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1、西疇縣職業(yè)高級(jí)中學(xué)冷卻系與潤(rùn)滑系課程講義（適用于職高部汽修專業(yè)）汽修教研組 編寫西疇縣職業(yè)高級(jí)中學(xué)二零一四年十月冷卻系與潤(rùn)滑系課程簡(jiǎn)介冷卻系與潤(rùn)滑系是汽修專業(yè)職高一年級(jí)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是該專業(yè)必須掌握的一種專業(yè)技能。第一部分 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)第一講 概述一、本講主要內(nèi)容提要本部分主要講了冷卻系統(tǒng)的功用以及發(fā)動(dòng)機(jī)主要冷卻方式及冷卻液的組成。本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)主要冷卻方式及其優(yōu)缺點(diǎn)。二、本講內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)本部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠知道什么是冷卻系統(tǒng)？為什么要有冷卻系統(tǒng)？冷卻的主要方式有哪些？冷卻液的主要成分是什么？為什么要在冷卻液中加乙二醇？三、評(píng)價(jià)方式：每節(jié)課后練習(xí)第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)的

2、功用及組成一、冷卻系統(tǒng)的任務(wù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的任務(wù)是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。二、冷卻系統(tǒng)的功用（一）冷卻系統(tǒng)的功用 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，高達(dá)2 500的燃?xì)饧案咚傧鄬?duì)運(yùn)動(dòng)件間的摩擦，使活塞、汽缸蓋、汽缸套、氣門等零件的溫度也很高。若不適當(dāng)冷卻，零件嚴(yán)重的受熱，將破壞正常的配合間隙，降低機(jī)械強(qiáng)度和剛度;高溫下潤(rùn)滑油性能惡化，潤(rùn)滑不良，零件磨損加劇;高溫下發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不良，巨汽油機(jī)易產(chǎn)生不正常燃燒。因此，過(guò)熱帶來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性下降，使用壽命縮短，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性惡

3、化等一系列后果。所以，必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻必須適度。若發(fā)動(dòng)機(jī)在過(guò)冷狀態(tài)下工作，將造成混合氣形成不良，燃燒惡化，柴油機(jī)工作粗暴;冷卻散熱損失過(guò)多;潤(rùn)滑油黏度大，運(yùn)動(dòng)件摩擦、磨損增大。同樣導(dǎo)致動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性下降，壽命縮短等。（二）發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的危害 溫度過(guò)高，破獲零件正常配合間隙，導(dǎo)致活塞“咬缸”、軸瓦“抱軸”、柴油機(jī)因柱塞卡死而“飛車”等嚴(yán)重事故;降低充氣效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降;還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程惡化，早燃和爆燃的傾向加大，使零件因承受額外沖擊性負(fù)荷而造成早期損壞;零部件的機(jī)械強(qiáng)度下降;運(yùn)動(dòng)件的正常間隙被破壞，運(yùn)動(dòng)阻滯，磨損加劇，甚至損壞;機(jī)油變質(zhì)，潤(rùn)滑不良，零件的機(jī)械性能降低

4、，導(dǎo)致變形或損壞等。最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性及排放性能的全面下降。（三）發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷的危害發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過(guò)低，啟動(dòng)困難;發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴;散熱損失及摩擦損失增加;零件磨損加劇;CO及HC排放增加等;導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降及燃油消耗率增加;進(jìn)入汽缸的混合氣(或空氣)溫度太低，可燃混合氣品質(zhì)差，使點(diǎn)火困難或燃燒遲緩，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，燃料消耗量增加;燃燒生成物中的水蒸氣易凝結(jié)成水而與酸性氣體形成酸類物質(zhì)，加重了對(duì)機(jī)體和零件的侵蝕作用;未汽化的燃料沖刷稀釋零件表面(汽缸壁、活塞、活塞環(huán)等)上的油膜，使零件磨損加劇。三、冷卻系統(tǒng)的冷卻方式(冷卻系統(tǒng)的類型)冷卻系統(tǒng)的冷卻方式即冷卻系統(tǒng)的類

5、型，共有兩種:利用循環(huán)液冷卻的水冷式和利用散熱片向周圍空氣散熱的風(fēng)冷式兩種。對(duì)水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)，正常的冷卻液溫度為一般在80-95 冷卻系統(tǒng)按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風(fēng)冷和水冷(如圖1-1所示)，如果把發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫零件的熱量直接散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置稱為風(fēng)冷系統(tǒng)。而把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置稱為水冷系統(tǒng)。由于水冷系統(tǒng)冷卻均勻，效果好，而目發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小，目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛采用的是水冷系統(tǒng)。圖 1-1（一）.水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)是以冷卻液為冷卻介質(zhì)(汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用水冷)，通過(guò)冷卻液的不斷循環(huán)，從發(fā)動(dòng)機(jī)水套中吸收多余的熱量，并散發(fā)到大氣中，即利用循環(huán)液將熱量帶走。(1)

6、水冷發(fā)動(dòng)機(jī)水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在汽缸體和汽缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷去目的。水冷系統(tǒng)還分為大循環(huán)和小循環(huán)兩種循環(huán)方式。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中，并目大多數(shù)汽車都采用強(qiáng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)。(2)水冷發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常工作的溫度 水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常工作的溫度: 冷卻水的溫度應(yīng)在353-363 K (80-90 )，這樣才能使零件處于正常工作范圍。 汽缸壁溫度不超過(guò)473-573 K (200-300 ); 汽缸蓋、活塞頂部的溫度不超過(guò)573-673 K (300-400 ); 潤(rùn)滑油的溫度在343-363 K (70-90 )，保證發(fā)動(dòng)

7、機(jī)具有較好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和凈化性，使零件的運(yùn)動(dòng)和磨損正常。(3)強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng) 強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)利用水泵強(qiáng)制冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和汽缸蓋中的水套以及其他附屬裝置組成(如圖1-2所示)。圖1-2(4)蒸發(fā)循環(huán)水冷 蒸發(fā)循環(huán)水冷利用水的溫度差使冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。 (5)水冷系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 水冷系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是冷卻強(qiáng)度高、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部和外部冷卻較均勻、冷卻水路設(shè)計(jì)自由)變大等。 (6)本川轎車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)組成及布置形式 本田轎車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)組成及布置形式如圖1-3所示。圖1-32.風(fēng)冷系統(tǒng) 以空氣為冷卻介質(zhì)，利用

8、氣流使散熱片的熱量散到大氣中(如圖1-4所示)。風(fēng)冷系統(tǒng)是利用高速空氣流直接吹過(guò)汽缸蓋和汽缸體的外表面，把從汽缸內(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸和汽缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，為了增大散熱面積各缸一般都分開制造，在汽缸和汽缸蓋表面分布許多均勻排列的散熱片，以增大散熱面積，利用車輛行駛時(shí)的高速空氣流，把熱量吹散到大氣中去。圖1-4鋁合金汽缸體和汽缸蓋，表面均布了散熱片(如圖1-5所示)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、故障少、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但冷卻不可靠，汽車上很少使用。圖1-5四、冷卻液冷卻液是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中最重要的工作介質(zhì)，汽車常用的冷卻液有水及加

9、入防凍劑的防凍液。（一）.水冷卻液水冷卻液指直接用水做冷卻液，它具有簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)。但水沸點(diǎn)低，易蒸發(fā)，需經(jīng)常添加。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的冷卻水應(yīng)該是清潔的軟水。不宜添加河水、井水等含礦物質(zhì)的硬水，以免影響冷卻系統(tǒng)散熱不良，給冷卻水添加造成困難。因?yàn)樵诟邷刈饔孟拢@些礦物質(zhì)會(huì)從水中沉淀析出而產(chǎn)生水垢，產(chǎn)生的水垢附在水套的內(nèi)壁和軟管的接口處，影響了水流的循環(huán)，造成高溫零件散熱困難而使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。要求添加雨水、雪水或離子交換水。（二）.防凍液現(xiàn)代轎車普遍采用防凍液，以提高冷卻液的防凍和防沸的能力。防凍液的功用是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、汽缸體、汽缸蓋變形或脹裂的現(xiàn)象，在冷卻水中加

10、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。（三）.使用防凍液的優(yōu)點(diǎn)1防腐蝕功能2防凍液的沸點(diǎn)高3防凍液可以防垢，也就是通常所說(shuō)的防水堿五、第一節(jié)課后練習(xí)（一）、冷卻系統(tǒng)的作用有哪些?（二）、冷卻系統(tǒng)的主要類型以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)？（三）、冷卻液的作用及主要成分？第二節(jié) 冷卻系統(tǒng)的基本組成水冷是車用發(fā)動(dòng)機(jī)主流的冷卻方式，且多為強(qiáng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)。即在汽缸體和汽缸蓋內(nèi)設(shè)有水套，利用水泵將冷卻液加壓后，強(qiáng)制冷卻液流過(guò)水套帶走熱量。水套內(nèi)常設(shè)配水管、導(dǎo)向裝置和噴嘴，保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，及最熱區(qū)域的充分冷卻。強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)如圖2-1所示。圖2-1一、散熱器散熱器(如圖2-2所示)的作用是將冷卻液在水

11、套內(nèi)吸收的熱量傳給空氣，使其降溫。（一）、散熱器的工作原理當(dāng)開動(dòng)一輛汽車的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量足以摧毀汽車本身。因此汽車上安裝了一套冷卻系統(tǒng)保護(hù)它免受損害，并使發(fā)動(dòng)機(jī)處于適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。圖2-2散熱器是冷卻系統(tǒng)的主要部分，目的是保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)避免因過(guò)熱造成的破壞。散熱器的原理是利用冷空氣降低散熱器內(nèi)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度，如圖2-3所示。圖2-3 （二）、散熱器的結(jié)構(gòu)散熱器芯部是散熱器的主要散熱部分。一般要求經(jīng)散熱器后水溫應(yīng)降10-15，對(duì)散熱器而言，必須有足夠的散熱面積，材料導(dǎo)熱性要好。由于散熱器的外部使用條件較差，所以為了保證良好的傳熱性能和耐用性，散熱器材料多采用耐腐蝕、導(dǎo)熱性好的銅或鋁

12、片制成。芯部的構(gòu)造形式大多數(shù)采用管片式與管帶式兩種形式。傳統(tǒng)的散熱器芯由黃銅制造，近年來(lái)更多的用鋁制造，有些散熱器的進(jìn)出水室由復(fù)合塑料制造，極大地減輕了質(zhì)量。（三）、散熱器的分類根據(jù)冷卻液流向的不同，散熱器可分為縱流式(豎流式)和橫流式(水平)兩種?？v流式(豎流式)散熱器(如圖2-4所示)設(shè)置上、下水室，冷卻液上下流動(dòng)。橫流式(如圖2-5所示)設(shè)左、右水室，冷卻液橫向(水平)流動(dòng)。圖2-4 圖2-5散熱器的水管和散熱片多用鋁材制成，鋁制水管做成扁平形狀，散熱片呈波紋狀，注重散熱性能，安裝方向垂直于空氣流動(dòng)的方向，盡量做到風(fēng)阻要小，冷卻效率要高。大多數(shù)新型轎車均采用橫流式散熱器，這可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的

13、外廓較低，有利于改善車身前端的空氣動(dòng)力性。（四）、散熱器蓋現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)均為加壓封閉式循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)部壓力為100 -200 kPa。這樣，既避免了冷卻液的蒸發(fā)，又提高了冷卻液沸點(diǎn)(120左右)，增大了與外界空氣的溫差，改善了冷卻效果。但散熱器內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)會(huì)損壞散熱器。散熱器蓋是封閉冷卻系統(tǒng)并控制其壓力的零件，由蒸汽閥、空氣閥、蒸汽排出管等組成，如圖2-6所示。圖2-6散熱器蓋要將水冷系統(tǒng)密封住，以防冷卻水濺出;散熱器蓋具有空氣一蒸汽閥的功用，使密封加壓的水冷系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。當(dāng)水冷系統(tǒng)過(guò)熱而使水蒸氣多時(shí)，冷卻系統(tǒng)壓力過(guò)高，可能導(dǎo)致散熱器芯漲破，此時(shí)散熱器蓋中的蒸汽閥打開，多余的水蒸氣經(jīng)溢流

14、管流入補(bǔ)償水桶;當(dāng)水冷系統(tǒng)過(guò)冷而使水蒸氣凝結(jié)，冷卻系統(tǒng)壓力過(guò)低，可能導(dǎo)致散熱器芯壓癟而破裂，此時(shí)散熱器蓋中的空氣閥打開，冷空氣補(bǔ)充入冷卻系統(tǒng)。（五）、散熱器+副水箱結(jié)構(gòu)對(duì)于加注防銹/防凍液的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，為了減少冷卻液的損失，保證冷卻系統(tǒng)的正常工作，采用散熱器+副水箱結(jié)構(gòu)(如圖2-7所示)。副水箱的上方用一根軟管通大氣，另一根軟管與散熱器的溢流管相連。當(dāng)散熱器內(nèi)蒸汽壓力升高到某一值時(shí)，其蓋上的壓力閥打開，冷卻液通過(guò)壓力閥通過(guò)溢流管進(jìn)入副水箱;當(dāng)溫度下降時(shí)，冷卻液又從副水箱通過(guò)真空閥流回到散熱器內(nèi)部。這樣可以防止冷卻水損失。副水箱內(nèi)部印有兩條液面高度標(biāo)記線，副水箱內(nèi)的液面高度應(yīng)位于這兩種刻線之間。

15、圖2-7二、冷卻風(fēng)扇（一）、冷卻風(fēng)扇的功用冷卻風(fēng)扇(如圖2-8所示)鼓動(dòng)空氣流過(guò)散熱器，起促進(jìn)散熱，加快冷卻的作用。除了高速行駛和氣溫較低的情況下，一般都必須利用冷卻風(fēng)扇來(lái)給散熱器通風(fēng)。圖2-8冷卻風(fēng)扇可以提高通過(guò)散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。風(fēng)扇通常安排在散熱器后面，并與水泵同軸。當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)空氣產(chǎn)生抽吸作用，使之沿軸向流動(dòng)?？諝饬饔汕跋蚝笸ㄟ^(guò)散熱器芯(如圖2-9所示)，使流經(jīng)散熱器芯的冷卻水加速冷卻。圖2-9（二）、冷卻風(fēng)扇的構(gòu)造 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)多采用低壓頭、大風(fēng)量、高效率的軸流式風(fēng)扇，即風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動(dòng)。在風(fēng)扇外圍設(shè)有導(dǎo)風(fēng)罩3(如圖2

16、-10所示)，使風(fēng)扇4吸進(jìn)的空氣全部通過(guò)散熱器1，以提高風(fēng)扇效率。圖2-10（三）、風(fēng)扇的扇風(fēng)量風(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)。葉片的斷面形狀有圓弧形和翼形兩種。（四）、風(fēng)扇的工作狀況傳統(tǒng)上，風(fēng)扇由曲軸通過(guò)帶輪一皮帶直接驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速和扇風(fēng)量依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。扇風(fēng)量多是為保證發(fā)動(dòng)機(jī)在低速、大負(fù)荷下運(yùn)行需強(qiáng)烈冷卻的大扇風(fēng)量而設(shè)計(jì)的，在汽車高速行駛時(shí)會(huì)有強(qiáng)勁的迎面風(fēng)吹過(guò)散熱器或低氣溫下運(yùn)行時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過(guò)快、冷卻過(guò)度。所以為減小發(fā)動(dòng)機(jī)高速或不需要強(qiáng)烈冷卻時(shí)風(fēng)扇消耗的功率及風(fēng)扇噪聲，要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。（五）、風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)形式車用發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇有兩種形式，

17、即軸流式和離心式。軸流式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向與風(fēng)扇軸平行;離心式風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)，其流向?yàn)閺较蛩a(chǎn)生的風(fēng)，其流向?yàn)閺较?。車由流式風(fēng)扇效率高，風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便。因而在車用發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。（六）、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速高一些;反之，低一些，不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響。常用措施有在風(fēng)扇和皮帶輪之間安裝硅油離合器、采用不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的電動(dòng)風(fēng)扇和電控液壓驅(qū)動(dòng)式風(fēng)扇等。三、水泵（一）、冷卻水泵的功用與基本工作原理水泵(如圖2-11所示)是使冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻液強(qiáng)制循環(huán)的裝置。水泵的功用是使冷卻水有一定的壓力，加速循環(huán)流動(dòng)。圖2-11（二）、冷卻水泵的構(gòu)造離心式水泵(如圖2-1

18、2所示)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、排量大、工作可靠、制造容易，以及當(dāng)水泵由于故障而停止工作時(shí)，冷卻水仍可進(jìn)行自然循環(huán)，防止柴油機(jī)因局部過(guò)熱而損壞等優(yōu)點(diǎn)，在冷卻系統(tǒng)中被廣泛采用。圖2-12（三）、離心式水泵工作原理當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的水被葉輪帶動(dòng)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(dòng)機(jī)水套內(nèi)。與此同時(shí)，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。如此連續(xù)的作用，使冷卻水在水路中不斷地循環(huán)。如果水泵因故停止工作時(shí)，冷卻水仍然能從葉輪葉片之間流過(guò)，進(jìn)行熱流循環(huán)，不致很快產(chǎn)生過(guò)熱。四、膨脹水箱（一）、膨脹水箱的功用 加注防銹、防凍液

19、的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常采用膨脹水箱，其功用主要有:把冷卻系統(tǒng)變成永久性封閉系統(tǒng)，減少冷卻液的溢失;避免空氣不斷進(jìn)入引起的機(jī)件氧化腐蝕，減少穴蝕;使冷卻液、汽分離，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力穩(wěn)定，提高了水泵的泵水量。 （二）、膨脹水箱的材料 膨脹水箱多用半透明(如塑料)制成，透過(guò)箱體可直接觀察到液面高度，無(wú)須打開散熱器蓋。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。（三）、膨脹水箱的連接膨脹水箱的連接如圖2-13所示。圖2-13（四）、閉式膨脹水箱的控制方式閉式膨脹水箱一般叫做定壓罐，而膨脹水箱一般都指開式的水箱，有膨脹和定壓的作用。閉式膨脹水箱的控制(

20、如圖2-14所示)可以有兩種方式，一般常用的是壓力控制。當(dāng)然也可用水位控制，但不如用壓力簡(jiǎn)單。系統(tǒng)的定壓作用:尤論是采暖還是空調(diào)，水循環(huán)系統(tǒng)都是閉式的，系統(tǒng)擊要一個(gè)恒壓點(diǎn)，也就是定壓系統(tǒng)的定壓點(diǎn)。定壓點(diǎn)壓力的高低要考慮兩個(gè)因素，一個(gè)是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)任一點(diǎn)都不超壓，二是系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)系統(tǒng)不倒空。圖2-14五、節(jié)溫器（一）、節(jié)溫器的功用節(jié)溫器(如圖2-15所示)是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門，能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和冷卻水溫的高低，自動(dòng)打開或關(guān)閉冷卻水通向散熱器的通道，改變冷卻液的流量和循環(huán)路線，調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作，減少燃料消耗和機(jī)件的磨損。圖2-15（二）、節(jié)溫器的分類節(jié)溫器

21、按結(jié)構(gòu)可分為蠟式(如圖2-16所示)、雙金屬式和折疊式(如圖2-17所示)。目前多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用蠟式節(jié)溫器，蠟式節(jié)溫器有單閥和雙閥兩種。圖2-16 圖2-17（三）、折疊式節(jié)溫器結(jié)構(gòu)膨脹簡(jiǎn)式節(jié)溫器是由具有彈性的、折疊式的密閉圓簡(jiǎn)(用黃銅制成)，內(nèi)裝有易于揮發(fā)的乙醚，即折疊式節(jié)溫器(如圖2-18所示)組成。主閥門和側(cè)閥門隨膨脹簡(jiǎn)上端一起上下移動(dòng)。膨脹筒內(nèi)液體的蒸汽壓力隨著周圍溫度的變化而變化，故圓筒高度也隨溫度而變化。圖2-18（四）、折疊式節(jié)溫器工作原理當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常熱狀態(tài)下工作時(shí)，即水溫高于80 ，冷卻水應(yīng)全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)。此時(shí)節(jié)溫器的主閥門完全開啟，而側(cè)閥門將旁通孔完全關(guān)閉;當(dāng)冷卻

22、水溫低于70時(shí)，膨脹簡(jiǎn)內(nèi)的蒸汽壓力很小，使圓簡(jiǎn)收縮到最小高度。主閥門壓在閥座上，即主閥門關(guān)閉，同時(shí)側(cè)閥門打開，此時(shí)切斷了由發(fā)動(dòng)機(jī)水套通向散熱器的水路，水套內(nèi)的水只能由旁通孔(by pass hole)流出經(jīng)旁通管進(jìn)入水泵，又被水泵壓入發(fā)動(dòng)機(jī)水套，此時(shí)冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進(jìn)行小循環(huán)，從而防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷，并使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速而均勻地?zé)崞饋?lái);當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫在70-80范圍內(nèi)，主閥門和側(cè)閥門處于半開閉狀態(tài)，此時(shí)一部分水進(jìn)行大循環(huán)，而另一部分水進(jìn)行小循環(huán)。（五）、節(jié)溫器的布置方式1、傳統(tǒng)布置方式一般水冷系統(tǒng)的冷卻水都是由機(jī)體流進(jìn)，從汽缸蓋流出。大多數(shù)節(jié)溫器布置在汽缸蓋出水管路中，這種布

23、置方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易排除水冷系統(tǒng)中的氣泡。其缺點(diǎn)是節(jié)溫器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。2、節(jié)溫器的新型布置方式為避免節(jié)溫器工作時(shí)的振蕩現(xiàn)象，可以將節(jié)溫器布置在散熱器的出水管路中。這種布置方式可以減輕或消除節(jié)溫器振蕩現(xiàn)象，并能精確地控制冷卻水溫度，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，多用于高性能的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)。（六）、不同車型的開啟溫度和最大溫度主閥門從開啟到開到最大時(shí)的溫度隨不同的車型有所不同。（七）、節(jié)溫器保持良好的技術(shù)狀態(tài)的必要性節(jié)溫器必須保持良好的技術(shù)狀態(tài)，否則會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。主閥門開啟過(guò)早，就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的燃油混合物霧化不良，在啟動(dòng)，尤其是冷啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)造成延長(zhǎng)熱車時(shí)間，在極端的

24、情況下甚至永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到正常的工作溫度，這不僅對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)造成損害，甚至?xí)＜暗叫熊嚢踩?。如?jié)溫器主閥門開啟過(guò)遲，就會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度過(guò)高(超過(guò)100)的話，發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻水就會(huì)達(dá)到沸點(diǎn)進(jìn)而沸騰，這種現(xiàn)象就是平常所說(shuō)的“開鍋”，發(fā)動(dòng)機(jī)將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。六、冷卻液溫度傳感器（一）、冷卻液溫度傳感器的功用其功用是感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的變化。在傳統(tǒng)汽車中，冷卻液溫度傳感器與裝在儀表板上的冷卻液溫度指示表組成冷卻液溫度顯示系統(tǒng)，以提醒駕駛員注意發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度變化。在現(xiàn)代汽車中，冷卻液溫度傳感器一方面作為一個(gè)感應(yīng)信號(hào)傳入控制計(jì)算機(jī)，以便對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油、點(diǎn)火等進(jìn)行最佳控制，

25、另一方面顯示冷卻液溫度及用來(lái)控制電動(dòng)風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)等。（二）、冷卻液溫度傳感器的結(jié)構(gòu)熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器采用熱敏電阻制成(如圖2-19所示)，工作溫度范圍為-20至130。一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋的水套或節(jié)溫器殼內(nèi)并伸入水套中，與冷卻液直接接觸，用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度，并向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU傳送信息。圖2-19（三）、冷卻液溫度傳感器的工作原理具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的工作原理(如圖2-20所示)是當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值降低。通常用來(lái)制造熱敏電阻的材料有:一氧化認(rèn)和氧化鎂的混合物;氧化鎳和氧化錳的混合物;氧化錳、氧化鎳和氧化鉆的混合物等。圖2-20七、冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置(如圖2-

26、21所示)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況和不同使用條件，改變冷卻系統(tǒng)的散熱能力，即改變冷卻強(qiáng)度，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在最有利的溫度狀態(tài)下工作。圖2-21據(jù)統(tǒng)計(jì)，轎車用發(fā)動(dòng)機(jī)，水冷系統(tǒng)只有25%的時(shí)間需要風(fēng)扇工作，而在冬天僅5%的時(shí)間需要風(fēng)扇工作，大部分時(shí)間不需要風(fēng)扇工作。因此現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)控制裝置，借以控制風(fēng)扇的接合與分離。這樣可減小無(wú)用的功率損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持良好的熱狀態(tài)。改變冷卻強(qiáng)度通常有兩種調(diào)節(jié)方式，一種是改變通過(guò)散熱器的空氣流量;另一種是改變冷卻液的循環(huán)流量和循環(huán)范圍。（一）、改變通過(guò)散熱器的空氣流量通常利用百葉窗(fan blind)和各種自動(dòng)風(fēng)扇離合器(fan clutch)來(lái)

27、實(shí)現(xiàn)改變通過(guò)散熱器的空氣流量。（二）、改變通過(guò)散熱器的冷卻水的流量和循環(huán)路線 通常利用節(jié)溫器(thermostat)來(lái)控制通過(guò)散熱器冷卻水的流量。 節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中(一般裝在汽缸蓋的出水口)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動(dòng)改變水的循環(huán)流動(dòng)路線(如圖2-22所示)，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度。圖2-22節(jié)溫器有蠟式和乙醚膨脹筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用蠟式節(jié)溫器。八、第二節(jié)課后練習(xí)（一）、冷卻系統(tǒng)的基本組成？（二）、散熱器的作用？（三）、膨脹水箱的作用？（四）、節(jié)溫器的作用？（五）、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻強(qiáng)度的調(diào)節(jié)裝置主要有哪些？第三節(jié) 冷卻系統(tǒng)的工作原理一、冷卻系統(tǒng)的水路散熱器內(nèi)的冷卻水

28、經(jīng)水泵加壓后通過(guò)分水管壓送到汽缸體水套和汽缸蓋水套內(nèi)，冷卻水在吸收了機(jī)體的大量熱量后經(jīng)汽缸蓋出水孔流回散熱器。由于有風(fēng)扇的強(qiáng)力抽吸，空氣流由前向后高速通過(guò)散熱器。因此，受熱后的冷卻水在流過(guò)散熱器芯的過(guò)程中，熱量不斷地散發(fā)到大氣中去，冷卻后的水流到散熱器的底部，又被水泵抽出，再次壓送到發(fā)動(dòng)機(jī)的水套中，如此不斷循環(huán)，把熱量不斷地送到大氣中去，使發(fā)動(dòng)機(jī)不斷地得到冷卻(如圖3-1所示)。圖3-1圖3-2是解放CA6102型以及東風(fēng)EQ6100-1型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水路圖。圖3-2二、冷卻系統(tǒng)的工作循環(huán)冷卻系統(tǒng)的工作循環(huán)路線圖如圖3-3所示。圖3-3（一）、小循環(huán)小循環(huán)就是內(nèi)部冷卻(如圖3-4所示)。圖

29、3-4（二）、大循環(huán)大循環(huán)(如圖3-5所示)就是指冷卻液經(jīng)過(guò)水箱再到發(fā)動(dòng)機(jī)，它要發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定溫度使節(jié)溫器開啟。圖3-5（三）、混合循環(huán)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度在大、小循環(huán)的溫度范圍之間時(shí)，節(jié)溫器主閥門和副閥門都部分開啟，冷卻液大、小循環(huán)都同時(shí)存在，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度基本穩(wěn)定在最適宜的工作范圍(如圖3-6所示)。圖3-6三、第三節(jié)課后練習(xí)（一）、冷卻系主要的循環(huán)方式？（二）、大循環(huán)的循環(huán)水路？第二講 冷卻系統(tǒng)故障檢測(cè)及排除一、本講主要內(nèi)容提要本部分主要講了冷卻系統(tǒng)的維護(hù)以及故障檢測(cè)和排除。本節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)是冷卻系統(tǒng)的故障檢測(cè)及排除。二、本講內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)本部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠知道冷卻系統(tǒng)怎么維護(hù)？冷卻

30、系統(tǒng)常見的故障有哪些？如何檢測(cè)及排除所出現(xiàn)的故障？三、評(píng)價(jià)方式：實(shí)訓(xùn)第一節(jié) 冷卻系統(tǒng)的故障檢測(cè)與排除一、冷卻系統(tǒng)故障對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響冷卻系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，據(jù)有關(guān)資料介紹，汽車故障的50%左右來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)，而發(fā)動(dòng)機(jī)故障的50%左右是由冷卻系統(tǒng)故障引起的，由此可見冷卻系統(tǒng)在汽車可靠性中的重要作用。冷卻系統(tǒng)不僅對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性會(huì)產(chǎn)生重大影響，而且也是影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的重要因素，其功用就是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在任何負(fù)荷條件下和工作環(huán)境下均能在最適合的溫度狀態(tài)下正常和可靠地工作。二、冷卻系統(tǒng)常見的故障（一）車輛運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中溫度異常，出現(xiàn)過(guò)熱故障檢測(cè)：使發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠、耐久，冷卻系必須在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的任何

31、工作狀態(tài)和任何可能的環(huán)境溫度下，都應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在適宜溫度范圍內(nèi)。1、故障檢測(cè)：節(jié)溫器故障（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(shuō)明節(jié)溫器工作不正常。經(jīng)檢查水溫升速正常。（2）檢查散熱器水溫，把數(shù)字式溫度計(jì)的傳感器插入水箱，測(cè)量上水室溫度與水溫表讀數(shù)（發(fā)動(dòng)機(jī)水套溫度）并作比較。水溫升到6872以前，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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。經(jīng)檢查無(wú)上述現(xiàn)象。檢測(cè)結(jié)果：節(jié)溫器正常工作。2、故障檢測(cè)：冷卻水量不足引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)容納不了規(guī)定的水量，或在運(yùn)行中冷卻水消耗異常而使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。分析診斷：（1

32、）檢查冷卻水容量是足夠，若散熱器良好，取下發(fā)動(dòng)機(jī)水箱檢查水管內(nèi)水垢沉積情況，積詬并不嚴(yán)重，但存在一定水垢。（2）用一潔凈木條伸到泄水孔處，木條上無(wú)水跡則說(shuō)明水泵不漏水。（3）檢查冷卻系內(nèi)部有無(wú)漏水，拔出機(jī)油尺，若發(fā)現(xiàn)機(jī)油中沒(méi)有水，排除氣門室內(nèi)壁或進(jìn)氣通道內(nèi)壁破裂漏水的可能。檢查散熱器蓋的排氣閥是否失效，若冷卻水容易從加水口處飛濺出來(lái)，則說(shuō)明散熱器蓋的排氣閥失效，檢查無(wú)上述現(xiàn)象，排除排氣閥失效的可能。檢測(cè)結(jié)果：水箱水垢沉積可能引起冷卻水不足。3、故障檢測(cè)：其它散熱器故障引起的散熱不足考慮其它散熱器引起的故障。分析診斷：（1）先檢查百葉窗開度或是否關(guān)閉，經(jīng)檢查沒(méi)有關(guān)閉，開度足夠。（2）檢查風(fēng)扇葉片

33、的固定情況和皮帶松緊是否適當(dāng)。風(fēng)扇皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)正常。檢查風(fēng)扇的風(fēng)量。方法是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將一張薄紙放在散熱器前面，紙被牢牢地吸住，說(shuō)明風(fēng)量足夠。風(fēng)扇葉片方向不能裝反，否則應(yīng)調(diào)整風(fēng)扇葉片的角度，并將葉片頭部適當(dāng)折彎以減少渦流。風(fēng)扇正常。（3）觸試散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。散熱器溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度正常，說(shuō)明冷卻水循環(huán)良好，檢查散熱器出水膠管無(wú)被吸癟，內(nèi)孔無(wú)脫層堵塞。出水管良好，拆下散熱器的進(jìn)水軟管并起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這時(shí)冷卻水應(yīng)有力地排出，不排水說(shuō)明水泵有故障。再檢查散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)各部溫度是不均勻，散熱器冷熱不均，說(shuō)明其水管有堵塞或散熱器有問(wèn)題。檢測(cè)結(jié)果：水泵有故障，水管有堵塞或散熱器故障。4、故障檢測(cè)：發(fā)動(dòng)機(jī)在

34、運(yùn)行中突然過(guò)熱發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中突然過(guò)熱發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中突然過(guò)熱發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中突然過(guò)熱，或冷起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫迅速升高并沸騰，在補(bǔ)足冷卻水后才轉(zhuǎn)為正常。分析診斷：（1）行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)突然過(guò)熱，應(yīng)首先注意電流表動(dòng)態(tài)，若加大油門時(shí)電流表不指示充電，且表針只是由放電35A 間歇擺回“0”位，說(shuō)明風(fēng)扇皮帶斷裂，如電流表指示充電，則應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，用手觸摸散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)，若發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高而散熱器溫度低，說(shuō)明水泵軸與葉輪松脫，使冷卻水循環(huán)中斷；若發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器溫度差別不大則應(yīng)查找冷卻系有無(wú)嚴(yán)重漏水處，經(jīng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高而散熱器溫度過(guò)低，水泵出現(xiàn)問(wèn)題；（2）冷卻水在初發(fā)動(dòng)時(shí)溫度很快升高，致使冷卻水沸騰，這多系節(jié)溫器主閥

35、門脫落并橫卡在散熱器進(jìn)水管內(nèi)，阻礙了冷卻水的大循環(huán)，使冷卻系內(nèi)壓力迅速升高，當(dāng)內(nèi)壓達(dá)到一定程度時(shí)便突然沖動(dòng)卡滯的主閥門使其改變方位，迅猛地導(dǎo)通大循環(huán)水路，此時(shí)沸騰的水便迅速?zèng)_開散熱器蓋。在行駛過(guò)程中若總是發(fā)現(xiàn)冷卻水沸騰，應(yīng)立即停車，使發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)至水溫正常后再熄火檢查，不許摻水降溫，以防溫差變化太大造成有關(guān)零件由于內(nèi)應(yīng)力而發(fā)生裂紋。氣缸墊若燒壞，有時(shí)也能使水箱口向外溢水和排出氣泡，呈現(xiàn)出冷卻水沸騰的狀態(tài)，這主要是因?yàn)闅飧讐|燒壞或缸蓋、缸套出現(xiàn)裂紋，使高壓氣體竄入水套而冒出激烈的氣泡。若氣缸墊或缸蓋的裂紋與潤(rùn)滑油路相通，水箱中還會(huì)出現(xiàn)油跡。氣缸內(nèi)的高壓氣體竄入冷卻系的檢查方法：拆掉風(fēng)扇皮帶，停

36、止水泵轉(zhuǎn)動(dòng)，起動(dòng)機(jī)在中速以下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在水箱加水口處會(huì)看見氣泡并聽到“咕嚕、咕嚕”的響聲，這屬于輕微漏氣；不停止水泵轉(zhuǎn)動(dòng)也可以清楚地看見氣泡和聽到“咕嚕、咕?！钡捻懧?，屬較嚴(yán)重漏氣；水箱蓋處會(huì)向外噴氣，象開鍋一樣，屬嚴(yán)重漏氣。冷卻水若吸入氣缸，起動(dòng)時(shí)排氣管會(huì)排出水蒸汽，工作時(shí)冒白煙。經(jīng)檢測(cè)無(wú)上述出現(xiàn)的現(xiàn)象。檢測(cè)結(jié)果：水泵有問(wèn)題。檢修：清除水垢：利用酸或堿的物質(zhì)與水垢的化學(xué)反應(yīng)，生成新的可溶于水的物質(zhì)將水垢清除。清洗時(shí)最好采用微循環(huán)法:即先用酸性溶液清洗，再用堿性溶液沖洗中和，清洗時(shí)除垢劑以一定壓力（一般為0.1Mpa），在水箱內(nèi)循環(huán)，經(jīng)5min 清洗完畢。散熱器的修理：散熱器故障檢測(cè)為泄漏，修理散熱器泄漏