发动机的活塞顶温度通过活塞喷油冷却的方式加以降低。喷嘴压装在曲轴箱中,如图18所示。为了确保在低转速和较高的发动机机油温度时获得所需的发动机机油压力,这些喷嘴仅在较高的机油压力下打开。
新型冷却系统部件
散热器结构和材料:现代轿车冷却液散热器的芯子几乎都是铝制的,商用汽车采用铝芯子的也日益增多。散热器芯子有两种主要结构,即钎焊和机械连接。
冷却高功率发动机或在空间受限的情况下,最好采用钎焊的、高性能的、进气侧流动阻力尽可能小的扁管和波形散热片方案。
对于功率不大的发动机或空间不紧张的情况,通常用较为便宜的机械组装的管片式结构。
机械组装的散热器,是用在椭圆形、圆形或扁椭圆形管子与安装在管子上的冲压出来的散热片形成冷却格栅。散热片带有波纹或小缺口,其方向垂直于空气流动的方向。
在冷却空气侧,采用波纹及鱼鳃形结构来改善散热片的热传导。
散热器的水室要保证使冷却液均匀流经芯子。水室材料为玻璃纤维增强聚酞胺,它和所有接头以及安装用的固定件注模成型,并与散热器芯子通过放入水室与芯子间的橡胶密封垫进行机械扩口连接。
新开发的散热器,包括水室是全铝的。散热器芯子的钎焊和与水室的钎焊工艺是在一道工序中完成的。
散热器的设计:在各种不同的运行条件和环境条件下,散热器都必须可靠地将发动机产生的热量传递给周围空气。利用由试验取得的传热和流体压降的相关公式就可计算并确定散热器参数。
通过汽车散热器的空气流量参数对散热器设计有重大作用,空气流量与下列因素有关:
·行驶速度
·空气流过发动机室的流动阻力
·散热器的流动阻力
·散热风扇的工作能力
散热器设计的目的是在给定的边界条件下保持发动机冷却液出口温度低于最大许用温度。小的空气流量要求有足够的风扇功率和选择低流通阻力的散热器;大的空气流量则可以选用高流动阻力的小型散热器。但如果空气流量主要由风扇提供,则会增加能量损失。从工程和经济角度设计散热器的最好方案是使用仿真工具,对空气质量流量有影响的所有元件进行仿真并组合成内嵌传热器芯子的散热器。通过汽车风洞试验可保证仿真结果。
冷却液温度的调节元件
胶胀元件控制的节温器:使用耐用、可靠、能随温度变化的膨胀元件控制的节温器。膨胀元件是一个双盘形阀。在冷却液达到一定温度前,双盘形阀切断通往散热器的通道,从发动机出口到旁路的通道开启,冷却液不经冷却而直接流回发动机(小循环)。
在节温器调节范围,双盘形阀部分开启,冷却的与未冷却的混合冷却液进入发动机。控制混合冷却液的比例就可保持冷却液工作温度一定。在全负荷时冷却液到散热器的通道安全打开,旁路并闭(大循环)。
电控特性场节温器:进一步调节冷却液温度的可能方案是采用特性场节温器。它与膨胀元件控制的节温器的区别在于节温器开启温度是可控的。电控特性场节温器有一个热阻,它可另外加热膨胀元牛,使双盘形阀开度增大,通到散热器的冷却液增多而使冷却液温度降低。由发动机控制的热阻可保证发动机工作温度与当时的工作条件达到最佳的匹配。控制所需的信息是以特性场的形式存储在发动机控制单元中。