第五章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系

知識(shí)目標(biāo)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(qiáng)度調(diào)節(jié)的方式；能正確描述水冷系主要機(jī)件的檢測(cè)及維修方法。單元五發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系水冷系組成和水路水冷卻系主要機(jī)件構(gòu)造與工作原理水冷卻系檢修冷卻系概述章節(jié)測(cè)驗(yàn)第一節(jié)冷卻系概述冷卻系的作用使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，從而保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。冷卻強(qiáng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響冷卻不足（發(fā)動(dòng)機(jī)過熱）充氣效率下降運(yùn)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)輸出功率——零件不能正常運(yùn)動(dòng)——變形、損壞——加劇零件磨損——如：早然、爆燃冷卻過度（發(fā)動(dòng)機(jī)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風(fēng)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(jìn)行冷卻的一系列裝置。缺點(diǎn)：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(dòng)機(jī)水冷系——發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)水套中循環(huán)流動(dòng)而吸收多余熱量，再將此熱量散入大氣而進(jìn)行冷卻的一系列裝置。優(yōu)點(diǎn)：冷卻強(qiáng)度大、易調(diào)節(jié)；可用熱水預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，便于冬季起動(dòng)廣泛用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)正常溫度冷卻系類型氣缸蓋溫度氣缸壁溫度風(fēng)冷系433～473K423～453K水冷系353～363K470～550KK開爾文溫度第二節(jié)水冷系組成和水路水冷系組成組成：水冷系由水泵、散熱器、節(jié)溫器、風(fēng)扇、冷卻水套、膨脹水箱及其他附屬裝置等組成。水泵安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體前端或側(cè)面，由曲軸驅(qū)動(dòng)對(duì)冷卻水加壓，強(qiáng)制冷卻水在循環(huán)管內(nèi)循環(huán)流動(dòng)散熱器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前方支架上增大散熱面積，加速冷卻水的散熱節(jié)溫器位于氣缸蓋出水管內(nèi)或水泵進(jìn)水口處控制冷卻液的循環(huán)線路風(fēng)扇裝在散熱器后面，由曲軸或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)增大空氣流量和流速，加強(qiáng)散熱器的散熱效果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)域冷卻液循環(huán)水路小循環(huán)水路（水溫低時(shí)）冷卻液從氣缸蓋出水孔不經(jīng)散熱器直接流回水套大循環(huán)水路（水溫高時(shí)）冷卻液從氣缸蓋出水孔流經(jīng)散熱器，再經(jīng)水泵流回水套捷達(dá)王轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水路膨脹水箱進(jìn)氣道節(jié)氣門控制單元暖風(fēng)熱交換器變速箱機(jī)油冷卻器散熱器機(jī)油冷卻器節(jié)溫器水泵發(fā)動(dòng)機(jī)寶來轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水路冷卻液（加注防凍液等）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)是清潔的軟水，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(dòng)機(jī)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量的防凍液以達(dá)到降低冰點(diǎn)、提高沸點(diǎn)的目的，同時(shí)具有防銹的作用。切忌混用不同牌號(hào)的冷卻液第三節(jié)水冷卻系主要機(jī)件構(gòu)造與工作原理一、散熱器1、分類：橫流式和豎流式散熱器橫流式散熱器豎流式散熱器2、組成：上、下貯水室、散熱器芯、散熱器蓋（1）散熱器芯材料：多采用耐腐蝕，導(dǎo)熱性好的銅或鋁制成結(jié)構(gòu)型式：管片式和管帶式管片式散熱管：扁圓形，不但散熱面積大，且冷卻液結(jié)冰膨脹時(shí)，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(qiáng)度（2）散熱器蓋組成：通氣孔、閥座、蒸氣閥彈簧、蒸汽閥、空氣閥、空氣閥彈簧作用：可自動(dòng)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(qiáng)；制造工藝簡(jiǎn)單；質(zhì)量小散熱管管帶式蒸汽-空氣閥工作情況：⑴蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達(dá)到126kPa~137kPa時(shí)，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；⑵當(dāng)散熱器內(nèi)壓力降到99kPa~87kPa時(shí)，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-空氣閥工作原理二、水泵（離心式）1、組成：進(jìn)水管、水泵殼體、葉輪、水泵軸、軸承、水封皮碗、出水管2、材料：常用鑄鐵或塑料制成3、優(yōu)點(diǎn)：體積小；泵水量大；工作可靠4、工作原理壓水：水泵內(nèi)的冷卻液被葉輪帶動(dòng)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(dòng)機(jī)水套內(nèi)吸水：同時(shí)，葉輪中心因具有真空而使散熱器中的冷卻液經(jīng)進(jìn)水管被吸入水泵當(dāng)水泵故障停轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻液仍可在冷卻系內(nèi)自然循環(huán)水泵總成通向氣缸水套水流來自氣缸水套水流來自暖風(fēng)裝置水流來自散熱器水流三、節(jié)溫器1、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(dòng)機(jī)采用蠟式節(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)溫器工作原理芯軸橡膠蠟閥殼體低溫關(guān)閉高溫打開節(jié)溫器控制小循環(huán)工作圖發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度小于85°C節(jié)溫器控制混合循環(huán)工作圖發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度介于85°C至105°C之間節(jié)溫器控制大循環(huán)工作圖發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度超過105°C四、機(jī)械風(fēng)扇（與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)）1、材料：多用薄鋼板壓制而成2、要求：風(fēng)量大，效率高，振動(dòng)和噪聲小，盡量少消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率3、影響風(fēng)量因素：風(fēng)扇直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀及安裝角4、結(jié)構(gòu)型式：葉片數(shù)：4~6片葉片間的夾角一般不等葉片與葉輪旋轉(zhuǎn)平面成30o~45o的安裝傾斜角——減小葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲——借以產(chǎn)生吸風(fēng)能力，使空氣軸向流動(dòng)5、安裝與皮帶調(diào)整裝置貨車風(fēng)扇常和發(fā)電機(jī)一起由曲軸帶輪通過三角V帶驅(qū)動(dòng)為調(diào)節(jié)V帶的張緊程度，通常將發(fā)電機(jī)的支架做成可調(diào)節(jié)的五、電動(dòng)風(fēng)扇（與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)）1、優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置方便；不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率而使燃油經(jīng)濟(jì)性得到改善2、驅(qū)動(dòng)方式：一般采用雙速直流風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并由蓄電池供電3、電控方式種類：溫控開關(guān)控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的開關(guān)由位于散熱器上的溫控開關(guān)控制電腦控制當(dāng)冷卻液溫度高于368K（95°C）時(shí)，溫控開關(guān)低溫觸電閉合，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)以1600r/min的轉(zhuǎn)速低速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)冷卻液溫度升高至378K時(shí)，溫控開關(guān)高溫觸電閉合，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)以2400r/min的轉(zhuǎn)速高速轉(zhuǎn)動(dòng)六、風(fēng)扇離合器1、作用：控制風(fēng)扇的扇風(fēng)量，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度2、優(yōu)點(diǎn)：減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失；減少風(fēng)扇噪音；改善低溫起動(dòng)性能，節(jié)約燃料及降低排放3、類型：硅油式、電磁式硅油風(fēng)扇故障應(yīng)急措施：若硅油風(fēng)扇離合器故障（如漏油等）時(shí)，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(dòng)軸孔內(nèi)，再旋緊螺釘，是風(fēng)扇、離合器殼體與主動(dòng)軸連成一個(gè)整體電磁式風(fēng)扇離合器七、膨脹水箱1、材料：多用半透明材料，如塑料2、作用：方便直接觀察冷卻液面高度；避免因空氣不斷進(jìn)入而氧化機(jī)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：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)，又放進(jìn)了一部分空氣。這時(shí)，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(jìn)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(jìn)入的氣體冷凝，一部分變成液體重新進(jìn)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(qiáng)度，起輔助調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)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(dòng)調(diào)節(jié)百葉窗擋風(fēng)板的開度一、水冷系常見故障主要故障：發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、發(fā)動(dòng)機(jī)過冷、冷卻系滲漏二、發(fā)動(dòng)機(jī)過熱（若冷卻液充足）1、故障現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液充足，但在行駛中冷卻液溫度超過90°C，直至沸騰（俗稱“開鍋”）；或運(yùn)行中，冷卻液在90°C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(gè)方面：首先，是冷卻系的散熱能力下降，其次是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量增加。第四節(jié)水冷卻系檢修（1）冷卻系本身的原因有：風(fēng)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(fēng)扇裝反，或風(fēng)扇規(guī)格不對(duì)電動(dòng)風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，或硅油風(fēng)扇離合器損壞，使風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速過低節(jié)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(jìn)入冷卻系（2）其他系統(tǒng)的原因有：點(diǎn)火時(shí)間過遲混合器過濃或過稀燃燒室積炭過多發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油量不足，或機(jī)油散熱器工作不良汽車使用條件的影響（如道路、氣候、風(fēng)向和負(fù)荷等）冷卻液不足引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱診斷流程圖三、發(fā)動(dòng)機(jī)過熱（若冷卻液不足）1、故障現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系容納不了規(guī)定的冷卻水量，或在運(yùn)行中冷卻液消耗異常，使發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)、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(gè)別進(jìn)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(dòng)機(jī)過熱診斷流程圖發(fā)動(dòng)機(jī)突然過熱故障現(xiàn)象冷車起動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫迅速升高而產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象；汽車行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)突然過熱故障原因風(fēng)扇皮帶斷裂水泵軸與葉輪脫轉(zhuǎn)冷卻系嚴(yán)重漏水節(jié)溫器主閥門脫落致使冷卻液不能進(jìn)行大循環(huán)氣缸墊燒穿，或缸蓋出現(xiàn)裂縫，高溫氣體進(jìn)入冷卻系發(fā)動(dòng)機(jī)突然過熱診斷流程圖發(fā)動(dòng)機(jī)過冷故障現(xiàn)象汽車長時(shí)間行駛后，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度仍達(dá)不到正常的工作溫度發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)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(fēng)扇的雙溫開關(guān)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油過多發(fā)動(dòng)機(jī)過冷診斷流程圖冷卻系滲漏故障現(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(fēng)熱交換器滲漏水泵水封損壞、滲漏節(jié)溫器蓋松動(dòng)或密封圈損壞氣缸體或氣缸蓋破裂故障排除檢查機(jī)體、水泵、散熱器及各管路連接處有無冷卻液滲出，必要時(shí)可對(duì)冷卻系進(jìn)行加壓檢查，出現(xiàn)滲漏，應(yīng)查明原因予以排除發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)，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(cè)驗(yàn)判斷題1.為防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，要求其工作溫度越低越好。（X）2.發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置冷卻系的目的，就是為了降低冷卻水的溫度。（X）3.風(fēng)扇在工作時(shí)，風(fēng)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(lán)綠色或黃色，是以便識(shí)別。（√）5、放水時(shí)，只有將散熱器蓋打開，才能把發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)，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(shí)，就不能進(jìn)行自然循環(huán)。（X）8、為了保證風(fēng)扇、水泵的轉(zhuǎn)速，要求風(fēng)扇帶越緊越好。（X）√選擇題1.水冷卻系中，冷卻水的大小循環(huán)路線由（）控制。

A.風(fēng)扇