汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

1、第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系的構(gòu)造與維修 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 1能正確敘述水冷卻系的功用、結(jié)構(gòu)及工作原理； 2能正確描述水冷系冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)的方式； 3能正確描述水冷系主要機(jī)件的檢測(cè)及維修方法。 能力目標(biāo) 1能對(duì)水冷系主要機(jī)件進(jìn)行熟練拆卸、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整； 2能對(duì)水冷系進(jìn)行一、二級(jí)維護(hù)作業(yè)； 3能對(duì)水冷系的一般故障進(jìn)行診斷并予以排除。 第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系的構(gòu)造 和工作原理 一、冷卻系的作用一、冷卻系的作用 保持發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度（8090 ）范圍內(nèi)工作。 發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式: 根據(jù)所用冷卻介質(zhì)不同，可分為風(fēng)冷式和水冷式。 水冷式以水為冷卻介質(zhì)，熱量先由機(jī)件傳給水，靠水 的流動(dòng)把熱量帶走而后散入大氣中

2、。散熱后的水再重新流回到 受熱機(jī)件處。適當(dāng)調(diào)節(jié)水路和冷卻強(qiáng)度，就能保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正 常工作溫度。同時(shí)，還可用熱水預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，便于冬季起動(dòng)。 風(fēng)冷式高溫零件的熱量直接散入大氣。 二、水冷系的組成及水路 膨脹水箱、風(fēng)扇 (有的裝風(fēng)扇離合 器)、水泵、水套(在 氣缸蓋或氣缸體上制 出的夾層空間)、散 熱器、百葉窗、節(jié)溫 器、水管、水溫表和 傳感器等。 三、水冷系主要部件 1.散熱器 將水套出來(lái)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。 散熱器由上水室、下水室、散熱器芯等組成。 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(shí)，與大氣相通，防止散熱 器芯管被大氣壓壞。

3、 蒸汽閥一般在散熱器內(nèi)壓力達(dá)到一定值時(shí)，閥門開啟， 部分水蒸氣經(jīng)泄氣管排入大氣，避免損壞散熱器。 膨脹水箱 膨脹水箱多用半透明材 料(如塑料)制成。透過(guò)箱體 可直接方便地觀察到液面高 度，無(wú)需打開散熱器蓋。膨 脹水箱的上部用一個(gè)較細(xì)的 軟管與水箱的加水管相連， 底部通過(guò)水管與水泵的進(jìn)水 側(cè)相連接，通常位置略高于 散熱器。 水 泵 作用 對(duì)冷卻水加壓，使之 在冷卻系中循環(huán)流動(dòng)。 壓水 當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心 力的作用，水被甩向葉輪邊緣，在 蝸形殼體內(nèi)將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗?，?jīng) 外殼上與葉輪成切線方向的出水管 被壓送到發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)。 吸水 與壓水同時(shí)，葉輪中心處 壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水 管3被吸

4、進(jìn)葉輪中心部分。 (1)組成 水泵由殼體、葉輪、泵蓋板、水泵軸、支承軸承、 水封等組成。 (2)水泵與風(fēng)扇同軸，通過(guò)V帶傳動(dòng)。 (3)泵蓋上有出水孔。泵殼上有進(jìn)水孔A，用橡膠管與散熱 器出水管相連。泵殼上面有旁通孔，與氣缸蓋上的出水管相連 ，當(dāng)冷卻水溫度低于349K(76)時(shí)，部分冷卻水由此直接進(jìn)入 水泵。 (4)葉輪工作室的進(jìn)水室B與進(jìn)水孔、旁通孔相通；出水室 由出水孔與水套相連。 (5)水泵軸通過(guò)兩個(gè)軸承支承在殼體，軸承間有隔套定位。 (6)水泵軸上裝有拋水圈，以防水封滲漏時(shí)浸濕軸承，滲出 的水被拋水圈從檢視孔甩出，可避免破壞軸承潤(rùn)滑。 (7)水封裝在葉輪的左面，水封通常由密封墊圈、水封皮

5、碗 和彈簧等組成。 水 泵 風(fēng) 扇 1.作用：提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強(qiáng)散 熱器的散熱能力并冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)附件。 2.安裝位置：風(fēng)扇多為軸流式，裝在發(fā)動(dòng)機(jī)殼與散熱器 之間，與水泵同軸驅(qū)動(dòng)。 3.風(fēng)扇扇風(fēng)量的相關(guān)因素：風(fēng)扇的扇風(fēng)量主要與風(fēng)扇的 直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片安裝角及葉片數(shù)目有關(guān)。 4.風(fēng)扇葉片材料有鋼板、塑料和鋁合金。葉片數(shù)：46片。 葉片與葉輪旋轉(zhuǎn)平面之間有一偏扭角 。 風(fēng) 扇 節(jié)溫器 1.作用 隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和水溫的大小而自動(dòng)改變冷卻液的流量和 循環(huán)路線，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的溫度下工作，減少燃料消耗 和機(jī)件的磨損。 2.蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu) 蠟式節(jié)溫器由上支架、下支架、主閥門、副

6、閥門、石 蠟、感應(yīng)體、中心桿、橡膠管和彈簧等組成。 蠟式節(jié)溫器的工作原理 (1)當(dāng)水溫低于349K(76)時(shí)，主閥門完全關(guān)閉，副閥門完 全開啟，由氣缸蓋出來(lái)的水經(jīng)旁通管直接進(jìn)入水泵，故稱小循 環(huán)。由于水只是在水泵和水套之間流動(dòng)，不經(jīng)過(guò)散熱器，且流 量小，所以冷卻強(qiáng)度弱。 (2) 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)349K(76)左右時(shí)，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(duì)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(duì)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，副 閥門開度逐漸減小。 (3)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)水溫升高到359K(86)時(shí)，主閥門完全開 啟，副閥門完全關(guān)閉

7、，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，稱為大循環(huán)。 由于此時(shí)冷卻水流動(dòng)路線長(zhǎng)、流量大，故冷卻強(qiáng)度強(qiáng)。 硅油風(fēng)扇離合器 硅油風(fēng)扇離合器 硅油風(fēng)扇離合器 電動(dòng)風(fēng)扇 原理原理 電動(dòng)機(jī)的開關(guān) 由散熱器的水溫開關(guān)控 制，并且有高低速兩個(gè)擋 位，低速擋在沸點(diǎn)內(nèi)使用， 高速擋在沸點(diǎn)外使用，需 要冷卻時(shí)自動(dòng)起作用。 水溫開關(guān)和電動(dòng)風(fēng)扇 第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系的維修 一、水泵的檢修 1水泵總成的檢查 水泵總成的檢查程序是：先進(jìn)行總成的外部檢查，如發(fā) 現(xiàn)不合格，即應(yīng)拆檢修理或更換水泵總成(有的轎車，如奧 迪，不供應(yīng)水泵零件)。 外部檢查合格者，應(yīng)在試驗(yàn)臺(tái)上按原廠規(guī)定進(jìn)行規(guī)定轉(zhuǎn) 速下的壓力和流量試驗(yàn)，合格的水泵可繼續(xù)使用，不合格的

8、 應(yīng)拆檢修理或更換。 水泵總成的外部檢查內(nèi)容： (1)檢查有無(wú)滲漏。 水封失效時(shí)會(huì)有大量的冷卻水從檢視孔處流出。水泵殼 體如有裂紋，也會(huì)發(fā)生滲漏。 (2)檢查帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向、徑向竄動(dòng)量。 用手轉(zhuǎn)動(dòng)帶輪，應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，無(wú)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 參考該型發(fā)動(dòng)機(jī)水泵維修手冊(cè)進(jìn)行。 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。 1.清堵 (1)散熱器外部堵塞的清理 (2)散熱器內(nèi)部堵塞的清理 2.焊漏 (1)散熱器滲漏的檢查 (2)焊修 3.整形 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

9、閥門的開啟溫 度、全開溫度及升程，其中有 一項(xiàng)不符合規(guī)定值，則應(yīng)更換 節(jié)溫器。 四、散熱器蓋閥門密封性的檢查 將散熱器蓋旋裝在測(cè)試器 上，用手推測(cè)試器，直至蒸 汽閥打開為止。蒸汽閥應(yīng)在 壓力0.0260.037 MPa時(shí)打 開，若壓力低于0.026MPa時(shí) 打開，應(yīng)更換散熱器蓋。 第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系的常見故障 診斷與排除 一、水冷系的水溫過(guò)高 1故障現(xiàn)象 水溫表指針指示在373 K(100)以上，散熱器上貯水 箱有開鍋現(xiàn)象； 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃，不易熄火； 活塞膨脹，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，不易起動(dòng)。 2故障原因、診斷和排除方法 冷卻水不足。檢查冷卻水箱或膨脹水箱的水是否充 足，加水或疏通膨脹水箱的通氣

10、孔。 水溫表指示值過(guò)高。觀察散熱器水溫是否過(guò)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。 風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。檢查風(fēng)扇傳動(dòng)帶是否過(guò)松打滑，若打滑應(yīng)進(jìn) 行調(diào)整。松開電機(jī)支架固定螺栓，向外扳動(dòng)電機(jī)，同時(shí)擰緊固 定螺栓。風(fēng)扇傳動(dòng)帶松緊度的檢查方法是，用拇指按壓兩輪距 中點(diǎn)處，帶的下沉量為1015 mm時(shí)為宜。 節(jié)溫器故障。若發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)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(shí)，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。 水泵損壞?？蓪⑺渖w打開，操縱油門，突然變化發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速，從加水口觀察冷卻水面有無(wú)變化

11、，若無(wú)攪動(dòng)現(xiàn)象，則 為水泵工作不正常，應(yīng)檢查排除水泵故障。 散熱器性能下降。多為散熱器內(nèi)部被水垢或泥沙堵塞， 或散熱片之間被堵塞，應(yīng)清洗、疏通散熱器。 散熱器蓋損壞。若冷卻水的沸點(diǎn)溫度未提高，發(fā)動(dòng)機(jī)冷 卻后散熱器內(nèi)的真空度未形成，有膨脹水箱的箱內(nèi)液面無(wú)變 化，則為散熱器蓋壞，應(yīng)修復(fù)或更換。 護(hù)風(fēng)罩壞或不起作用，百葉窗打不開等。 二、水冷系水溫過(guò)低 1故障現(xiàn)象 暖機(jī)后水溫表指示值在353 K(80)以下； 發(fā)動(dòng)機(jī)加速困難、無(wú)力。 2故障原因、診斷和排除 節(jié)溫器故障。發(fā)動(dòng)機(jī)冷車升溫時(shí)間長(zhǎng)，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。 冬季保溫措施不良，百葉窗、擋風(fēng)簾關(guān)閉不嚴(yán)。 水溫表或水溫感應(yīng)塞故障。實(shí)際水溫與指示值有誤差 時(shí)，多為感應(yīng)塞或水溫表故障。 更新水溫表后無(wú)效果，則為水溫感應(yīng)塞故障，應(yīng)更新感 應(yīng)塞。 三、冷卻液泄漏 1故障現(xiàn)象 冷卻液外漏。一般是散熱器、進(jìn)出水橡膠管或水泵向 外流水或滴水；氣缸墊壞和氣缸體的水堵處漏水等。 冷卻液內(nèi)漏。表現(xiàn)為油水相通，水套漏水，氣缸套漏 水等。其現(xiàn)象是：水箱的水減少，但是不見水外流，而在油 底殼中發(fā)現(xiàn)有水時(shí)，均屬內(nèi)漏。 零件損壞造成的漏水