汽車發(fā)動機構造與檢修項目七

Home任務1發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的結構與檢修任務2發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的結構與檢修Home導入知識準備學習目標任務1發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的結構與檢修任務實施Home學習目標1.知道冷卻系統(tǒng)的結構組成和冷卻方式。2.能描述冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水路。3.會對冷卻系統(tǒng)主要部件進行檢修。4.會對冷卻系統(tǒng)的常見故障進行診斷。Home導入如果一臺發(fā)動機，冷卻系統(tǒng)的維修率一直居高不下，往往會引起發(fā)動機其他構件的損壞，特別是隨著車輛行駛里程的增加，冷卻系統(tǒng)的工作效率逐漸下降，對發(fā)動機的整體工作能力產(chǎn)生較大影響。冷卻系統(tǒng)的重要性在于保持發(fā)動機在常溫下工作。它猶如人體的皮膚汗腺，如果有一天，人體的汗腺不能正常工作，身體的熱量無法散去，那么輕則中暑，重則休克。Home知識準備一、冷卻系統(tǒng)的分類二、冷卻系統(tǒng)的回路及大小循環(huán)三、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的組成四、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的檢修Home一、冷卻系統(tǒng)的分類根據(jù)冷卻介質的不同，發(fā)動機機冷卻系統(tǒng)可分為水冷系統(tǒng)和風冷系統(tǒng)兩類，如表7-1-1所示。Home二、冷卻系統(tǒng)的回路及大小循環(huán)汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)多為強制循環(huán)水冷系，利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動。在冷卻系統(tǒng)中，有兩個散熱循環(huán)：一個是冷卻發(fā)動機的主循環(huán)，另一個是車內暖風循環(huán)。主循環(huán)中包括了兩種工作循環(huán)，即小循環(huán)和大循環(huán)，如表7-1-2所示。HomeHome三、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的組成發(fā)動機冷卻系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、冷卻風扇、節(jié)溫器、膨脹水箱、發(fā)動機缸體和缸蓋水套等組成，如圖7-1-1所示。Home1.散熱器散熱器是一個熱交換器，由下水室、散熱器芯和上水室等組成（圖7-1-2）。利用流進散熱器芯縫隙中的空氣流來帶走散熱器中冷卻液熱量，達到降低冷卻液溫度的目的。發(fā)動機工作時，冷卻液在散熱器芯內流動，空氣在散熱器芯外流過，冷卻液向空氣散熱，溫度降低。散熱器芯由許多冷卻管和散熱片組成，散熱器芯的構造形式有多種，常見的有管片式和管帶式兩種，如表7-1-3所示。HomeHome散熱器蓋使水冷系統(tǒng)成為封閉系統(tǒng)，即閉式水冷系。閉式水冷系可以提高系統(tǒng)內壓力和冷卻液沸點，擴大散熱器與周圍空氣的溫差，提高熱交換效率，減少冷卻液的流失。當發(fā)動機工作時，冷卻液的溫度逐漸升高。由于冷卻液容積膨脹使冷卻系統(tǒng)內的壓力增高。當壓力超過預定值時，壓力閥開啟，一部分冷卻液經(jīng)溢流管流入補償水桶，以防止冷卻液脹裂散熱器。當發(fā)動機停機后，冷卻液的溫度下降，冷卻系內的壓力也隨之降低。當壓力降到大氣壓力以下出現(xiàn)真空時，真空閥開啟，補償水桶內的冷卻液部分流回散熱器，可以避免散熱器被大氣壓力壓壞（圖7-1-3）。Home2.節(jié)溫器節(jié)溫器（圖7-1-4）是控制冷卻液流動路徑的閥門。當發(fā)動機冷起動時，冷卻液的溫度較低，這時節(jié)溫器將冷卻液流向散熱器的通道關閉，使冷卻液經(jīng)水泵入口直接流入機體或氣缸蓋水套，以便使冷卻液能夠迅速升溫，也就是前面講的小循環(huán)。當冷卻液的溫度超過一定值（90℃），達到節(jié)溫器的開啟溫度時，冷卻循環(huán)開始正常循環(huán)。此時，冷卻液從發(fā)動機流出，經(jīng)過散熱器散熱后，再經(jīng)水泵流回發(fā)動機，也就是前述的大循環(huán)。節(jié)溫器不能開啟或開啟不靈活，會使冷卻液無法經(jīng)過散熱器循環(huán)，造成溫度過高，或時高時正常。3.冷卻風扇冷卻風扇（圖7-1-5）的作用是提高通過散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。風扇離合器可以根據(jù)發(fā)動機溫度自動控制風扇的轉速，改變通過散熱器的空氣量，實現(xiàn)冷卻強度的自動調節(jié)。當風扇旋轉時，對空氣產(chǎn)生吸力，使之沿軸向流動?？諝饬饔汕跋蚝笸ㄟ^散熱器芯，使流經(jīng)散熱器芯的冷卻水加速冷卻。風扇通常安排在散熱器后面，并與水泵同軸。橫置發(fā)動機前輪驅動的汽車多采用電動風扇，其特點是結構簡單，布置方便，不消耗發(fā)動機功率，使燃油經(jīng)濟性得到改善。HomeHome4.水泵水泵（圖7-1-6）的作用是對冷卻液加壓，使冷卻液能進入發(fā)動機水套內進行循環(huán)，保證其在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動。水泵由水泵葉輪、水泵軸及軸承、水泵外殼、水封等組成。當葉輪旋轉時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機水套內。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進水管被吸進葉輪中心部分。5.膨脹水箱現(xiàn)代汽車特別是轎車的冷卻系統(tǒng)中都設有膨脹水箱（或補償水桶）。膨脹水箱由塑料制成，并用橡膠軟管與散熱器上面的溢流管連接。膨脹水箱使冷卻系成為一個封閉系統(tǒng)，從而避免了冷卻液因蒸發(fā)而導致耗損，使冷卻系統(tǒng)中的水氣分離，能消除水冷系統(tǒng)中產(chǎn)生的氣泡，增大水泵的泵水量并減小水泵和水套內部穴蝕（圖7-1-7）。HomeHome四、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的檢修1.發(fā)動機冷卻系統(tǒng)關鍵零件故障現(xiàn)象與檢修發(fā)動機冷卻系統(tǒng)關鍵零件故障現(xiàn)象與檢修如表7-1-4所示。Home2.發(fā)動機冷卻系統(tǒng)常見故障及原因發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的常見故障為發(fā)動機過熱，過熱的現(xiàn)象主要有冷卻水消耗過大、冷卻水溫度過高和發(fā)動機突然過熱三種，如表7-1-5所示。Home發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維護任務實施一、器材與設備桑塔納轎車、常用工具、清潔用具等。二、注意事項1.注意工具的正確使用。2.注意零部件的清潔。3.零部件解體后，要按部位順序擺放；安裝時，要按正確的步驟進行操作。4.操作完畢后將設備和工具復位。三、操作步驟1.發(fā)動機冷卻液液面檢查發(fā)動機冷卻液液面的檢查步驟如表7-1-6所示。HomeHome2.發(fā)動機冷卻液的更換發(fā)動機冷卻液的更換步驟如表7-1-7所示。HomeHome3.發(fā)動機冷卻液泄露情況檢查（1）檢查冷卻液液面，打開膨脹水箱蓋。（2）清潔散熱器上下水管以及散熱器安裝表面。（3）將膨脹水箱蓋檢驗器連接到膨脹水箱蓋處。（4）向散熱器充入規(guī)定值的氣壓，檢驗氣壓是否恒定。注意：如果氣壓無法保持恒定，則要求檢查系統(tǒng)是否存在冷卻液泄露情形?！绻l(fā)生冷卻液從上水管泄露的故障，則更換上水管及其夾子。——如果冷卻液從散熱器主體部位（例如：填縫部位）發(fā)生泄露，則必須更換散熱器。Home導入知識準備知識拓展學習目標任務2發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的結構與檢修任務實施項目小結項目測試Home學習目標1.知道潤滑系統(tǒng)的組成和潤滑方式。2.能描述潤滑系統(tǒng)的油路。3.會對潤滑系統(tǒng)主要零部件進行檢修。4.會對潤滑系統(tǒng)故障進行診斷。Home導入發(fā)動機工作時，各運動零件均以一定的力作用在另一個零件上，并且發(fā)生高速的相對運動。有相對運動，零件表面必然產(chǎn)生摩擦，加速磨損。因此，為了減少摩擦阻力，減輕磨損，延長使用壽命，發(fā)動機都必須有潤滑系。Home知識準備一、潤滑方式二、潤滑系統(tǒng)的油路三、潤滑系統(tǒng)的組成四、潤滑系統(tǒng)的檢修Home一、潤滑方式潤滑系統(tǒng)中的機油有潤滑、冷卻、清洗、密封、防銹等功用。由于發(fā)動機運動件的工作條件不盡相同，因此對負荷及相對運動速度不同的運動件采用不同的潤滑方式。根據(jù)潤滑方式的不同，發(fā)動機的潤滑可分為壓力潤滑、飛濺潤滑和潤滑脂潤滑三類。壓力潤滑是利用機油泵，以一定的壓力把潤滑油供入摩擦表面的潤滑方式。該方式潤滑可靠，但結構較為復雜，主要用于曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸軸承等承受較大載荷及相對運動速度較大摩擦表面的潤滑。飛濺潤滑是利用發(fā)動機工作時運轉零件撞擊機油攪動起來的油滴或油霧潤滑摩擦表面的潤滑方式。該方式結構簡單，但可靠性較差，主要用于負荷較輕的氣缸壁面和配氣機構的凸輪、挺柱、氣門桿、搖臂等零件的工作表面。潤滑脂潤滑是指通過潤滑脂嘴定期加注潤滑脂來潤滑零件工作表面的一種潤滑方式，如水泵及發(fā)電機軸承等。Home二、潤滑系統(tǒng)的油路現(xiàn)代汽車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的油路大致相同（圖7-2-1）。在此系統(tǒng)中，曲軸的主軸頸、連桿軸頸、凸輪軸頸及中間軸（分電器和機油泵的傳動軸）頸均采用壓力潤滑，其余部分則用飛濺潤滑或潤滑脂潤滑。Home當發(fā)動機工作時，機油從油底殼經(jīng)集濾器被機油泵送入機油濾清器。如果油壓太高，則機油經(jīng)機油泵上的安全閥返回機油泵入口。全部機油經(jīng)濾清器濾清之后進入發(fā)動機主油道。濾清器蓋上設有旁通閥，當濾清器堵塞時，機油不經(jīng)過濾清器濾清，由旁通閥直接進入主油道。機油經(jīng)主油道進入五條分油道，分別潤滑五個主軸承。然后，機油經(jīng)曲軸上的斜油道，從主軸承流向連桿軸承潤滑連桿軸頸。主油道中的部分機油經(jīng)第六條分油道供入中間軸的后軸承。中間軸的前軸承由機油濾清器出油口的一條油道供油潤滑。主油道的另一條分油道直通凸輪軸軸承潤滑油道，此油道也有五個分油道，分別向五個凸輪軸軸承供油。在凸輪軸軸承潤滑油道的后端，也就是整個壓力潤滑油路的終端裝有最低機油壓力報警開關。當發(fā)動機起動之后，機油壓力較低，最低油壓報警開關觸點閉合，油壓指示燈亮。當機油壓力超過一定值時，最低油壓報警開關觸點斷開，指示燈熄滅。部分發(fā)動機的潤滑油路中并聯(lián)了機油細濾器，用以清除細小的雜質，少量的機油通過它濾清后又回到油底殼。Home三、潤滑系統(tǒng)的組成Home1．機油泵機油泵用于將油底殼中的機油吸出，并以一定壓力壓向各潤滑部位，維持潤滑油在潤滑系中的循環(huán)。機油泵大多裝于曲軸箱內，也有些柴油機將機油泵裝于曲軸箱外面。機油泵多采用齒輪驅動方式，通過凸輪軸、曲軸或正時齒輪來驅動。機油泵按其結構不同分為齒輪式和轉子式兩種，齒輪式又分外接齒輪式和內接齒輪式兩種，如表7-2-1所示。Home機油泵由發(fā)動機驅動，當發(fā)動機轉速加快時，機油泵運轉速度加快，輸油量增加，機油壓力升高。為了防止壓力過高，在潤滑油路中（有的直接在機油泵上或濾清器上）設有安全閥，當機油壓力超過規(guī)定值時，安全閥打開，多余的潤滑油經(jīng)安全閥流回機油泵的進油腔或流回油底殼。Home2．機油濾清器機油濾清器的功用是濾除機油中的金屬磨屑、機械雜質和機油氧化物等，保證摩擦表面的良好潤滑，延長其使用壽命。機油濾清器分為機油集濾器、機油粗濾器和機油細濾器三種，如表7-2-2所示。Home3．油底殼油底殼（圖7-2-3）用于存儲潤滑油。它由薄鋼板沖壓而成，為防止?jié)櫥蜐B漏，其與機體結合面加墊片和密封膠密封。在油底殼底部裝有放油螺栓，用于潤滑油的更換。4．油尺油尺（圖7-2-4）用于檢查油底殼內油量和油面高低，是一片金屬桿，下端制成扁平，并有刻線。機油油面必須處于油尺上下刻線之間。Home5．機油壓力表機油壓力表（圖7-2-5）用以指示發(fā)動機工作時潤滑系中機油壓力的大小，一般都采用電熱式機油壓力表，它由油壓表和傳感器組成。傳感器裝在粗濾器或主油道上，它把感受到的機油壓力傳給油壓表。油壓表裝在駕駛室內儀表板上，顯示機油壓力的大小值。Home四、潤滑系統(tǒng)的檢修1．發(fā)動機潤滑系統(tǒng)關鍵零件故障的診斷與檢修發(fā)動機潤滑系統(tǒng)關鍵零件故障的診斷與檢修如表7-2-3所示。Home2．發(fā)動機潤滑系統(tǒng)常見故障及其原因發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的常見故障為發(fā)動機機油壓力過高，發(fā)動機機油消耗過大、機油變質等，如表7-2-4所示。HomeHome發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的維護任務實施一、器材與設備桑塔納轎車、常用工具、清潔用具等。二、注意事項1.注意工具的正確使用。2.注意零部件的清潔。3.零部件解體后，要按部位順序擺放；安裝時，要按正確的步驟進行操作。4.操作完畢后將設備和工具復位。三、操作步驟1.機油數(shù)量檢查（1）將汽車停放在水平地面上，將發(fā)動機預熱到正常工作溫度。（2）停止發(fā)動機，等待5分鐘。（3）拿出機油標尺，檢查機油的液面，確保油液高度在機油標尺上的F標記與L標記之間。Home注意：如果油液水平面低于標記L，則需要添加油（圖7-2-6）。2.機油及機油濾清器更換機油更換的步驟如表7-2-5所示。HomeHomeHome可變流量機油泵知識拓展機油泵的能力是發(fā)動機潤滑系統(tǒng)設計中的主要指標，關系到發(fā)動機的性能及可靠性，能力小了會導致發(fā)動機油壓低，造成燒瓦等嚴重的后果；相反，如果能力大了，會造成浪費。因此，機油泵能力是否與發(fā)動機相匹配已經(jīng)成為評價發(fā)動機開發(fā)水平的重要指標。目前，傳統(tǒng)的發(fā)動機機油泵設計過程中，盡管在確定機油泵能力的過程中進行了大量的優(yōu)化，但當發(fā)動機達到一定轉速時仍會有大量機油通過限壓閥泄掉。這說明定排量的機油泵無法在發(fā)動機的所有轉速范圍內都達到最優(yōu)化設計。可變流量機油泵（圖7-2-7）即通過改變機油泵的輸出量，來滿足發(fā)動機不同工況下的需求，因此也叫做可變容積機油泵。Home可變流量機油泵包括轉子式可變流量機油泵、齒輪式可變流量機油泵和葉片式可變流量機油泵三類。轉子式可變流量機油泵的外轉子被分為兩個厚度相同的轉子，利用一套機械來控制其中的一個轉子，使其可以與內轉子以任意長度嚙合。另外一半外轉子則與內轉子始終嚙合，通過這個方法實現(xiàn)對內、外轉子嚙合長度的控制，也就等同于改變轉子的厚度，實現(xiàn)機油流量的可變。

葉片式可變流量機油泵的工作原理是當油泵出口壓力達到一定限制時，彈簧閥將逐步被壓縮，使油泵工作腔的容積逐漸變化，達到改變油泵排放的目的。