第五章 發(fā)動機冷卻系

1、知識目標知識目標 能正確敘述水冷卻系的作用、結(jié)構(gòu)及工作原理； 能正確描述水冷系冷卻強度調(diào)節(jié)的方式； 能正確描述水冷系主要機件的檢測及維修方法。水冷系組成和水路水冷系組成和水路水冷卻系主要機件構(gòu)造與工作原理水冷卻系主要機件構(gòu)造與工作原理水冷卻系檢修水冷卻系檢修冷卻系概述冷卻系概述章節(jié)測驗章節(jié)測驗第一節(jié)第一節(jié) 冷卻系概述冷卻系概述 冷卻系的作用冷卻系的作用 使發(fā)動機得到適度適度的冷卻，從而保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。 冷卻強度對發(fā)動機的影響冷卻強度對發(fā)動機的影響 冷卻不足（發(fā)動機過熱） 充氣效率下降 運動機件間正常間隙破壞 零件力學(xué)性能下降 潤滑油粘度降低 不正常燃燒現(xiàn)象影響發(fā)動機輸出功率零件不

2、能正常運動變形、損壞加劇零件磨損如：早然、爆燃 冷卻過度（發(fā)動機過冷） 燃料蒸發(fā)困難 散熱過多 潤滑油粘度增大 冷卻系的類型冷卻系的類型 風冷系 定義：是以空氣為冷卻介質(zhì)，將熱量通過裝在氣缸體和氣缸蓋表面的散熱片直接散入大氣中而進行冷卻的一系列裝置。 缺點：冷卻效果差、噪聲大、功率大 僅用于部分小排量及軍用汽車發(fā)動機 水冷系發(fā)動機功率下降增加燃油消耗加劇零件磨損 定義：通過冷卻液在發(fā)動機水套中循環(huán)流動而吸收多余熱量，再將此熱量散入大氣而進行冷卻的一系列裝置。 優(yōu)點：冷卻強度大、易調(diào)節(jié)；可用熱水預(yù)熱發(fā)動機，便于冬季起動 廣泛用于汽車發(fā)動機 發(fā)動機正常溫度發(fā)動機正常溫度15.273 CKK開爾文溫

3、度 水冷系組成水冷系組成 組成：水冷系由水泵、散熱器、節(jié)溫器、風扇、冷卻水套、膨脹水箱及其他附屬裝置等組成。水泵水泵安裝在發(fā)動機缸體前端或側(cè)面，由曲軸驅(qū)動對冷卻水加壓，強制冷卻水在循環(huán)管內(nèi)循環(huán)流動散熱器散熱器安裝在發(fā)動機前方支架上增大散熱面積，加速冷卻水的散熱節(jié)溫器節(jié)溫器位于氣缸蓋出水管內(nèi)或水泵進水口處控制冷卻液的循環(huán)線路風扇風扇裝在散熱器后面，由曲軸或電動機驅(qū)動增大空氣流量和流速，加強散熱器的散熱效果水套水套在氣缸蓋或氣缸體上制出的夾層空間冷卻液在氣缸體的工作區(qū)域 冷卻液冷卻液循環(huán)水路循環(huán)水路 小循環(huán)水路（水溫低時） 冷卻液從氣缸蓋出水孔不經(jīng)散熱器不經(jīng)散熱器直接流回水套 大循環(huán)水路（水溫高時

4、） 冷卻液從氣缸蓋出水孔流經(jīng)散熱器經(jīng)散熱器，再經(jīng)水泵流回水套捷達王轎車發(fā)動機冷卻循環(huán)水路捷達王轎車發(fā)動機冷卻循環(huán)水路膨脹水箱進氣道節(jié)氣門控制單元暖風熱交換器變速箱機油冷卻器散熱器機油冷卻器節(jié)溫器水泵發(fā)動機寶來轎車發(fā)動機冷卻循環(huán)水路寶來轎車發(fā)動機冷卻循環(huán)水路 冷卻液（加注防凍液等）冷卻液（加注防凍液等） 汽車發(fā)動機中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的軟水軟水，如雨水，雪水或自來水，而井水、河水、海水等硬水中含有礦物質(zhì)，在高溫下易在水套的內(nèi)壁和軟管的接口處積附水垢，影響水循環(huán)的散熱效果，故不能作為發(fā)動機冷卻水。 為防止在冬季寒冷地區(qū)，因冷卻水結(jié)冰而發(fā)生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的現(xiàn)象，在冷卻水中加入一定

5、量的防凍液以達到降低冰點、提高沸點降低冰點、提高沸點的目的，同時具有防銹防銹的作用。切忌混用不同牌號的冷卻液第三節(jié)第三節(jié) 水冷卻系主要機件構(gòu)造與工作原理水冷卻系主要機件構(gòu)造與工作原理 一、散熱器一、散熱器 1、分類：、分類：橫流式和豎流式散熱器橫流式散熱器橫流式散熱器豎流式散熱器豎流式散熱器 2、組成：、組成：上、下貯水室、散熱器芯、散熱器蓋 （1）散熱器芯）散熱器芯材料：材料：多采用耐腐蝕，導(dǎo)熱性好的銅或鋁制成結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式：管片式和管帶式管片式管片式散熱管：扁圓形，不但散熱面積大，且冷卻液結(jié)冰膨脹時，可以借助橫斷面變形避免破裂散熱片：增加散熱面積；增大散熱器的剛度和強度 （2）散熱器蓋）

6、散熱器蓋組成：組成：通氣孔、閥座、蒸氣閥彈簧、蒸汽閥、空氣閥、空氣閥彈簧作用：作用：可自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)的壓力，提高冷卻效果孔散熱帶：破壞氣流在散熱帶表面的附面層，提高散熱能力：散熱能力強；制造工藝簡單；質(zhì)量小散熱管管帶式管帶式蒸汽蒸汽-空氣閥工作情況：空氣閥工作情況：蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達到126kPa137kPa時，閥門開啟，部分水蒸汽經(jīng)通氣孔排入大氣，避免散熱器脹裂；當散熱器內(nèi)壓力降到99kPa87kPa時，空氣閥打開，散熱器與大氣相通，以防止散熱器芯管被大氣壓壞。通氣孔閥座蒸汽閥彈簧蒸汽閥空氣閥空氣閥彈簧蒸汽蒸汽-空氣閥工作原理空氣閥工作原理 二、二、水泵水泵（離心式）（離心式） 1

7、、組成：、組成：進水管、水泵殼體、葉輪、水泵軸、軸承、水封皮碗、出水管 2、材料：、材料：常用鑄鐵或塑料制成 3、優(yōu)點：、優(yōu)點：體積??；泵水量大；工作可靠 4、工作原理、工作原理 壓水：壓水：水泵內(nèi)的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，被甩向葉輪邊緣，經(jīng)與葉輪成切線方向的出水管被壓送至發(fā)動機水套內(nèi) 吸水：吸水：同時，葉輪中心因具有真空而使散熱器中的冷卻液經(jīng)進水管被吸入水泵當水泵故障停轉(zhuǎn)時，冷卻液仍可在冷卻系內(nèi)自然循環(huán)水泵總成水泵總成通向氣缸水套水流來自氣缸水套水流來自暖風裝置水流來自散熱器水流 三、節(jié)溫器三、節(jié)溫器 1、類型：、類型：有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種節(jié)溫器，目前多數(shù)發(fā)動機采用蠟

8、式節(jié)溫器1、主閥門 2、密封橡膠圈3、上支架 4、橡膠套5、閥座 6、通氣孔7、下支架 8、石蠟9、節(jié)溫器外殼 10、副閥門11、反推桿 12、主閥門彈簧節(jié)溫器工作節(jié)溫器工作原理原理芯軸芯軸橡膠橡膠蠟蠟閥閥殼體殼體低溫關(guān)閉低溫關(guān)閉高溫打開高溫打開節(jié)溫器控制小循環(huán)工作圖節(jié)溫器控制小循環(huán)工作圖發(fā)動機冷卻水溫度小于85C節(jié)溫器控制混合循環(huán)工作圖節(jié)溫器控制混合循環(huán)工作圖發(fā)動機冷卻水溫度介于85C至105C之間節(jié)溫器控制大循環(huán)工作圖節(jié)溫器控制大循環(huán)工作圖發(fā)動機冷卻水溫度超過105C 四、機械四、機械風扇風扇（與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)）（與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)） 1、材料：、材料：多用薄鋼板壓制而成 2、要求：、要求：

9、風量大，效率高，振動和噪聲小，盡量少消耗發(fā)動機功率 3、影響風量因素：、影響風量因素：風扇直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀及安裝葉片形狀及安裝角角 4、結(jié)構(gòu)型式：、結(jié)構(gòu)型式： 葉片數(shù)：46片 葉片間的夾角一般不等 葉片與葉輪旋轉(zhuǎn)平面成3045的安裝傾斜角減小葉片旋轉(zhuǎn)時的振動和噪聲借以產(chǎn)生吸風能力，使空氣軸 向流動 5、安裝與皮帶調(diào)整裝置、安裝與皮帶調(diào)整裝置 貨車風扇常和發(fā)電機一起由曲軸帶輪通過三角V帶驅(qū)動 為調(diào)節(jié)V帶的張緊程度，通常將發(fā)電機的支架做成可調(diào)節(jié)的 五、電動風扇（與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)）五、電動風扇（與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)） 1、優(yōu)點：、優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、布置方便；不消耗發(fā)動機功率而使燃油經(jīng)濟性得到改善 2、

10、驅(qū)動方式：、驅(qū)動方式：一般采用雙速直流風扇電動機驅(qū)動，并由蓄電池供電 3、電控方式種類：、電控方式種類： 溫控開關(guān)溫控開關(guān)控制控制風扇電動機的開關(guān)由位于散熱器上的溫控開關(guān)控制 電腦控制電腦控制當冷卻液溫度高于368K（95C）時，溫控開關(guān)低溫觸電閉合，風扇電動機以1600r/min的轉(zhuǎn)速低速轉(zhuǎn)動；當冷卻液溫度升高至378K時，溫控開關(guān)高溫觸電閉合，風扇電動機以2400r/min的轉(zhuǎn)速高速轉(zhuǎn)動M雙溫開關(guān) 六、風扇離合器六、風扇離合器 1、作用：、作用：控制風扇的扇風量，自動調(diào)節(jié)冷卻強度 2、優(yōu)點：、優(yōu)點：減少發(fā)動機功率損失；減少風扇噪音；改善低溫起動性能，節(jié)約燃料及降低排放 3、類型：、類型：硅

11、油式、電磁式ECU冷卻液溫度傳感器風扇繼電器搭鐵冷卻液溫度達到規(guī)定值繼電器觸電閉合風扇電動機工作硅油風扇故障應(yīng)急措施：若硅油風扇離合器故障（如漏油等）時，可松開圓柱頭內(nèi)六角螺釘，把鎖止板端部的指銷插入主動軸孔內(nèi)，再旋緊螺釘，是風扇、離合器殼體與主動軸連成一個整體電磁式風扇離合器電磁式風扇離合器 七、膨脹水箱七、膨脹水箱 1、材料：、材料：多用半透明材料，如塑料 2、作用：、作用： 方便直接觀察冷卻液面高度； 避免因空氣不斷進入而氧化機件； 使冷卻系中水、氣分離，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力，提高水泵的泵水量 3、工作原理、工作原理： 散熱器蓋上的閥門雖然能調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)的壓力但在調(diào)節(jié)過程中放掉一部分蒸汽(水)

12、，又放進了一部分空氣。這時，冷卻系中的空氣、蒸汽和水一起循環(huán)，使冷卻能力下降，水泵的泵水量降低，并造成冷卻系內(nèi)壓力不穩(wěn)定和冷卻水的不斷消耗。為此，在水套和散熱器的上部容易積存空氣和蒸汽。 加裝膨脹水箱后，散熱器中的蒸汽跑和水套中的蒸汽泡通過導(dǎo)管進入膨脹水箱，從而使氣水徹底分離。由于膨脹水箱溫度較低，進入的氣體冷凝，一部分變成液體重新進入水泵，而一部分積存在膨脹水箱液面上起緩沖作用，使冷卻系內(nèi)壓力保持穩(wěn)定。 八、百葉窗八、百葉窗 作用：通過調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的空氣量來調(diào)節(jié)冷卻強度，起輔助調(diào)節(jié)冷卻強度的作用 控制方法： 可由駕駛員通過手柄在駕駛室內(nèi)操作、控制 也可根據(jù)水溫高低，自動調(diào)節(jié)百葉窗擋風板的開

13、度 一、水冷系常見故障一、水冷系常見故障 主要故障：發(fā)動機過熱、發(fā)動機過冷、冷卻系滲漏 二、發(fā)動機過熱（若冷卻液充足）二、發(fā)動機過熱（若冷卻液充足） 1、故障現(xiàn)象 發(fā)動機的冷卻液充足，但在行駛中冷卻液溫度超過90C，直至沸騰（俗稱“開鍋”）；或運行中，冷卻液在90C以上，如一停車，冷卻液立刻沸騰。 2、故障原因 主要原因有兩個方面：首先，是冷卻系的散熱能力下降，其次是發(fā)動機產(chǎn)生的熱量增加。第四節(jié)第四節(jié) 水冷卻系檢修水冷卻系檢修（1）冷卻系本身的原因有：風扇皮帶太松或因油污打滑散熱器出水管老化吸癟或內(nèi)壁脫層堵塞冷卻風扇裝反，或風扇規(guī)格不對電動風扇不轉(zhuǎn)，或硅油風扇離合器損壞，使風扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速過低節(jié)

14、溫器失效，使冷卻液大循環(huán)受損水套水垢沉積過多，或分水管堵塞，分水不暢散熱器內(nèi)芯管堵塞，或散熱片傾倒過多水泵損壞氣缸墊燒穿，或缸蓋出現(xiàn)裂紋，使高溫氣體進入冷卻系（2）其他系統(tǒng)的原因有：點火時間過遲混合器過濃或過稀燃燒室積炭過多發(fā)動機機油量不足，或機油散熱器工作不良汽車使用條件的影響（如道路、氣候、風向和負荷等）發(fā)動機過熱檢查百葉窗檢查風扇轉(zhuǎn)動情況皮帶打滑或溫控開關(guān)故障傳動機構(gòu)故障或擋板卡住檢查散熱器溫度冷卻液循環(huán)不良檢查出水管是否堵檢查水泵、節(jié)溫器損壞引起進水不暢檢查發(fā)動機各部溫度檢查氣缸墊檢查其他原因引起過熱分水管已損壞發(fā)動機動力性下降，排氣管排大量水蒸汽未打開或開不足不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速太低散熱器溫度

15、過低正常正常正常正常正常后端溫度高于前端燒蝕冷卻液不足引起發(fā)動機過熱診斷流程圖冷卻液不足引起發(fā)動機過熱診斷流程圖三、發(fā)動機過熱（若冷卻液不足）三、發(fā)動機過熱（若冷卻液不足）1、故障現(xiàn)象發(fā)動機冷卻系容納不了規(guī)定的冷卻水量，或在運行中冷卻液消耗異常，使發(fā)動機過熱。2、故障原因冷卻水套或散熱器積垢過多或堵塞散熱器漏水散熱器蓋的進、排放閥失效水泵水封不良或葉輪密封墊圈磨損過甚而漏水冷卻系其他部位漏水氣缸墊水道孔與氣缸相通個別進氣通道破裂漏水氣門室內(nèi)壁破裂漏水冷卻液不足引起發(fā)動機過熱診斷流程圖冷卻液不足引起發(fā)動機過熱診斷流程圖發(fā)動機過熱檢查冷卻系外部漏水檢查散熱器、水管連接處檢查水泵泄水孔漏水用干燥潔凈

16、的木條伸到泄水孔，若木條有水，水泵漏水，否則是散熱器出水管漏水檢查冷卻系內(nèi)部漏水無無有有 發(fā)動機突然過熱發(fā)動機突然過熱 故障現(xiàn)象 冷車起動后，發(fā)動機水溫迅速升高而產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象；汽車行駛中發(fā)動機突然過熱 故障原因 風扇皮帶斷裂 水泵軸與葉輪脫轉(zhuǎn) 冷卻系嚴重漏水 節(jié)溫器主閥門脫落致使冷卻液不能進行大循環(huán) 氣缸墊燒穿，或缸蓋出現(xiàn)裂縫，高溫氣體進入冷卻系發(fā)動機突然過熱診斷流程圖發(fā)動機突然過熱診斷流程圖突然過熱檢查冷卻液檢查風扇待發(fā)動機冷卻后補足水皮帶斷，溫控開關(guān)壞水泵或節(jié)溫器壞檢查散熱器溫度氣缸燒蝕、水套破裂、點火過遲等原因引起過熱不足足停轉(zhuǎn)正常很低正常 發(fā)動機過冷發(fā)動機過冷 故障現(xiàn)象 汽車長時間行駛

17、后，發(fā)動機的溫度仍達不到正常的工作溫度 發(fā)動機動力性下降 燃油消耗增加 故障原因 環(huán)境溫度太低，無保溫措施 百葉窗未關(guān)閉或無法調(diào)節(jié) 節(jié)溫器失效 風扇的雙溫開關(guān)損壞 發(fā)動機潤滑油過多發(fā)動機水溫過低檢查百葉窗是否關(guān)閉檢查風扇轉(zhuǎn)速百葉窗未關(guān)或操縱裝置故障雙溫開關(guān)故障檢查發(fā)動機與散熱器溫度節(jié)溫器故障采取保暖措施開啟關(guān)閉正?？煲恢掳l(fā)動機比散熱器溫度高發(fā)動機過冷診斷流程圖發(fā)動機過冷診斷流程圖 冷卻系滲漏冷卻系滲漏 故障現(xiàn)象 冷卻液消耗過快 故障原因 散熱器及冷卻系各管路連接不牢、滲漏 暖風熱交換器滲漏 水泵水封損壞、滲漏 節(jié)溫器蓋松動或密封圈損壞 氣缸體或氣缸蓋破裂 故障排除 檢查機體、水泵、散熱器及各管

18、路連接處有無冷卻液滲出，必要時可對冷卻系進行加壓檢查，出現(xiàn)滲漏，應(yīng)查明原因予以排除 發(fā)動機行駛無力，且排氣管冒白煙，表明氣缸墊損壞或氣缸蓋螺栓松動，應(yīng)拆檢、更換氣缸墊并按規(guī)定力矩重新擰緊氣缸蓋螺栓章節(jié)測驗判斷題判斷題1. 為防止發(fā)動機過熱，要求其工作溫度越低越好。 （X）2. 發(fā)動機設(shè)置冷卻系的目的，就是為了降低冷卻水的溫度。（X）3. 風扇在工作時，風是向散熱器方向吹的，有利散熱。 （X）4、在防凍劑中加入著色劑呈藍綠色或黃色，是以便識別。（）5、放水時，只有將散熱器蓋打開，才能把發(fā)動機和散熱器里的水放盡。（）6、為了減緩冷卻水的損失和提高散熱器的冷卻水沸點，冷卻系一般采用閉式水冷系。（）7、在離心式水泵因故障停止工作時，就不能進行自然循環(huán)