自然对流式冷却系统的结构原理与使用要点

徐启云

摘要：冷却系统技术状态的好坏，对拖拉机使用性能有很大影响。重点讲述了自然对流式冷却系统的结构特点、工作原理与使用要点，以提高拖拉机的使用性能。

关键词：拖拉机；冷却系统；结构原理；使用要点

中图分类号：S21902文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.029

拖拉机的冷却系统虽然是发动机的辅助系统，但在保证发动机正常工作中起着重要的作用。自然对流式冷却系统是小型拖拉机冷却系统的一种，因对其结构原理不了解，往往给使用与维修带来困难，下面我们重点谈一谈自然对流式冷却系统的结构特点、工作原理与使用要点，以帮助广大用户解决一些实际难题。

1拖拉机冷却系统的分类

根据冷却水散热方式不同，小型拖拉機冷却系统分为蒸发式、自然对流式和强制循环式三种。其特点如下：

蒸发式水冷却系统：汽缸体与汽缸盖水套和水箱直接相通，水箱口敞开通大气，冷却水吸收受热零部件的热量后变为蒸气，并由水蒸气把热量散发到大气中去。这种冷却方式不太可靠，冷却效果差，水消耗大，需有较大水箱，工作中要经常加水。

自然对流式水冷却系统：利用冷却水的温差所产生的水的自然对流来实现循环，即利用热水上浮，冷水下沉特性达到散热目的。与蒸发式水冷却系统相比，耗水量少，无需频繁加水，使用起来甚为方便。自然对流式水冷却系统的散热能力虽不及强制式水冷系统。但对于小四轮拖拉机来说，其散热能力是能够满足使用要求的，然而它的构造却比强制水冷简单得多。

强制循环式：利用水泵迫使冷却水在水套和散热器之间不断地进行循环达到散热目的。主要由散热器、水泵、风扇、节温器、水温表等组成。散热器下部温度较低的冷却水，依靠水泵泵入缸体和缸盖水套，吸收热量后水温升高，再经过节温器，根据水温高低，使冷却水或者流向散热器散热冷却循环，或者流回水泵再次参加循环，或者两种循环同时进行。这种冷却方式工作比较可靠，冷却水循环流动得快，散热能力强，水箱容积小，一般发动机多采用这种冷却方式。

2结构特点与工作原理

自然对流式水冷系统包括循环水通道和风通道两部分：（1）循环水通道。汽缸盖上端设有一出水孔，通过上水管与水箱上端进水管相通；汽缸盖上的水腔与汽缸体的水道孔相通，汽缸体与汽缸套之间形成水套；汽缸体水套的下端有两个进水孔，通过两个下水管分别与水箱下端左右两个出水口相连。水箱进水口、水箱出水口、下水管、汽缸体水套及汽缸盖水腔，组成了一个闭式循环水通道。在下水管上安置放水阀，整个冷却系的水容量约为7 L。（2）风通道。离心式风扇和柴油机飞轮铸成一体，散热器后部的导风罩与柴油机飞轮壳体上的导风口相接，并用橡胶带密封。水箱散热片的间隙、水箱导风罩、飞轮壳导风口及飞轮壳径向出风口组成了风通道。

工作原理：柴油机工作时，汽缸体水套和汽缸盖水腔中的水接触高温零件，温度升高。高温水因体积膨胀、密度减小而上浮，经出水管进入散热器上水室。在散热器芯部中的水，由于受到外界空气的冷却，带走了热量，使温度降低，密度变大而下沉，进入散热器下水室并流入汽缸体水套。汽缸体水套和汽缸盖水腔中的水受热又上升，这样便保证了冷却水连续不断地循环，达到了传送热量的目的。而冷风则经水箱散热片的空隙被吸进，将散热器的一部分热量带走，经过导风罩，从风扇的径向出风口排到大气中去。

自然对流水冷却系统的主要部件：（1）散热器（水箱）。散热器是冷却系统主要散热的部件，安装在柴油机飞轮罩壳上。它由上水室、下水室和散热器芯子组成。上水室设有进水管和加水口，加水口上盖有空气蒸气阀。下水室有两个出水管，底部焊有两个螺钉，通过支承板和减震胶垫与缸体柔性连接。散热器芯子为扁管式结构，由薄铜板制成，通过管子将上下水室连通起来。为了增加散热效果，扁管上牢固地焊接着由薄黄铜板制成的散热片。（2）空气蒸气阀。空气蒸气阀与水箱盖制成一体，它由空气阀和蒸气阀两部分组成。蒸气阀的工作过程和作用是：当散热器内的蒸气压力达到20～30 kPa时，蒸气阀才被打开，此时水温大约在108～110 ℃。蒸气阀打开后，使一部分蒸气从泄气孔排出。当蒸气压力低于20～30 kPa时，蒸气阀关闭。由于蒸气阀的作用，散热器内压力增加，水的沸点提高到110 ℃左右。这样，柴油机工作时，冷却水便不易沸腾，从而减少冷却水的蒸发损耗。（3）空气阀的工作过程和作用是。当柴油机停止工作之后，水温下降，蒸气凝成水滴，散热器内形成低压。当压力低于外界气压1～4 kPa时，空气阀打开。空气通过空气阀进入水箱，可保护水箱不致于变形和损坏。

3自然对流水冷却系统的使用要点

（1）拖拉机启动前，一定要检查散热器中的水量，并应及时添加。严禁无水启动柴油机。加入水箱的水应尽可能是清洁的软水，以避免生成水垢。对于含矿物质较多的硬水，须经过煮沸、沉淀或其它方法软化后方可使用。此外，还应定期换水，否则会在水冷系统内结成水垢。

（2）发动机每工作500～1500 h，应检查水冷系统内水垢沉积的情况，并应及时清洗。

（3）向过热、缺水的发动机中加水时，应在发动机低速运转状态下缓慢加入。严禁骤加冷水，以免机件产生裂纹。

（4）工作中，特别是在柴油机过热而需打开水箱盖时，应十分谨慎，防止高温水和蒸气烫伤。

（5）应注意检查风通道中散热器导风罩与柴油机飞轮壳上导风口的密封情况。当密封不好或橡胶带损坏时，应及时修复，否则风通道将短路，影响其散热功能。

（6）冬天气温较低时，拖拉机停车后应将冷却水放掉，以防冻裂缸体及其它机件。

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