汽車發(fā)動機構(gòu)造與維護(hù)冷卻系統(tǒng)檢測與維修

汽車發(fā)動機構(gòu)造與維護(hù)項目三冷卻系統(tǒng)維修知識目標(biāo)：掌握發(fā)動機冷卻系統(tǒng)功用、組成與類型；掌握發(fā)動機水冷系統(tǒng)的循環(huán)水路；掌握發(fā)動機水冷系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)域維修知識；掌握發(fā)動機冷卻系統(tǒng)常見故障的診斷知識；掌握發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的日常維護(hù)知識。技能目標(biāo)：掌握水泵、節(jié)溫器的拆裝與檢測方法。重難點：水泵的結(jié)構(gòu)和作用；水泵的檢修；節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)和作用；水冷系統(tǒng)的維護(hù)；冷卻系統(tǒng)的常見故障。任務(wù)一水泵的拆裝與檢測任務(wù)分析1）掌握水冷系統(tǒng)的組成2）掌握水泵的結(jié)構(gòu)3）掌握水泵的檢測知識一冷卻系統(tǒng)的功用、類型及組成1.冷卻系統(tǒng)的功用冷卻系統(tǒng)的功用：使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機過熱，也要防止冬季發(fā)動機過冷。發(fā)動機冷啟動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。發(fā)動機在工作時正常水溫為80-90℃2.冷卻系統(tǒng)的類型風(fēng)冷系統(tǒng)：以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)：以冷卻液為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)。汽車發(fā)動機尤其是轎車發(fā)動機大都采用水冷系統(tǒng)，只有少數(shù)汽車發(fā)動機采用風(fēng)冷系統(tǒng)。3.水冷系統(tǒng)的組成發(fā)動機水冷系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、百葉窗、節(jié)溫器、冷卻風(fēng)扇、膨脹水箱、溫度指示器、報警燈、水套等組成。（1）水泵功用：對冷卻液加壓，強制冷卻液在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動。離心式水泵尺寸小、出水量大、結(jié)構(gòu)簡單，并且當(dāng)水泵損壞后不妨礙水在冷卻系統(tǒng)內(nèi)的自然循環(huán)，因此被廣泛采用。離心式水泵的主要組成：殼體、葉輪、泵蓋板、水泵軸、支承軸承、水封等。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣，產(chǎn)生一定的壓力，然后從出水管流出。葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力下降，散熱器中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差作用下經(jīng)進(jìn)水管流入葉輪中心。如此連續(xù)的作用，使冷卻水在水路中不斷地循環(huán)。（2）散熱器及其附屬裝置功用：加大冷卻液的散熱面積，使發(fā)動機的水套內(nèi)流出的熱水（或冷卻液）的熱量盡快傳給空氣，而迅速冷卻。散熱器由兩個儲水室和散熱器芯組成。散熱器芯是由許多扁圓形和圓形的冷卻水管和散熱片組成，用導(dǎo)熱性能良好的金屬材料（如鋁、銅等）制造。當(dāng)高速氣流經(jīng)過管子和散熱片的空隙時，就將表面的熱量帶走，起到散熱的作用。散熱器上還有散熱器蓋和放水塞。散熱器蓋上裝有壓力控制閥和真空閥，用以調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的壓力，防止因溫度變化引起壓力過高或過低，造成軟管脹裂或損壞散熱器及儲液罐。散熱器按水流方向可分為下流式和橫流式兩種。1）下流式散熱器：在散熱器芯的上下各有一個儲水室，水流自上而下，比較常見。2）橫流式散熱器：在散熱器芯的左右各有一個儲水室，冷卻液左右流動。這種散熱器寬度大，高度小，適合在現(xiàn)代轎車上安裝。（3）節(jié)溫器安裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般安裝在氣缸蓋的出水口），控制冷卻液流動路徑。汽車發(fā)動機廣泛采用蠟式節(jié)溫器，有單閥型和雙閥型兩種。（4）膨脹水箱膨脹水箱多用半透明材料（如塑料）制成。透過箱體可直接方便地觀察到液面高度，無需打開散熱器蓋。膨脹水箱上部用一個較細(xì)的軟管與散熱器的加水管相連，底部通過水管與水泵的進(jìn)水側(cè)相連，通常位置略高于散熱器。（5）冷卻風(fēng)扇作用：提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強散熱器的散熱能力并冷卻發(fā)動機附件。風(fēng)扇的安裝位置常在散熱器的后面。扇風(fēng)量主要與風(fēng)扇直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀和葉片數(shù)量有關(guān)。任務(wù)實施以桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機為例1.水泵的拆卸1）排盡冷卻水2）拆卸“V”形驅(qū)動帶，拆卸風(fēng)扇電動機。3）拆下同步帶的上、中防護(hù)罩，將曲軸調(diào)整到第一氣缸上止點位置。4）拆下凸輪軸上的同步帶，但不必拆下曲軸“V”形帶輪，以保持同步帶在曲軸同步帶輪上的位置。5）旋下螺栓，拆下同步帶后防護(hù)罩，旋下水泵，小心地將其拉出。2.水泵的安裝1）清潔“O”形密封圈的密封表面，用冷卻水浸濕新的“O”形密封圈。2）安裝水泵，罩殼上的凸耳朝下。3）安裝同步帶后防護(hù)罩。4）擰緊水泵螺栓至15NM。5）安裝同步帶（調(diào)整配氣相位），安裝驅(qū)動“V”形帶。6）加注冷卻水。3.水泵檢修水泵常見的損傷有：水泵殼體滲漏、破裂變形，水泵葉輪破裂，水封損壞，水泵軸與軸承磨損，軸承座孔磨損等。水泵的檢修過程如下：1）水泵的殼體破裂滲漏、軸承孔磨損，一般應(yīng)更換新件。水泵殼體平面翹曲變形不大，可在平板上修磨處理；若變形過大，一般應(yīng)予以更新。2）水泵葉輪破裂，應(yīng)換用新件。3）水封座圈外徑磨損，水封老化、變形，水封彈簧力減弱或腐蝕，應(yīng)更換水封總成。4）檢查水泵軸與軸承內(nèi)徑的配合間隙應(yīng)不大于0.03mm，若超過規(guī)定應(yīng)換用新件。水泵軸彎曲超過0.5mm，應(yīng)冷壓校直。5）檢查水泵葉輪與端面間隙一般為1.0-1.8mm，否則，用墊片調(diào)整。6）檢查水泵葉輪與泵殼間隙一般為0.8-2.2mm。任務(wù)二節(jié)溫器的拆裝與檢測任務(wù)分析1）掌握節(jié)溫器的作用2）掌握節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)3）掌握節(jié)溫器的檢測蠟式節(jié)溫器的作用及工作原理1.節(jié)溫器的作用節(jié)溫器的作用是根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷的大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系冷卻強度的目的。2.節(jié)溫器的工作原理常溫下石蠟呈固態(tài)，水溫低于349K（76℃）時，主閥門完全關(guān)閉，旁通閥完全開啟，由氣缸蓋出來的水經(jīng)旁通管直接進(jìn)入水泵，故稱為小循環(huán)。由于水只是在水泵和水套之間流動，不經(jīng)過散熱器，且流量小，所以冷卻強度弱。當(dāng)發(fā)動機水溫達(dá)82℃以上時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對中心桿下部錐面產(chǎn)生向上的推力。由于桿的上端固定，故中心桿對橡膠管及感應(yīng)體產(chǎn)生向下的反推力，克服彈簧張力使主閥門逐漸打開，旁通閥開度逐漸減小。當(dāng)發(fā)動機水溫升高到95℃，主閥門完全開啟，旁通閥完全關(guān)閉，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，稱為大循環(huán)。由于此時冷卻水流動路線長，流量大，所以冷卻強度強。1.節(jié)溫器的拆卸1）將發(fā)動機前端置于維修工作臺上2）在切斷點火開關(guān)3）排放冷卻水4）拆卸“V”形帶，拆卸發(fā)電機5）從連接體上拆下冷卻水管6）松開螺栓，取出節(jié)溫器、“O”形密封圈和節(jié)溫器。2.節(jié)溫器的安裝1）清潔“O”形密封圈的密封表面2）安裝節(jié)溫器，節(jié)溫器的感溫部分必須在氣缸體內(nèi)。3）用冷卻水浸濕新的“O”形密封圈。4）擰緊螺栓，安裝發(fā)電機。5）加注冷卻水3.節(jié)溫器的隨車檢查1）發(fā)動機剛啟動時的檢查。打開水箱加水蓋，若水箱內(nèi)冷卻水平靜，則表明節(jié)溫器工作正常。這是因為，在水溫低于70℃時，節(jié)溫器膨脹筒處于收縮狀態(tài)，主閥門關(guān)閉；當(dāng)水溫高于80℃時，膨脹筒膨脹，主閥門逐漸打開，水箱內(nèi)循環(huán)開始工作。若水溫表指示在70℃以下，水箱進(jìn)水管處有水流動且水溫微熱，則表明節(jié)溫器主閥門關(guān)閉不嚴(yán)，使冷卻水過早大循環(huán)。2）水溫升高后的檢查。發(fā)動機工作初期，水溫上升很快，當(dāng)水溫上升到80℃后，升溫速度減慢，則表明節(jié)溫器工作正常。反之，水溫一直升高很快，且內(nèi)壓達(dá)到一定程度時，沸水突然溢出，則表明是主閥門有長滯而突然打開的原因。水溫表指示在70-80℃時，打開水箱蓋及防水開關(guān)，用手感其水溫，若為燙水，說明節(jié)溫器正常；若加水口處水溫低，且水箱上水室進(jìn)水管處無水流出或流水甚微，說明節(jié)溫器主閥門無法打開。任務(wù)三冷卻系統(tǒng)的日常維護(hù)任務(wù)分析1）理解冷卻系統(tǒng)日常維護(hù)的意義2）掌握冷卻系統(tǒng)的日常維護(hù)知識一冷卻系統(tǒng)日常維護(hù)的意義發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)如經(jīng)常出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致發(fā)動機的整體工作能力下降，并造成發(fā)動機的其他零部件損壞。因此，需要做好冷卻系統(tǒng)的日常保養(yǎng)與維護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)問題時及時采取對應(yīng)措施。定期檢查冷卻系統(tǒng)的密封情況、風(fēng)扇驅(qū)動帶的松緊度、水泵、節(jié)溫器等。知識二散熱器蓋散熱器蓋主要由加水口蓋、壓力閥、真空閥及壓力閥彈簧盒真空閥彈簧等組成。散熱器蓋的工作原理：1）當(dāng)發(fā)動機熱狀態(tài)正常時，壓力閥和真空閥各自在彈簧壓力作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)。2）當(dāng)冷卻系統(tǒng)內(nèi)的水溫升高，散熱器中壓力達(dá)到一定值（一般為26-37kpa）,并且在此壓力下冷卻系統(tǒng)內(nèi)水的沸點可達(dá)到108℃時，壓力閥開啟，水蒸氣從壓力閥經(jīng)橡膠軟管排入膨脹水箱，使散熱器內(nèi)的壓力下降到規(guī)定值。目前轎車的散熱器蓋的壓力閥開啟壓力設(shè)計得更高，可到達(dá)98kpa.3）當(dāng)冷卻水溫度下降，冷卻系統(tǒng)內(nèi)的真空達(dá)到10-20kpa時，真空閥被大氣壓力推開，膨脹水箱中的冷卻液從橡膠軟管進(jìn)入散熱器，以補充散熱器中的冷卻液。任務(wù)實施冷卻系統(tǒng)的日常維護(hù)內(nèi)容如下：1）檢查冷卻系統(tǒng)的管路、插頭及部件各部位是否有滲漏現(xiàn)象；機件有否損壞現(xiàn)象。2）檢查散熱器的液位是否符合要求，必要時應(yīng)補充冷卻液。3）檢查散熱器正面的芯子是否有污物堵塞、泥土覆蓋，必要時予以清理，并清洗干凈。4）檢查冷卻系統(tǒng)的所有軟管，觀察是否有裂紋、膨脹、老化或損壞現(xiàn)象，必要時，應(yīng)及時更換。5）檢查散熱器蓋的閥門及密封狀況，如不能保證工作，應(yīng)及時更換。6）檢查水泵傳動帶是否有裂紋、剝層、斷線、嚴(yán)重磨損等現(xiàn)象。必要時予以更換。7）檢查水泵傳動帶的張力是否符合要求，必要時，予以調(diào)整。8）檢查裝在進(jìn)氣歧管上的水溫傳感器工作是否正常；它與水溫表的工作是否一致。9）檢查裝在散熱器下水室上的風(fēng)扇熱敏開關(guān)工作是否正常。必要時，應(yīng)予以更換。10）檢查風(fēng)扇電動機工作情況，運轉(zhuǎn)是否正常，電路插接是否符合要求。任務(wù)四冷卻系統(tǒng)常見故障的診斷與排除任務(wù)分析1）了解冷卻系統(tǒng)的常見故障類型2）掌握冷卻系統(tǒng)常見故障的診斷與排除方法冷卻系統(tǒng)常見的故障類型1.水溫過高（1）故障現(xiàn)象一般儀表盤上的水溫表起始刻度所指示的發(fā)動機水溫為60℃左右，正常情況下水溫應(yīng)該保持在80-90℃，指針則一般會在第二格內(nèi)，一旦指針接近刻度表的中間位置并逐漸偏向右邊的紅色警戒區(qū)，則說明發(fā)動機水溫已經(jīng)偏高，需要盡快檢查故障原因。另外，有時候不開空調(diào)時大家會看到水溫表指示比較正常，水溫不偏高，而當(dāng)打開空調(diào)并制冷時，會發(fā)現(xiàn)水溫有所升高，而且感覺空調(diào)制冷不好，冷風(fēng)不夠冷，這也說明發(fā)動機水箱散熱不好，需要檢查。2.故障原因1）冷卻液不足。如果冷卻液在儲液罐的最低刻度線（min）以下，需要及時添加冷卻液，因為冷卻液不足會導(dǎo)致其循環(huán)不良，影響散熱，進(jìn)而使發(fā)動機水溫偏高。如果在較短時間內(nèi)冷卻液消耗明顯，則需要檢查冷卻系統(tǒng)是否有滲漏。如果冷卻系統(tǒng)管路中存有空氣，產(chǎn)生“憋氣”，這也會影響循環(huán)系統(tǒng)正常散熱。2）發(fā)動機內(nèi)部循環(huán)不暢。如果長期使用偽劣的防凍液，或者夏天加入大量的自來水，長時間高溫循環(huán)后將會在發(fā)動機內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生大量的水垢，會侵蝕發(fā)動機缸體內(nèi)壁及缸墊而形成雜質(zhì)，容易造成循環(huán)系統(tǒng)及發(fā)動機內(nèi)部水道的堵塞，使水溫升高，并對發(fā)動機內(nèi)部造成損害。應(yīng)建議車主每二年更換防凍液時，也徹底清洗水箱，清除內(nèi)部污垢。3）電子扇工作不良。一般車輛有兩個電子扇，而且主電子扇轉(zhuǎn)速都有高低兩檔，當(dāng)水溫達(dá)到一定范圍后電子扇將進(jìn)入高轉(zhuǎn)速加強散熱。有時溫控開關(guān)工作不正常，電子扇就不會進(jìn)入高轉(zhuǎn)速狀態(tài)，發(fā)動機水溫便會逐漸升高。有時某個電子扇的插頭或者保險燒壞，或者水溫傳感器工作異常，也會影響電子扇的正常運轉(zhuǎn)。此時應(yīng)建議車主盡快到維修站檢查并排除故障。4）水泵工作異常。節(jié)溫器主要控制發(fā)動機內(nèi)部的大小循環(huán)，有石蠟式和電子式。由于較早的車型使用石蠟式的節(jié)溫器，使用時間長會老化、損壞，進(jìn)而影響發(fā)動機內(nèi)部循環(huán)。有些老車型的車主夏天常常會卸掉節(jié)溫器，讓發(fā)動機始終處于大循環(huán)，這種方法并不適用所有車型，有時反而會使發(fā)動機的水溫升高，而且會縮短水泵使用壽命。2.水溫過低發(fā)動機在水溫低于65℃以下運行稱作冷運轉(zhuǎn)。發(fā)動機未曾充分運轉(zhuǎn)使水溫達(dá)到一定程度就會開始工作，或者當(dāng)節(jié)溫器開啟溫度過低時，冷卻水過早進(jìn)入大循環(huán)，都會引起冷運轉(zhuǎn)。氣缸壁溫度達(dá)到80-85℃時，磨損量明顯降低。水溫過低，燃燒過程惡化，運轉(zhuǎn)性能不良。低溫運轉(zhuǎn)的主要原因是節(jié)溫器失效。檢查的方法如下：1）檢查冷卻水的溫升速度。觀察儀表板水溫表，如水溫升得很慢說明節(jié)溫器工作不正常。2）檢查散熱器水溫，把數(shù)字式溫度計的傳感器插入散熱器，測量上水室與水溫表讀數(shù)（發(fā)動機水套溫度）并作比較。水溫升到68-72℃以前，甚至發(fā)動機啟動不久，散熱器的水溫就和水套的水溫一同升高，表明節(jié)溫器不良。3）拆檢節(jié)溫器，確認(rèn)故障。將節(jié)溫器放在水中，檢查節(jié)溫器閥門開啟和完全開啟的溫度是否符合修理手冊的規(guī)定。節(jié)溫器失效，應(yīng)及時更換，否則會縮短發(fā)動機的使用壽命。任務(wù)實施1.故障現(xiàn)象運行中溫度突然過高。如果汽車在運行過程中，水溫表指示很快到達(dá)100℃的位置；或在冷車發(fā)動時，發(fā)動機水溫迅速升高至沸騰，在補足冷卻水后轉(zhuǎn)為正常，但發(fā)動機功率明顯下降。2.故障原因（1）冷卻系統(tǒng)嚴(yán)重漏水原因；（2）氣缸墊沖壞，水套與氣缸溝通；（3）節(jié)溫器主閥門脫落；（4）風(fēng)扇皮帶松脫或斷裂；（5）水泵軸與葉輪松脫；（6）風(fēng)扇離合器工作不良。3.故障排除1）運行中發(fā)動機突然過熱，應(yīng)首先注意電流表動態(tài)。若加大節(jié)氣門時電流表不指示充電，指針只是由放電3A-5A間歇擺回“0”位，說明風(fēng)扇皮帶斷裂。如電流表指示充電，則應(yīng)使發(fā)動機熄火，用手觸摸散熱器和發(fā)動機，若發(fā)動機溫度過高而散熱器溫度低，說明水泵軸與葉輪松脫，使冷卻水循環(huán)中斷；若發(fā)動機與散熱器溫度差別不大，則應(yīng)查找冷卻系統(tǒng)有無嚴(yán)重漏水處。2）冷卻水在啟動