發(fā)動機冷卻系的構(gòu)造和維修

第一節(jié)發(fā)動機冷卻系的構(gòu)造和工作原理一、概述1、冷卻系的作用:保持發(fā)動機在最適宜的溫度（85℃～93℃）范圍內(nèi)工作。2、冷卻系的分類{水冷風(fēng)冷風(fēng)冷系利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動機在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。1、工作機理：2、結(jié)構(gòu)發(fā)動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養(yǎng)，但是由于材料質(zhì)量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點，目前在汽車上很少使用。冷卻程度后果過冷熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油，磨損加劇。不足發(fā)動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動功率下降潤滑不良，加劇磨損。

3、不正常冷卻對發(fā)動機的影響二、水冷系的組成及水路1、工作機理：水冷卻系是以冷卻液作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動機受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動機上采用的水冷系大都是強制循環(huán)式水冷系，利用水泵強制冷卻液在冷卻系中進行循環(huán)流動。2、水冷系的組成：水冷系由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。

3、水冷系的水路氣缸蓋和氣缸體中鑄造出水套，水泵將冷卻水由機外吸入并加壓，由分水管分流入水套吸走熱量，溫度升高流入氣缸蓋水套，溫度升高流入散熱器，由于風(fēng)扇強力抽吸將熱量散到空氣中，降溫后冷卻水又流入水泵。三、水冷系主要部件的構(gòu)造1、散熱器（1）作用：將水套出來的熱水自上而下或橫向地分成許多小股并將其熱量散給周圍的空氣（2）散熱器由上水室、下水室、散熱器芯等組成。散熱器蓋上貯水室散熱片下貯水室實物圖（3）散熱器的材料：黃銅、鋁（4）散熱器管芯分類：常用散熱器芯的結(jié)構(gòu)型式（1）管片式由若干扁形或圓形冷卻管組成。

空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內(nèi)流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結(jié)構(gòu)剛度較好廣為汽車發(fā)動機所使用。（2）管帶式由若干扁平冷卻管組成

水管與散熱器相間排列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。管帶式管片式2、散熱器蓋散熱器蓋上帶有空氣-蒸汽閥空氣閥在散熱器內(nèi)氣壓下降時，與大氣相通，防止散熱器芯管被大氣壓壞。蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達到一定值時，閥門開啟，部分水蒸氣經(jīng)管路進入膨脹水箱，避免發(fā)動機溫度過高。

結(jié)構(gòu)：蒸汽閥彈簧空氣閥3、膨脹水箱作用： 密封冷卻系統(tǒng)，減少了冷卻液的散失，使冷卻系統(tǒng)內(nèi)水、氣分離，保持壓力穩(wěn)定。避免空氣不斷進入，給冷卻系統(tǒng)內(nèi)部造成氧化、穴蝕。材料：塑料4、補償水桶1-散熱器；2-橡膠軟管；3-補償水桶補償水桶的作用是減少冷卻系冷卻液的損失。當(dāng)冷卻液受熱膨脹后，散熱器內(nèi)多余的冷卻液流入補償水桶；而當(dāng)溫度降低后，散熱器內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，補償水桶中的冷卻液又被吸回散熱器內(nèi)，所以冷卻液不會溢出。補償水桶上印有兩條液面高度標(biāo)記線：“DI”（低）標(biāo)記與“GAO”（高）標(biāo)記或者“ADD”（添加）標(biāo)記與“FULL”（充滿）標(biāo)記。補償水桶5、水泵

當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，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(nèi)。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。（2）水泵的工作原理（1）功用：對冷卻水加壓，使之在冷卻系中加速循環(huán)流動1－水泵殼體2－葉輪3－進水管7－出水管

汽車廣泛使用離心式水泵。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、泵水量大及因故障而停止工作時，不妨礙水在冷卻系內(nèi)部自然循環(huán)等優(yōu)點。

水泵一般由曲軸通過V帶驅(qū)動。傳動帶環(huán)繞在曲軸帶輪與水泵帶輪之間。有些發(fā)動機的水泵由凸輪軸直接驅(qū)動。（3）水泵的典型結(jié)構(gòu)（4）制作材料：鑄鐵（或鑄鋁）的殼體1-水泵殼體；2-葉輪；3-夾布膠木密封墊圈；4-墊圈；5-螺釘；6-水封皮碗；7-彈簧；8-襯墊；9-泵蓋；10-水封座圈；11-球軸承；12-水泵軸；13-半圓鍵；14-凸緣盤；15-軸承卡環(huán)；16-隔離套筒；17-潤滑脂嘴；18-水封環(huán)；19-管接頭；A-進水口；B-水泵內(nèi)腔；C-泄水口（5）離心式水泵的結(jié)構(gòu)圖組成：水泵殼體與泵蓋、葉輪與水泵軸以及軸承和水封（6）水封:作用：防止泵腔中的冷卻水進入軸承組成：密封墊圈、水封皮碗、水封座圈、彈簧等裝配關(guān)系：教材p120圖4-10（7）水泵軸上安裝的拋水圈的作用：當(dāng)水封泄漏時、向右滲出的水被拋水圈擋住，并由檢視孔流出5、風(fēng)扇（3）風(fēng)扇葉片:對空氣產(chǎn)生吸力，使之沿軸向流動。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。裝在發(fā)動機殼與散熱器之間.材料有鋼板、塑料和鋁合金。葉片數(shù)：4～6片。（1）作用：（2）安裝位置：實物圖車用發(fā)動機采用軸流式風(fēng)扇的三種型式結(jié)構(gòu)特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為7～6片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉(zhuǎn)平面成30°～75°的安裝斜角。整體風(fēng)扇在轎車和輕型載貨汽車上應(yīng)用較多。近年來轎車上還采用了電動風(fēng)扇。

風(fēng)扇常和發(fā)動機一起由曲軸帶輪通過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?？烧{(diào)節(jié)支架風(fēng)扇的驅(qū)動V帶張緊裝置（4）護風(fēng)罩的作用：（6）風(fēng)扇和水泵不同軸傳動使通過散熱芯的氣流分布均勻（5）風(fēng)扇——水泵同軸由曲軸帶傳動的要求：傳動帶松緊度適中，過松造成打滑，冷卻散熱效果差；過緊使軸承的磨損加劇，帶的壽命縮短。采用溫控電風(fēng)扇控制冷卻強度調(diào)節(jié)裝置1、調(diào)節(jié)原理：用改變通過散熱器的空氣流量（采用百葉窗、自動風(fēng)扇離合器、溫控電風(fēng)扇等）和改變冷卻水的循環(huán)路線和流量的方法進行改變（采用節(jié)溫器）2、適用范圍：轎車采用節(jié)溫器和溫控電風(fēng)扇；中型以上的車輛采用節(jié)溫器、百葉窗、自動風(fēng)扇離合器。3、蠟式節(jié)溫器（1）結(jié)構(gòu)特點：中心桿上端固定在支架上，下端插入橡膠管中心腔內(nèi)，橡膠管與節(jié)溫器感應(yīng)體的外殼之間的環(huán)形腔體內(nèi)裝有石蠟，感應(yīng)體外殼上裝有主閥門，在主閥門與支架下底之間裝有主閥門彈簧（2）功用：根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，從而控制通過散熱器冷卻水的流量。

推桿彈簧主閥門石蠟?zāi)z管外殼（3）工作原理小循環(huán)大循環(huán)

當(dāng)水溫低于358K時，主閥關(guān)，副閥開—小循環(huán)。

當(dāng)水溫高于358K時低于378K時，主閥漸開，副閥漸關(guān)—大小循環(huán)同時進行。

當(dāng)水溫高于378K時，主閥全開，副閥關(guān)—大循環(huán)。蠟式節(jié)溫器工作情況實物圖

4、冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動路線有兩條，一條為大循環(huán)，另一條為小循環(huán)。所謂大循環(huán)是水溫高時，水經(jīng)過散熱器而進行的循環(huán)流動；而小循環(huán)就是水溫低時，水不經(jīng)過散熱器而進行的循環(huán)流動，從而使水溫升高。小循環(huán)大循環(huán)節(jié)溫器小循環(huán)大循環(huán)混合循環(huán)5、雙散熱器冷卻系統(tǒng)組成：主散熱器、副散熱器、水泵、節(jié)溫器和電動風(fēng)扇等工作過程：水溫82℃，節(jié)溫器不打開，冷卻水在水套和副散熱器之間循環(huán)，電動風(fēng)扇不工作，水溫升高；水溫82℃以上時，節(jié)溫器打開，冷卻水同時經(jīng)過主副散熱器，冷卻強度增大，水溫保持82-92℃水溫超過92℃，副散熱器上的溫控電動風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動，副散熱器的散熱器散熱能力增大，水溫低于88℃時，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動6、百葉窗安裝位置：水箱散熱器的前面。通過手控和蠟式節(jié)溫器自動控制7、風(fēng)扇離合器作用：改變通過散熱器的空氣量，實現(xiàn)冷卻強度調(diào)節(jié)分類：硅油式、電磁式、機械式三種第二節(jié)發(fā)動機水冷卻系的維修一、水泵的檢修水泵總成的外部檢查內(nèi)容：(1)檢查有無滲漏。水泵殼體如有裂紋，會發(fā)生滲漏。(2)檢查帶輪的轉(zhuǎn)動和軸向、徑向竄動量。用手轉(zhuǎn)動帶輪，應(yīng)運轉(zhuǎn)靈活，無卡滯現(xiàn)象；否則，泵軸可能彎曲或軸承浸水銹蝕。2、水泵的修理（1）水泵的分解①拆下水泵蓋和密封蓋②拆下水泵葉輪③取出水封密封性墊圈和水封總成④拆下風(fēng)扇帶輪⑤拆下凸緣盤、半圓鍵和軸承卡環(huán)⑥自右向左將水泵軸及軸承組件壓出⑦取下水泵軸上的卡環(huán)和拋水圈，支承水泵軸承內(nèi)圈端面，壓出水泵軸（2）水泵零件的檢修①水泵殼體和帶輪的檢修Ⅰ、水泵殼體與水泵蓋接合面變形大于0.05mm,應(yīng)予以修平Ⅱ、水泵殼體裂紋應(yīng)更換或焊修；軸承座孔磨損，應(yīng)予以報廢。Ⅲ、V形帶輪的帶槽底部如發(fā)現(xiàn)被帶磨亮，應(yīng)更換帶輪，否則帶很容易打滑。②水泵軸的檢修Ⅰ、當(dāng)彎曲度大于0.05mm時，應(yīng)予以冷壓Ⅱ、水泵軸與軸承配合處軸頸磨損，應(yīng)予以報廢Ⅲ、軸端螺紋損壞應(yīng)予以修復(fù)或更換③球軸承的檢修軸承滾道出現(xiàn)麻坑，軸向間隙大于0.30mm，徑向間隙大于0.15mm，應(yīng)予以更換④水泵葉輪的檢查葉輪軸孔磨損或葉片等處“穴蝕”嚴重時，應(yīng)予以報廢。⑤水封更換一般拆卸水泵總成時，都應(yīng)更換薪水套（3）水泵的裝配順序（與其拆卸順序相反）①各零件裝配間隙按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)安裝②水泵殼體下方的檢視孔和上方的通氣孔應(yīng)暢通③各螺栓、螺母應(yīng)按規(guī)定的力矩擰緊，鎖止應(yīng)可靠④水泵裝合后，應(yīng)對水泵軸承加注規(guī)定牌號的潤滑脂（4）水泵的試驗①水泵裝合后，用手轉(zhuǎn)動皮帶輪，泵軸轉(zhuǎn)動應(yīng)無卡滯現(xiàn)象；水泵葉輪與泵殼應(yīng)無碰擦現(xiàn)象。

②將水泵裝在試驗臺上按原廠規(guī)定進行規(guī)定轉(zhuǎn)速下的壓力-流量試驗。例如，桑塔納2000轎車發(fā)動機水泵在規(guī)定轉(zhuǎn)速6000r/min時，進口壓力為0.1MPa，系統(tǒng)壓力為0.14MPa，出口壓力為0.16MPa。二、散熱器的維修散熱器的主要維修內(nèi)容是：清堵、焊漏和整形以及水冷卻系的密封檢查。清堵(1)散熱器外部堵塞的清理采用機械疏通或者壓縮空氣、高壓水流沖洗(2)散熱器內(nèi)部堵塞的清理采用化學(xué)法，即用酸堿類物質(zhì)與水垢化學(xué)反應(yīng)·焊漏（1）散熱器滲漏的檢查

·將散熱器注滿水，用手推測試器，使壓力達到100Kpa，觀察壓力是否下降及散熱器外部有無漏水現(xiàn)象（2）焊修·散熱器外層，錫焊法焊補；內(nèi)層把冷卻管兩端用焊錫堵死的方法。使用工具電阻加熱器（3）冷卻管的更換工藝·選與冷卻管尺寸相適應(yīng)的扁平銅條置于冷卻管內(nèi)，抽拉去除水垢，然后將電阻加熱器插入冷卻管內(nèi)，接通24V電源，約1min后，焊接融化，將電阻加熱器和冷卻管同時抽出，待冷卻后抽出電阻加熱器，將新冷卻管插入孔內(nèi)，整理好散熱片，將電阻加熱器插入新管內(nèi)加熱，融化其表面焊錫，待焊錫冷卻后凝固，取出電阻加熱器。（4）整形·貯水室塌陷在凹坑的底部焊一鉤環(huán)，向外拉扯的同時，用小錘輕擊凹坑四周·倒伏變形的散熱片用梳理散熱片的工具梳理扶正三、節(jié)溫器的檢查節(jié)溫器的檢查方法：用溫度可調(diào)式恒溫加熱設(shè)備檢查節(jié)溫器主閥門的開啟溫度、全開溫度及升程，其中有一項不符合規(guī)定值，則應(yīng)更換節(jié)溫器。·蠟式節(jié)溫器的壽命50000km四、散熱器蓋閥門密封性的檢查將散熱器蓋旋裝在測試器上，用手推測試器，直至蒸汽閥打開為止。蒸汽閥應(yīng)在壓力0.026-0.037mpa時打開，若壓力低于0.026Mpa時，應(yīng)更換散熱器蓋第三節(jié)冷卻系的常見故障診斷與排除常見故障：水溫不正常和冷卻水泄露1．故障現(xiàn)象

水溫高溫報警，散熱器上貯水箱有開鍋現(xiàn)象；發(fā)動機產(chǎn)生爆燃，不易熄火；活塞膨脹，發(fā)動機熄火后，不易啟動。2．故障原因、診斷和排除方法①冷卻液不足。檢查膨脹水箱的冷卻液是否充足，如不足應(yīng)補存并查明原因。②水溫表指示值過高。觀察散熱器水溫是否過熱或開鍋，如水溫正常，即為感應(yīng)塞或水溫表故障，應(yīng)先更換感應(yīng)塞；若水溫表的指示值還高，則是水溫表已壞。③風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。檢查風(fēng)扇控制電路。④節(jié)溫器故障。若發(fā)動機溫度過高，而散熱器的溫度并不高，或散熱器上貯水箱溫度高，下貯水箱卻較冷時，可能是節(jié)溫器的閥門沒打開或閥門升程太小，應(yīng)檢查更換節(jié)溫器。⑤水泵損壞?？蓪⑺渖w打開，操縱油門，突然變化發(fā)動機轉(zhuǎn)速，從加水口觀察冷卻水面有無變化，若無攪動現(xiàn)象，則為水泵工作不正常，應(yīng)檢查排除水泵故障。⑥散熱器性能下降。多為散熱器內(nèi)部被水垢或泥沙阻塞，或散熱片之間被阻塞，應(yīng)清洗、疏通散熱器⑦散熱器蓋損壞。⑧護風(fēng)罩壞或不起作用，百葉窗打不開等3、故障現(xiàn)象暖機后水溫表指示值在353K以下；發(fā)動機加速困難、無力。4、故障原因、診斷和排除①節(jié)溫器故障。發(fā)動機冷車升溫時間長，節(jié)溫器失效后其主閥門常開，冷卻水沒有小循環(huán)，應(yīng)檢查更換節(jié)溫器。②冬季保暖措施不良，百葉窗、擋風(fēng)簾關(guān)閉不嚴。③水溫表或水溫感應(yīng)塞故障。實際水溫與指示值有誤差時，多為感應(yīng)塞或水溫表故障，更換水溫表后無效，則為水溫感應(yīng)塞故障，應(yīng)更新感應(yīng)塞

故障現(xiàn)象一:一輛行駛僅1200公里的奧迪200型轎車,冷卻液隨行駛里程的增加而減少較多,每百公里約減少500毫升。分析思路：1、管路滲漏：檢查冷卻系統(tǒng)連接管路，有無滲漏，水泵、散熱器有無腐蝕滲漏。2、是否滲漏到曲軸箱:a檢查潤滑油油位為高度及潤滑油加注口有無奶油狀沫。b檢查冷卻液液面有無潤滑油，如有說明機油冷卻器滲漏，著車時壓力大，油進入冷卻液中。反之，不啟動時，可能冷卻液滲入潤滑油中。3、是否滲漏到氣缸中形成氣體排到大氣中。檢查排氣管口水蒸氣排量是否正常。三、冷卻液滲漏故障故障檢查:經(jīng)檢查,沒有發(fā)現(xiàn)任何外漏跡象,各部密封良好,初步判定為發(fā)動機內(nèi)漏。但檢查發(fā)動機油底殼機油液面卻正常,油質(zhì)也無變化,