

1．缸盖水套 2．缸体水套 3．水箱 4．浮子 5．红色浮子头 6．加水口 7．滤网 8．漏斗

(三)强制循环式水冷却系

强制循环式水冷却系如图1－52所示。它是依靠冷却水泵产生一定的压力，强制冷却水循环，通过散热器和风扇将吸收的热量散发到大气中，起冷却作用。冷却系中的节温器是控制冷却水的循环方式，循环方式有大循环和小循环两种。如果冷却水温度很低(70℃)时节温器主阀全闭，旁通阀全开，冷却水即进行小循环。

图1－52 强制循环式水冷却系

1．风扇 2．散热器 3．散热器盖 4．溢水管 5．水温表 6．节温器 7．水泵 8．水套 9．配水管 10．放水栓 11．旁通管

如果水温达到正常温度(85℃)时，节温器主阀全开，旁通阀全闭，冷却水即进行大循环。如果水温在70～85℃之间，主阀门和旁通部分开启，因此一部分冷却水进行大循环，也有一部分冷却水只作小循环。

强制循环冷却系的主要部件：

1．水泵和风扇 水泵和风扇的构造如图1－53所示。水泵工作原理如图1－54所示。风扇皮带通过皮带轮和水泵轴带动水泵叶轮旋转，冷却水在离心力的作用下沿叶轮的叶片甩出，叶轮的外缘水压增大并经与叶轮成切线方向的出水管被压入水套；同时，由于叶轮中部的水被甩向边缘，压力降低，所以冷却水由散热器下水管和水泵的进水管流入水泵。只要叶轮不停地旋转，水泵就不断地将冷却水吸入和压出，系统内冷却水就会不断地循环。

图1－53 水泵和风扇

1．风扇总成 2．螺母 3．垫圈 4．半月键 5．挡圈 6．水泵体 7．皮带轮 8．水泵轴 9．甩水圈 10．水封总成 11．叶轮 12．水泵座 13．键 14．螺母 15．垫圈 16．调整垫圈 17．轴承 18．定位套 19．三角皮带 20．水封体 21．塑料环 22．弹簧 23．弹簧座

图1－54 水泵工作原理

1．出水管 2．水泵外壳 3．叶轮 4．进水管

风扇与皮带轮固定在一起，皮带轮旋转，风扇也随之转动。风扇转动时，将散热器前面的空气向后抽吸，空气通过散热器时，将散热器散出的热量迅速带走，起到增强冷却效果的作用。

2．散热器 散热器的构造如图1－55所示。它由上水室、散热器芯和下水室3个主要部分组成。冷却水由上水室经散热器芯到下水室。由于散热器芯是由很多细管和散热片组成，所以冷却水通过散热器芯时，增加了散热面积，起到很好的散热作用。

图1－55 散热器

1．溢水管 2．上水室 3．散热器 4．进水管 5．散热器芯 6．出水管 7．下水室

3．节温器 目前采用的节温器有乙醚式和蜡式两种。乙醚式节温器的构造如图1－56所示。皱纹筒内装有沸点低易蒸发的乙醚，当水温低于70℃时皱纹筒内的蒸汽压力低，皱纹筒向下收缩，通过推杆带动主阀和旁通阀向下运动，使主阀全闭，旁通阀全开，这时，冷却水全部进行小循环；当水温增高时，皱纹筒内的蒸汽压力随水温增高而加大，皱纹筒伸长，带动主阀和旁通阀向上运动，使主阀和旁通阀部分打开，此时冷却水有部分进行小循环，另一部分冷却水进行大循环。当水温超过85℃时，皱纹筒伸长到使主阀全开，旁通阀全闭，此时冷却水全部进行大循环。

图1－56 乙醚式节温器

a．大循环 b．小循环

1．皱纹筒 2．旁通阀 3．推杆 4．壳体 5．主阀门 6．导向板 7．底座 8．旁通孔蜡式节温器的构造如图1－57所示。感应器体与感应器罩构成一个密封空间，内装有胶管，胶管中心插有导杆。胶管与感应器体之间装有熔点低的石蜡和白蜡混合物。当水温低于70℃时，通往散热器的阀门在弹簧的作用下与阀座接触，处于关闭状态，冷却水只能进行小循环。水温超过70℃时，石蜡混合物开始熔化，体积膨胀，使胶管受压变形，导管下部锥面对胶管压力的垂直分力克服弹簧弹力，使感应器体向下移动，打开阀门，有部分冷却水经阀门流入散热器；仍有部分冷却水进行小循环。当水温达到正常工作温度85℃时，阀门全开，则大部分冷却水进行大循环。

图1－57 蜡式节温器

1．弹簧 2．下支架 3．阀门 4．阀座 5．上支架 6．导杆 7．感应器罩 8．密封圈 9．压板 10．感应器体 11．石蜡混合剂 12．胶管