汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修課件項目六

項目六冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修造昆山登云科技職業(yè)學院汽車工程系【項目描述】為了保證發(fā)動機的正常工作，現(xiàn)代汽車上都裝有發(fā)動機冷卻系。冷卻系可以將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。（1）熟悉發(fā)動機水冷卻系循環(huán)路線；（2）掌握水冷卻系的作用、組成及主要零部件的構(gòu)造。知識目標

技能目標（1）掌握水泵、節(jié)溫器等主要零部件的檢測與維修方法；（2）掌握水冷卻系水溫過高或過低故障診斷與排除方法。任務內(nèi)容21冷卻系統(tǒng)的作用、組成和工作原理水冷系主要機件的構(gòu)造與檢修【任務目標】【任務導入】1.掌握冷卻系的作用與類型；2.掌握水冷系的組成；3.掌握水冷卻系的工作原理。一輛桑塔納轎車在夏天時發(fā)動機溫度過高，我們能否把冷卻液放掉換用水冷卻發(fā)動機，能否把節(jié)溫器拆掉以防止發(fā)動機溫度過高？針對這些問題，任務一對冷卻系做了詳細的講解。任務一：一、冷卻系概述1.冷卻系的作用冷卻系的作用，是把受熱零部件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。汽車發(fā)動機的冷卻液正常工作溫度為80～90℃。2.冷卻方式按照冷卻介質(zhì)不同，冷卻系可以分為風冷式和水冷式兩種，如圖6-1所示?！颈貍渲R】圖6-1冷卻系的類型a）強制循環(huán)式水冷系示意圖b）風冷式示意圖1-散熱器蓋2-膨脹箱3-風箱4-溫控開關(guān)5-散熱器6-節(jié)溫器7-水溫表8-溫度傳感器9-暖氣水箱

10-暖氣閥門11-水套12-水泵13-放水開關(guān)14-導流罩15-散熱片16-氣缸導流罩17-分流板3.水冷式冷卻系的組成及水路水冷系由百葉窗、散熱器、風扇、水泵、冷卻水套（在缸體、缸蓋內(nèi)直接鑄出）、水管、節(jié)溫器、水溫傳感器和控制冷卻強度的裝置等組成，如圖6-2所示。圖6-2強制循環(huán)式水冷系示意圖1—百葉窗2—散熱器3—散熱器蓋4—風扇5—小循環(huán)水管6—水泵7—節(jié)溫器

8—出水管9—水套10—水溫表和傳感器11—水套放水開關(guān)12—散熱器放水開關(guān)利用節(jié)溫器來控制通過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，一般裝在氣缸蓋出水口處。通常冷卻水在冷卻系內(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)。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)是水溫低時，水不經(jīng)過散熱器而進行的循環(huán)流動，從而使水溫迅速達到正常。大小循環(huán)由節(jié)溫器控制如圖6-3所示。圖6-3冷卻水大小循環(huán)1-雙閥節(jié)溫器2-水套3-水泵4-散熱器5-旁通管任務二：水冷系主要機件的構(gòu)造與檢修【任務目標】【任務導入】1.掌握散熱器的構(gòu)造與檢修；2.掌握水泵的構(gòu)造與檢修；3.了解冷卻強度調(diào)節(jié)裝置?？蛻粝蚴酆蠓战?jīng)理反映，他的大眾桑塔納汽車在行駛過程中水溫表顯示溫度超低。作為汽車維修人員，接到冷卻系統(tǒng)的檢修任務，要求檢查并判斷冷卻系統(tǒng)是否有故障，制定維修計劃，完成此任務，提交一份分析報告并歸檔?！颈貍渲R】一、散熱器的構(gòu)造和檢修⒈散熱器的構(gòu)造散熱器又稱水箱，安裝在發(fā)動機前的車架橫梁上。其作用是增大散熱面積，加速水的冷卻。散熱器由散熱器蓋、上儲水室、散熱器芯、下儲水室和進出水管等組成，如圖6-4所示。圖6-4散熱器的結(jié)構(gòu)1—散熱器2—上儲水室3—電動冷卻風扇4—下儲水室5—散熱器芯散熱器芯由許多冷卻管和散熱片組成，采用散熱片不但可以增加散熱面積，還可以增大散熱器的剛度和強度。散熱器芯的構(gòu)形式有多樣，常用的有管片式和管帶式兩種，如圖6-5所示。圖6-5散熱器芯示意圖a)管片式

b)管帶式1—冷卻水管2—散熱帶3—散熱片散熱器蓋：現(xiàn)代發(fā)動機常采用具有空氣－蒸汽閥的散熱器蓋，它能自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)壓力，減少冷卻液損失，提高冷卻效果。散熱器蓋主要由加水口蓋３、蒸汽閥５、空氣閥６、以及蒸汽閥彈簧４和空氣閥彈簧７組成。其結(jié)構(gòu)如圖6-6所示。

圖6-6散熱器蓋的結(jié)構(gòu)及原理a）空氣閥開啟b）蒸汽閥開啟1—泄水口2—閥座3—加水口蓋4—蒸汽閥彈簧5—蒸汽閥6—空氣閥7—空氣閥彈簧膨脹水箱：又稱副貯水箱?，F(xiàn)在加注防凍液的汽車發(fā)動機，為了減少冷卻液的損失，都裝有膨脹水箱。圖6-7膨脹水箱膨脹水箱內(nèi)部印有兩條液面高度標記線，膨脹水箱內(nèi)的液面高度應位于這兩條刻線之間，如圖6-7所示。⒉散熱器密封性檢驗散熱器的密封性檢驗可用氣壓表、氣泵就車進行，其方法如下：

1）封閉散熱器進、出水口，將散熱器加水至加水口下方10～20㎜處。

2）用氣泵向散熱器內(nèi)加壓至200kpa，壓力表在5min內(nèi)壓力應不下降。

3）檢查散熱器有無滲漏現(xiàn)象。如有滲漏，應進行修復或更換。如圖6-8所示。圖6-8散熱器就車檢查⒊散熱器的檢修散熱器常見的故障是變形、滲漏、芯管堵塞等。

1）散熱器外形因受到碰撞引起凹陷、凸起等變形損傷，可用焊絲拉平修復。

2）散熱器滲漏可用錫焊或粘接方法修復，貯水室裂縫的焊修方法下：散熱器貯水室裂縫可用銅焊焊修，或先在裂縫的兩端鉆φ

3.0mm～φ3.5mm的小孔（止裂孔），然后按以下方法用錫釬焊貼補：①選一略大于裂縫的薄銅板，厚約0.5～0.8mm。②分別在薄銅板和裂縫部位的貼合面上鍍錫。③將補片鍍錫的一面貼于待補位置上，用烙鐵加熱，使兩貼合面的焊錫熔合在一起。④沿補片的邊緣加焊料填充焊縫，使焊縫均勻光潔。散熱器芯管損壞可用接管法。修理步驟是：①用尖嘴鉗拆去破損芯管兩邊的散熱片，剪下芯管的破損部分，切口剪成約15°～30°斜口。②選一段比待接部分長約5～10mm的接管，兩端的斜口角與上同。并將兩端口稍加擴張，使之恰能套住待接的芯口。分別在各接合口上鍍錫。③從散熱器芯子端部插入通條，穿過鑲接部分的上下口，將各接口整理平直，使之銜接部位互相貼合套位。④接口處涂上焊劑，用鉻鐵焊接。⑤芯管鑲接后，用0.3～0.6mm銅板制成W形狀的卡條，卡于接管兩側(cè)，恢復散熱效能。3）堵塞可用清洗或換管方法修復。從加水口向散熱器內(nèi)加入熱水，用手試散熱器芯管各處溫度，溫度不升高的部位，即堵塞部位。散熱器的清洗：拆下散熱器，先用壓縮空氣和清水洗外部，然后放在10％～15％氫氧化鈉或鉻酸水溶液內(nèi)，煮洗約0.5h，取出后用清水沖出水箱水垢。如果積垢嚴重，應拆去上、下水室，用通條清除水管內(nèi)積垢，然后再用壓縮空氣或清水洗凈內(nèi)部。⒋散熱器蓋密封性檢驗散熱器蓋可用手動氣泵檢查：使用手動氣泵給散熱器蓋加壓，使壓力止升到120～150kpa時，壓力表讀數(shù)突然下降，說明蒸汽閥打開；壓力低于10～20kpa時，空氣閥應打開。如不符以上要求，應更換散熱器蓋。如EQ6100發(fā)動機蒸汽閥開啟壓力為125～137kpa。二、水泵的構(gòu)造和檢修⒈水泵的作用水泵的作用是給冷卻水加壓，強制冷卻水在冷卻系統(tǒng)中進行循環(huán)流動，保證冷卻可靠。

⒉水泵的結(jié)構(gòu)圖6-9桑塔納2000型發(fā)動機水泵結(jié)構(gòu)圖6-9桑塔納2000型發(fā)動機水泵結(jié)構(gòu)1、10—密封墊2—水泵前殼體3—水泵帶輪4、15—緊固螺栓5—水泵軸6—水泵軸凸緣

7—球軸承8—水封9—水泵殼連接螺栓11—水泵殼體12—密封圈13—節(jié)溫器

14—水泵主進水管16—熱交換器（暖氣）回水進水口17—小循環(huán)水泵進水口18—水泵葉輪⒊水泵的工作原理葉輪旋轉(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，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)。同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器下部的水便經(jīng)進水管被吸入水泵。如此連續(xù)作用，使冷卻水在系統(tǒng)內(nèi)不斷地循環(huán)。如由于故障水泵停止工作時，冷卻水仍然能從葉片之間流過，進行自然循環(huán)。⒋水泵的檢修水泵常見的故障是：帶輪與泵軸配合松曠，水封損壞漏水，泵殼或葉輪破裂等。停機后用手板動風扇葉片，查看帶輪與水泵軸配合是否有明顯松曠。如有，表明帶輪與水泵軸或帶輪與錐形套配合松曠。檢查風扇及帶輪轂的螺栓，如松曠應擰緊；帶輪仍松擺，則可能是水泵軸松曠，應分解水泵，檢查軸承。水泵軸軸頸及其軸承磨損嚴重，使水泵軸的擺動量超過0.10㎜，應更換新件。當水泵漏水時，應檢查水泵襯墊、水泵殼的泄水孔。當水泵襯墊漏水時，應先檢查水泵緊固螺栓是否松動，如松動應擰緊；如仍漏水，應更換襯墊。當水泵殼的泄水孔漏水時，應分解水泵，檢查水封，如損壞應更換。更換水封總成后，應進行漏水實驗：堵住水泵進、出水口，將水注滿葉輪室，轉(zhuǎn)動泵軸，各處應不漏水。水封動環(huán)與靜環(huán)接觸面磨損起槽、表面剝落或破裂導致漏水時，應更換水封總成。泵殼出現(xiàn)裂紋可焊修或更換新件；水泵葉輪出現(xiàn)破損，應更換新件。⒌水泵的拆卸

1）把發(fā)動機安放在維修工作臺上，排放冷卻液。

2）拆下同步帶上、中防護罩，將曲軸調(diào)整到第一缸上止點位置。

3）拆卸驅(qū)動Ｖ帶，拆卸風扇電動機。

4）拆下凸輪軸上的同步帶，但不必拆下曲軸Ｖ帶輪。保持同步帶在曲軸同步帶輪上的位置。

5）旋下螺輪，拆下同步帶后防護罩，旋下水泵，將其拉出，如圖6-10所示。圖6-10拆卸水泵1—螺栓2—同步帶后防護罩3—O形密封圈4—水泵5—螺栓⒍水泵的安裝

1）清潔Ｏ形密封圈表面，用冷卻液浸濕新的Ｏ形密封圈。

2）安裝水泵，罩殼上的凸耳朝下。

3）安裝同步帶后防護罩。擰緊水泵螺栓至15N·m。

4）安裝同步帶（調(diào)整配氣相位），安裝驅(qū)動Ｖ帶，調(diào)整松緊度。

5）加注冷卻液。拆卸后各密封圈及密封墊也應全部換用新件。水泵裝配時各密封部件應加密封膠，裝配后，用手轉(zhuǎn)動帶輪，應靈活無卡滯現(xiàn)象；用手搖動帶輪，泵軸無明顯松曠；檢查泄水孔應通暢；工作時無漏水現(xiàn)象。三、冷卻強度調(diào)節(jié)裝置1.百葉窗和風扇（1）百葉窗百葉窗的作用是調(diào)節(jié)散熱器進風量，控制冷卻強度。百葉窗安裝在散熱器前面，有許多活動擋板組成。（2）風扇風扇通常安裝在散熱器和發(fā)動機之間，并于水泵同軸。其作用是旋轉(zhuǎn)時對空氣產(chǎn)生吸力，提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，使流經(jīng)散熱器芯的冷卻水加速冷卻，吸收并帶走發(fā)動機表面的熱量，增強冷卻系對發(fā)動機的冷卻作用。2.風扇離合器目前，有不少汽車發(fā)動機采用各種自動風扇離合器控制風扇的運轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)速，改變流經(jīng)散熱器芯部的空氣流量，從而調(diào)節(jié)冷卻強度，保證發(fā)動機在最有利的溫度范圍內(nèi)工作，提高發(fā)動機的使用壽命。同時還可以減少風扇的功率消耗，降低發(fā)運機噪聲。3.節(jié)溫器（1）節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)與原理蠟式節(jié)溫器在橡膠管和感溫元件之間的空間里裝有石蠟，為提高導熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉。節(jié)溫器外殼上端套有主閥門，下端套裝有副閥門，彈簧位于主閥門與支架下底之間。其結(jié)構(gòu)如圖6-11所示。當冷卻水溫度低于348K（76℃）時，石蠟為固體，在彈簧的作用下，節(jié)溫器外殼處于最上端位置，此時主閥門關(guān)閉，副閥門打開。來自發(fā)動機缸蓋出水口的冷卻水從副閥門進入小循環(huán)軟管，經(jīng)水泵又流回水套中，如圖6-11（c）所示。當發(fā)動機冷卻水溫度達到349K（76℃）時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積膨脹而產(chǎn)生推力。由于節(jié)溫器外殼為剛性件，石蠟迫使膠管收縮而對推桿錐狀端頭產(chǎn)生推力。因推桿固定于支架不能移動，其反推力迫使膠管、節(jié)溫器外殼下移。這時主閥門開始打開，有部分冷卻液經(jīng)主閥門進入散熱器散熱。當水溫超過359K（86℃）時，主閥門全開，副閥門剛好關(guān)閉，從缸蓋出水口流出的冷卻水全部經(jīng)主閥門進入散熱器散熱。此時冷卻水流動路線長，流量大，冷卻強度增大，稱為大循環(huán)，見圖6-11d所示。當發(fā)動機內(nèi)冷卻水處于上述兩種溫度之間時，主閥門和副閥門均部分開放，故冷卻水的大小循環(huán)同時存在。此時冷卻水的循環(huán)稱為混合循環(huán)。圖6-11蠟式節(jié)溫器結(jié)構(gòu)及工作原理1—主閥門；2—蓋和密封墊；3—上支架；4—膠管；5—閥座；6—通氣孔；7—下支架；8—石蠟；9—感應體；10—旁通閥；11—中心桿；12—彈簧（2）節(jié)溫器的檢修節(jié)溫器的常見故障為：使主閥門開啟和全開時的溫度過高，甚至不能開啟；節(jié)溫器關(guān)閉不嚴。前者將造成冷卻水不能有效的進行大循環(huán)，致使發(fā)動機過熱；后者將造成發(fā)動機升溫緩慢，發(fā)動機過冷。此外，隨著節(jié)溫器性能逐漸衰退，主閥門的開度將逐漸減小，造成進入大循環(huán)的冷卻水流量減少，冷卻系將逐漸過熱。檢查過程如下：在水杯中加熱節(jié)溫度器，觀察節(jié)溫器閥門開啟溫度和升程。節(jié)溫器開始打開溫度約為87℃，結(jié)束打開溫度約為120℃，節(jié)溫器最大升程約8mm。如不符合上述要求，應更換節(jié)溫器。如圖6-12所示。圖6-12節(jié)溫器的檢查冷卻系故障的診斷與排除【知識鏈接】一、發(fā)動機過熱⑴故障現(xiàn)象1）水溫表指針指示100℃。2）散熱器冷卻液沸騰(俗稱“開鍋”)。⑵分析與診斷1）風扇傳動帶打滑或斷裂。2）接頭、軟管漏水。3）散熱器水垢過厚、堵阻或散熱片過臟、變形、損壞。4）冷卻水道堵阻或水垢過厚。5）節(jié)溫器失效。6）水泵工作不良。7）風扇葉變形或角度準。8）風扇電動機有故障。9）點火過遲。10）混合氣過濃、過稀。11）發(fā)動機積炭過多。12）長時間大負荷工作。⑶故障排除1）檢查冷卻系①檢查冷卻系。冷卻系是封閉的，如水面下降快，應檢有無漏水處。如無漏水處，應檢查機油中是否有水，若有水可能是缸體、缸蓋或缸墊的故障。②檢查風扇傳動帶是否過松、打滑、斷裂，如行車中水溫突然過熱，一般是風扇傳動帶斷裂或風扇電路故障等原因。③檢查水溫差。④檢查溫控開關(guān)。⑤檢查風扇電動機。2）檢查點火系檢查火花塞。微型汽車火花塞是冷型的，如誤用熱型的，能引起混合氣早燃，導致發(fā)動機過熱。檢查點火正時，過早、過