第8章發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

主要內(nèi)容8.1冷卻系統(tǒng)的作用及類(lèi)型8.2冷卻系統(tǒng)的基本組成8.3冷卻系統(tǒng)的工作原理8.4使用維護(hù)與常見(jiàn)故障2教學(xué)目標(biāo)與要求掌握冷卻系的作用與分類(lèi)掌握冷卻液的分類(lèi)與選用掌握冷卻系的基本組成與結(jié)構(gòu)原理學(xué)會(huì)冷卻系統(tǒng)主要部件的拆裝掌握冷卻水工作循環(huán)38.1冷卻系統(tǒng)的作用及類(lèi)型

8.1.1冷卻系統(tǒng)的作用保證發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下都保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)（80-90℃）下工作。既要防止發(fā)動(dòng)機(jī)夏天過(guò)熱，又要防止發(fā)動(dòng)機(jī)冬季過(guò)冷。在冷發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，冷卻系還要保證發(fā)動(dòng)機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。

48.1.2冷卻系的類(lèi)型

1.冷卻方式:水冷；風(fēng)冷。風(fēng)冷系：以空氣為冷卻介質(zhì)。水冷系：以冷卻液為冷卻介質(zhì)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用水冷系，只有少數(shù)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用風(fēng)冷系。

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻系的類(lèi)型6汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系組成

1-散熱器2-散熱器蓋3-散熱器進(jìn)水軟管4-補(bǔ)償水桶5-電動(dòng)風(fēng)扇6-散熱器出水軟管7-暖風(fēng)機(jī)進(jìn)水軟管8-水閥9-節(jié)溫器10-旁通閥11-暖風(fēng)機(jī)12-暖風(fēng)機(jī)出水軟管13-旁通管14-熱氣排氣口15-冷卻水泵16-機(jī)油冷凝器17-連接管發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)9汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷系組成

1-火花塞2-氣缸蓋散熱片3-缸體散熱片4-活塞5-氣缸導(dǎo)流罩6-風(fēng)扇及皮帶輪冷卻液由水、防凍劑、添加劑三部分組成。

按防凍劑成分不同可分為酒精型、甘油型、乙二醇型等類(lèi)型的冷卻液。8.1.3冷卻液

酒精型冷卻液用乙醇(俗稱酒精)作防凍劑，價(jià)格便宜，流動(dòng)性好，配制工藝簡(jiǎn)單，但沸點(diǎn)較低、易蒸發(fā)損失、冰點(diǎn)易升高、易燃等，現(xiàn)已逐漸被淘汰；密度：0.78945g/cm^3;(液)；熔點(diǎn)：-114.3°C(158.8K)；沸點(diǎn)：78.4°C(351.6K)）甘油型冷卻液沸點(diǎn)高、揮發(fā)性小、不易著火、無(wú)毒、腐蝕性小，但降低冰點(diǎn)效果不佳、成本高、價(jià)格昂貴，用戶難以接受，只有少數(shù)北歐國(guó)家仍在使用；相對(duì)密度1.26362。熔點(diǎn)17.8℃。沸點(diǎn)290.0℃乙二醇型冷卻液用乙二醇作防凍劑，并添加少量抗泡沫、防腐蝕等綜合添加劑配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各種冰點(diǎn)的冷卻液，其最低冰點(diǎn)可達(dá)-68℃，這種冷卻液具有沸點(diǎn)高（197.3℃）、泡沫傾向低、粘溫性能好、防腐和防垢等特點(diǎn)。是一種較為理想的冷卻液，目前國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的和市場(chǎng)上所出售的冷卻液幾乎都是這種乙二醇型冷卻液14

8.2冷卻系的基本組成

1.散熱器2.冷卻風(fēng)扇

3.冷卻水泵

4.節(jié)溫器

5.冷卻液溫度傳感器

158.2.1散熱器散熱器的功用散熱器又稱為水箱，將水套中流出的熱水分成許多股小水流，以增大散熱面積，加速水的冷卻。2.散熱器的構(gòu)造

由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前的車(chē)架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發(fā)至外界大氣，使水溫下降。上水箱散熱器蓋下水箱散熱器芯出水管口進(jìn)水管安裝處17散熱器18散熱器散熱器蓋

汽車(chē)上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的散熱氣蓋具有空氣—蒸汽閥（壓力式），可自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。1）提高了冷卻水的沸點(diǎn)，改善了冷卻效能。2）壓力達(dá)到126～137Kpa時(shí)，蒸汽閥開(kāi)啟而使水蒸汽從通氣孔排出；3）當(dāng)水溫下降，冷卻系內(nèi)部的真空度低于10～20Kpa時(shí)，空氣閥打開(kāi)，空氣從通氣孔進(jìn)入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。218.2.2冷卻風(fēng)扇

1.冷卻風(fēng)扇的功用當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)吸進(jìn)空氣，使其通過(guò)散熱器，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力，加速冷卻液的冷卻。2.冷卻風(fēng)扇的構(gòu)造

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系多采用大風(fēng)量、高效率的軸流式風(fēng)扇，即風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動(dòng)。

安裝在水泵軸上，并由驅(qū)動(dòng)水泵和發(fā)電機(jī)的同一根傳動(dòng)帶傳動(dòng)風(fēng)扇離合器

主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時(shí)，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流溫度超過(guò)338K時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流溫度低于308K時(shí)，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。

硅油風(fēng)扇離合器風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速的控制23電動(dòng)風(fēng)扇

1-電動(dòng)機(jī)2-護(hù)風(fēng)罩3-風(fēng)扇框架4-風(fēng)扇葉片水泵

5-繼電器6-溫度傳感器（開(kāi)關(guān)）不用發(fā)動(dòng)機(jī)做動(dòng)力，而是用蓄電池的電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，只有當(dāng)冷卻液溫度超過(guò)一定值（92-97°）才工作。248.2.3冷卻水泵

1.冷卻水泵的功用與基本工作原理對(duì)冷卻水加壓，使冷卻水在冷卻系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。25冷卻水泵工作原理268.2.4節(jié)溫器

1.節(jié)溫器的功用

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的高低，打開(kāi)或關(guān)閉冷卻液通向散熱器的通道，使冷卻液在散熱器和水套之間進(jìn)行大循環(huán)或小循環(huán)，調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度下工作。272.節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)1-支架2-主閥門(mén)3-推桿4-石蠟5-膠管6-副閥門(mén)7-節(jié)溫器殼體8-彈簧石蠟式節(jié)溫器283.節(jié)溫器的工作原理小循環(huán)大循環(huán)溫度低時(shí)，石蠟固態(tài)，主閥門(mén)被彈簧推上與閥座壓緊，處于關(guān)閉副閥門(mén)開(kāi)啟，進(jìn)行小循環(huán)。溫度升高到一定值，石蠟融化，體積膨脹，主閥門(mén)開(kāi)啟，副閥門(mén)關(guān)閉，冷卻液全部經(jīng)過(guò)散熱器進(jìn)行大循環(huán)。小循環(huán)大循環(huán)當(dāng)水溫低于87℃時(shí)，主閥關(guān)，副閥開(kāi)——小循環(huán)。當(dāng)水溫高于87℃時(shí)低于102℃時(shí)，主閥漸開(kāi)，副閥漸關(guān)——大小循環(huán)同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)水溫高于102℃時(shí)，主閥全開(kāi)，副閥關(guān)——大循環(huán)。蠟式節(jié)溫器工作情況以桑塔納為例，87℃關(guān)閉，102℃開(kāi)啟奧迪100，85℃關(guān)閉，105℃開(kāi)啟31節(jié)溫器工作原理328.2.5冷卻液溫度傳感器1.冷卻液溫度傳感器的功用感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的變化控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.冷卻液傳感器的結(jié)構(gòu)及原理

熱敏式，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的水套或者節(jié)溫器殼內(nèi)并伸入水套中，與冷卻液直接接觸。33

電磁式冷卻液溫度表

當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，傳感器內(nèi)熱敏電阻的阻值較大，流經(jīng)線圈L1和L2的電流相差不多，但L1匝數(shù)多，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)，使銜鐵帶動(dòng)指針向左偏轉(zhuǎn)，指針指向低溫刻度。當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值減小，線圈L2中的電流明顯增大，電

磁力也增大，使

銜鐵帶動(dòng)指針向

右偏轉(zhuǎn)，冷卻液

溫度表的指針指

向高溫刻度。348.3冷卻系工作原理

8.3.1冷卻系水路

小循環(huán)大循環(huán)典型的水冷系統(tǒng)37冷卻系水路38

8.3.2冷卻系工作原理1.小循環(huán)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度較低時(shí)(如奧迪100型轎車(chē)低于85℃)，節(jié)溫器主閥門(mén)關(guān)閉、副閥門(mén)打開(kāi)。冷卻液經(jīng)水泵增壓后，由發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體水套，再?gòu)乃妆谥車(chē)鬟^(guò)并從水套壁吸熱而升溫，然后向上流入氣缸蓋水套，從氣缸蓋水套壁吸熱之后流經(jīng)節(jié)溫器、小循環(huán)通道返回發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體水套。

散熱器

節(jié)溫器水套水泵39

2.大循環(huán)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度升高到一定值(如奧迪轎車(chē)高于105℃)，節(jié)溫器主閥門(mén)完全開(kāi)啟、副閥門(mén)關(guān)閉。冷卻液經(jīng)節(jié)溫器流入散熱器，向流過(guò)散熱器周?chē)目諝馍岫禍兀詈罄鋮s液經(jīng)散熱器返回水泵，進(jìn)行大循環(huán)。散熱器

節(jié)溫器水套水泵冷卻系的大小循環(huán)實(shí)質(zhì)（以?shī)W迪100為例）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時(shí)，即水溫高于105℃，節(jié)溫器閥門(mén)打開(kāi)了通往散熱器的通道，同時(shí)關(guān)閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)；當(dāng)冷卻水溫低于85℃時(shí)，節(jié)溫器閥門(mén)關(guān)閉了通往散熱器的通道，同時(shí)打開(kāi)了通往水泵的旁通管，水套內(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進(jìn)入水泵，又被水泵壓入發(fā)動(dòng)機(jī)水套，此時(shí)冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進(jìn)行小循環(huán)，從而防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫在85～105℃范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開(kāi)閉狀態(tài)，此時(shí)一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。42冷卻系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理43本田轎車(chē)?yán)鋮s系工作原理448.4發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系的使用維護(hù)1．冷卻液使用（1）每天出車(chē)前應(yīng)檢查冷卻液是否足夠，不足應(yīng)添加。帶膨脹水箱的正確液面位置應(yīng)在上限標(biāo)記與下限標(biāo)記之間。（2）使用的冷卻水應(yīng)經(jīng)軟化處理，減少水垢的產(chǎn)生。提倡使用防凍液，以防止冬季冷卻系結(jié)冰。使用防凍液時(shí)，添加的防凍液應(yīng)與原先的相同。45（3）行車(chē)中檢查或添加冷卻液必須使發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)，方可添加冷卻液，以防燙傷人和損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。（4）冬季來(lái)臨前應(yīng)檢查一次防凍液濃度，并按規(guī)定調(diào)配濃度，保證防凍液具有足夠的防凍能力。（5）汽車(chē)每行駛40000km(兩年)或防凍液中出現(xiàn)銹紅色，就應(yīng)更換防凍液。更換缸蓋、缸墊、散熱器等，必須更換冷卻液，放出的冷卻液不宜再使用，并妥善處理。462.冷卻系統(tǒng)外部滲漏檢查經(jīng)常檢查冷卻系統(tǒng)外部有否冷卻液滲漏，發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)檢查冷卻系統(tǒng)管路緊固情況、管接頭墊片是否損壞、水泵是否損壞漏水等，并及時(shí)排除。473.風(fēng)扇皮帶緊度的檢查與調(diào)整若風(fēng)扇皮帶緊度過(guò)大，將增加動(dòng)力損失，增加發(fā)電機(jī)和水泵軸承的負(fù)荷，使軸承磨損加劇，同時(shí)也可以導(dǎo)致皮帶的早期損壞；若風(fēng)扇皮帶緊度過(guò)小，則易使皮帶打滑，造成發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，同時(shí)影響發(fā)電機(jī)的發(fā)電。檢查萬(wàn)法是：用大拇指按壓風(fēng)扇皮帶中部（約98N），皮帶應(yīng)下凹7～18mm（小車(chē)）或15～2Omm（大車(chē)）。如果不符合要求，應(yīng)松開(kāi)調(diào)整螺母，改變發(fā)電機(jī)的位置加以調(diào)整。484.散熱器的維護(hù)經(jīng)常清除散熱器外部雜物和油泥，發(fā)現(xiàn)卻管破裂漏水應(yīng)及時(shí)修理。5.水垢的清洗就車(chē)清洗水套和散熱器水垢，先將冷卻系的冷卻液放凈，然后加入配有水垢清洗液的溶液，工作一個(gè)班次后放出清洗液，再換用清水讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一個(gè)班次后放出，至清潔無(wú)混濁即可。496.硅油風(fēng)扇離合器檢查當(dāng)汽車(chē)停放約12h后，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前用手指撥動(dòng)風(fēng)扇葉片，應(yīng)感到有明顯的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，運(yùn)轉(zhuǎn)1～2min后熄火，此時(shí)撥轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片，若感到轉(zhuǎn)動(dòng)阻力明顯減小，可以認(rèn)為硅油風(fēng)扇離合器工作正常。50本章小結(jié)1.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系用于保持發(fā)動(dòng)機(jī)處在合適的溫度下工作。冷卻方式有水冷式和風(fēng)冷式兩種。2.發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系主要由散熱器、風(fēng)扇、水泵、節(jié)溫器和冷卻水道組成。3.節(jié)溫器是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的高低，打開(kāi)或關(guān)閉冷卻液通向散熱器的通道，使冷卻液在散熱器和水套之間進(jìn)行大循環(huán)或小循環(huán)，調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)