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(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。
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。
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(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。
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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。
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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。
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。
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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。
(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。
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(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。
当冷却液温度达到349K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,大循环的冷却液也就越多。
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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。
(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。
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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338K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。
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(2)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338K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。
进油孔打开:当发动机温度高于338K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。
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