汽车发动机的构造与维修第二版冷却系统构造与维修

汽车发动机构造与维修 第八章 冷却系构造与维修 8.1 概述 一、冷却系作用： 维持发动机正常工作温度，保证发动机正常运行。 发动机过热不良影响 发动机过冷不良影响 8.1 概述 二、冷却系种类 种类：风冷系统和水冷系统两大类。 现代发动机采用水冷系统。 1.水冷系统 以冷却液（水和各种添加剂）为冷却介质，将冷却液导入发动机缸体 和缸盖的水套中，将混合气燃烧的多余热量带出气缸，散发到大气中 2.风冷系统 在发动机缸盖和缸体四周装上散热片，空气流导入散热片四周，将气 缸内多余的热量带出发动机外的冷却方式 桑塔纳发动机强制水冷系图 风冷系图 8.1 概述 三、水冷系统构造 1.冷却介质：冷却液 2.强制循环式水冷系统组成： 水泵 气缸体和气缸盖中的冷却水套 冷却水道 恒温器 散热器 散热器冷却风扇等 发动机强制循环式水冷系图 请点击图片观看该图片对应的教学动画 8.1 概述 四、冷却液的循环路线 1.大循环回路：当冷却液的温度超过一定值（ 90 ），冷却液在节 温器的控制下全部经过散热器，水泵从散热器抽吸经过冷却的冷却 液送人气缸水套。 2.小循环回路：当冷却液的温度低于规定值（ 80 ），冷却液在恒 温器控制下不经过散热器，冷却强度小。 当冷却液的温度在两个规定值的之间时，大小循环同时存在。 循环动画图 请点击图片观看该图片对应的教学动画 冷却系统大循环示意图 冷却系统小循环示意图 8.2 水冷系主要部件构造和检修 一、散热器 1.功能 利用流进散热器芯缝隙中空气流来带走散热器中冷却液热量，达 到降低冷却液温度的目的。 2.构造 上贮水室 下贮水室 散热器芯组成 散热器结构图 8.2 水冷系主要部件构造和检修 二、膨胀水箱 1.作用 冷却液通过膨胀水箱使冷却系成为一个封闭系统，从而避免了冷 却液因蒸发而导致耗损，冷却液面高度可保持不变。 将冷却系统中水气分离，增大水泵的泵水量和减小水泵和水套内 部穴蚀。 2.工作特点 如图所示 膨胀水箱示意图 8.2 水冷系主要部件构造和检修 三、散热器盖 1.结构 蒸汽阀 空气阀 2.作用 提高冷却水沸点（ 108 120 ） 提高冷却效果 防止冷却水量减少 3.工作特点 当散热器内压力大于蒸汽阀弹簧压力时，蒸汽阀开启，水蒸气从 蒸汽排出管排出。 当散热器内冷却水冷却收缩而形成真空时，空气阀开启，让空气 进入水箱内，防止水箱内受真空吸力作用而造成散热器受损。 散热器盖图 请点击图片观看该图片对应的教学动画 8.2 水冷系主要部件构造和检修 四、散热器检修 1.常规检查： 检查散热器有无破漏、损坏、堵塞，并定期对散热器进行清洗或 检修 清除散热器外部脏物 2.检测散热器的密封性能 3.散热器修理 4.散热器盖密封性检测 散热器盖蒸汽阀密封性检测 8.2 水冷系主要部件构造和检修 五、水泵 1.功能 使冷却液能进入发动机水套内进行循环，以提高发动机冷却效果 。 2.构造 水泵叶轮、水泵轴及轴承、水泵外壳、水封等组成。 AUDI水泵结构示意图 8.2 水冷系主要部件构造和检修 3.工作原理 当叶轮旋转时，水泵中的冷却液被轮叶带动一起旋转，在离心力 作用下，冷却液向叶轮的边缘甩出，并且沿切线方向从出水管处被 压送到发动机水套内产生循环。 同时，叶轮中心处的压力下降，散热器中的冷却液经进水管吸入 到叶轮中心。 水泵工作原理图 请点击图片观看该图片对应的教学动画 8.2 水冷系主要部件构造和检修 4.水泵的检修 （ 1）常见损伤现象： 泵壳裂纹 叶轮松脱或损伤 泵轴磨损或变形 水封漏水 轴承松旷等 8.2 水冷系主要部件构造和检修 （ 2）检修 壳体和带轮检修 水泵轴承检修 检查水泵叶轮和轴配合 水泵叶轮检查 8.2 水冷系主要部件构造和检修 六、风扇 1.功能：增加通过散热器的空气量，使流过散热器的冷却液温度迅速 下降，提高冷却效果。 2.构造：目前轿车水冷发动机广泛采用螺旋浆式风扇，其叶片多用塑 料或铝合金铸成翼形断面。 3.风扇控制：由装在散热器一侧的热敏开关和点火开关控制 。 8.2 水冷系主要部件构造和检修 风扇控制原理： （ 1）当点火开关 ON时，发动机已达到工作温度，使温度开关也在 ON 位置时，继电器线圈形成回路，从而建立磁场，将触点闭合，大电流 从蓄电池流进风扇马达，使风扇开始转动，加强冷却。 （ 2）点火开关 ON时，但发动机未达到工作温度，温度开关处于 OFF位 置，继电器线圈无法建立磁场，故风扇马达无电流通过不转。 （ 3）点火开关 OFF时，不管温度开关 ON或 OFF，因无电源供应，继电 器 OFF，风扇马达不转。 风扇控制图 请点击图片观看该图片对应的教学动画 8.2 水冷系主要部件构造和检修 4.检修 风扇叶片有破损、弯曲、变形现象应及时更换。 电动冷却风扇和热敏开关检测：当冷却水温度高于 98 （桑塔 纳设定温度）时风扇不转，先检查保险丝是否熔断。如果保险丝良 好，再拔下热敏开关插头，将两插片直接接通。此时若风扇仍不转， 说明电动风扇损坏，应更换。若两插片接通后风扇转动，表明热敏 开关损坏，应更换热敏开关。 8.2 水冷系主要部件构造和检修 七、风扇离合器 1.功能 根据发动机温度自动控制风扇的转速，改变通过散热器的空气量， 实现冷却强度的自动调节。 减少发动机功率消耗，降低发动机的噪声 。 2.种类 硅油式 电磁式 机械式 8.2 水冷系主要部件构造和检修 3.硅油式风扇离合器构造 主动轴、水泵轴 主动板、从动板 前盖、壳体、风扇 工作室、进油孔、阀片 风扇离合器图 8.2 水冷系主要部件构造和检修 4.工作过程 当流进散热器的空气温度升高时，双金属热敏弹簧受热变形，迫 使阀片轴相对于从动板转动，而阀片与阀片轴固定在一起，从而带 动阀片转动，进油孔打开，硅油进入到工作室。 在主动板和从动板之间的缝隙中有了硅油后，主动板利用硅油的 粘性带动从动板和风扇一起转动。风扇离合器处于接合状态，风扇 转速逐渐升高。 8.2 水冷系主要部件构造和检修 5.检修 日常维护时，应就车冷态检视。 当汽车停放几个小时后，起动前用手指拨动风扇叶片应感受到有 明显的转动阻力。 当发动机起动几分钟后马上熄火，再拨动风扇叶片，应感受到转 动阻力明显减少，由此可说明风扇离合器工作正常。 8.2 水冷系主要部件构造和检修 八、节温器 1.功能 通过控制冷却液通往散热器的流量来保证发动机在最短时间内达 到工作温度。 在发动机运行过程中保证其始终维持在正常的工作温度范围内。 2.结构 节温器图 请点击图片观看该图片对应的教学动画 8.2 水冷系主要部件构造和检修 3.节温器工作原理 在 87 2 时开启，节温器开始工作，来自气缸盖水套水流和暖 风装置与进气歧管水流经过节温器进入水泵进口，冷却液处于小循 环状态。 随着水温升高，石蜡开始膨胀，阀门 B逐步开启，当温度升高到 102 3 时，阀门 B大开，升程在 8mm左右时，节温器阀门 A关闭， 来自散热器水流和暖风装置与进气歧管水流通过节温器进入水泵进 口，此时，冷却液处于大循环，冷却强度大。 SANTANA AJR发动机节温器工作原理图 8.3 冷却系常见故障诊断与排除 常见故障：发动机过热。 一、过热的现象主要有： 冷却水消耗过大 冷却水温度过高 发动机突然过热 8.3 冷却系常见故障诊断与排除 二、过热诊断 发动机过热 1.冷却水消耗过多 2.冷却水温度过高 3.发动机突然过热 8.3 冷却系常见故障诊断与排除 1.冷却水消耗过多原因： 散热器漏水 水泵密封不严 冷却水管破裂 缸垫水道孔与气缸相通 8.3 冷却系常见故障诊断与排除 2.冷却水温度过高 原因 ： 风扇带太松或打滑 混合气太浓或太稀 冷却系统有水垢 风扇叶片变形 点火时间过迟 节温器失效 冷却水不足 8.3 冷却系常见故障诊断与排除 3.发动机突然过热 原因 ： 风扇带断裂 水泵损坏 节温器阀门脱落或卡滞