冷却系的构造与检修

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习目标：,1、掌握冷却系的作用、组成。,2、了解冷却系的分类及各类型的结构特点。,3、掌握冷却系的工作原理。,4、掌握冷却系主要部件的结构及检修方法。,第7章 冷却系的构造与检修,冷却系因种类不同组成也有区别，目前根据冷却方式不同，可分成两大类型。一种是空气冷却，另一种类是水冷却。,空气冷却一般由散热片、气缸导流罩、导流罩、分流板等组成，有的发动机上还专设了风扇。如图7.1所示。空气冷却的结构特点是：在气缸体和气缸盖上，制有许多散热片，以增大散热面积，它利用车辆前进中的空气流，或特设的风扇使空气吹过散热片，将热量带走。空气冷却装置结构简单，不易损坏，无须特殊保养。但在多缸发动机上，会使各缸的冷却不均匀，并且在冬季时起动困难，燃油和润滑油消耗量也较大，因此，在现代汽车发动机上采用较少。,7.1 概述,7.1.1 冷却系的组成与分类,水冷却系统一般由散热器、水泵、水管、水套、节温器、散热器、百叶窗、膨胀水箱、冷却液温度表和风扇等组成，如图7.2所示。水冷却的结构特点是：水套直接布置在气缸的周围，利用水吸收水套周围的热量，水再流到散热器内，将热量散到空气中去，然后水流再回，如此不断循环进行散热。由于这种冷却方式克服了空气冷却的缺点，冷却效果好，因此，现代汽车发动机广泛采用这种冷却方式。,7.1 概述,7.1.1 冷却系的组成与分类,为了保证发动机在不同负荷、转速和气候条件下保持正常的工作温度，冷却液的循环路线是不同的。如图7.3所示。当发动机温度较低时，节温器的副阀门开启，主阀门关闭，冷却液从水泵流出，经分水管水套出水口叶水泵，进行的是小循环。其目的是使发动机温度迅速升高到正常工作温度。当温度达到80C以上时，节温器的副阀门闭，主阀开启，冷却液从水泵流出，经分水管水套出水口上水管散热器下水管水泵，进行大循环。在这一过程中，由于冷却液流经水套周围时，吸收了气缸和燃烧室的热量，并经散热器将热量散发到空气当中去了，从而达到了保持发动机的正常工作温度。,7.1 概述,7.1.2 冷却系循环水路,除节温器调节冷却液温度外，一般汽车在散热器前端还安装了百叶窗，根据发动机的温度调节散热器风流强度，以改变发动机的散热效果。有些汽车还装有自动风扇离合器，由发动机周围的温度自动控制风扇离合器的接合或分离，来调节流经散热器中冷却液的流量，从而改变发动机的冷却程度。,7.1 概述,7.1.2 冷却系循环水路,图7.4是桑塔纳轿车JV发动机冷却系示意图，它与一般发动机有所不同，除有常见的散热器、水泵、节温器、冷却液温度感应器等外、还专门设置了一个热敏开关、电动散热风扇和冷却液位报警灯等。该冷却系统有下述特点：,（1）当冷却液温度在85C下时，冷却液进行小循环，当温度达85C时，节温器开始打开。当冷却液温度达105C时，节温器全开，冷却液进行大循环。,（2）热敏开关控制电动双速散热风扇，当冷却液温度高于93-98C时，热敏开关的低温部分开关合上，风扇以1600rmin旋转。当冷却液温度高于99-105C，热敏开关的高温部分开关合上，风扇以2400rmin转速旋转。,（3）当冷却液液面过低时，液位报警灯点亮。,7.1 概述,7.1.2 冷却系循环水路,1、散热器,散热器也称之为水箱，安装在发动机的前端。作用是将冷却液从水套内吸收的热量传给外界空气，使冷却液降温，并为冷却系储存一定量的冷却液，为集中风向、加速气流、提高散热效果，通常在散热器的后部加装护风圈。,普通散热器由上、下水室、散热器芯子、散热器盖等组成，如图7.5所示。为了使散热效果好，散热器通常使用导热性能、结构刚度和防冻性能较好的材料制造，如铜、铝和铝锰合金等。散热器上水室为钢皮制成的容器，用橡胶皮管同发动机出水管相连接，并设有加水口盖。下水室也是用钢皮制成的容器，用橡胶软管同发动机进水管或水泵相连接，并装有放水开关。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,散热器芯常见的结构有两种：管片式和管带式（如图7.6所示）。管片式散热器芯由许多冷却管和散热片组成，冷却管是冷却液的通道，多采用扁圆形断面，以增大散热面积，同时当管内冷却液冻结膨胀时，扁管可借助于其横断面变形而免于破裂。为了增强散热效果，在冷却管外面横向套装了很多散热片来增加散热面积，同时增加了整个散热器的刚度和强度。,管带式散热器芯采用冷却管与散热带相间排列的方式，散热带呈波纹状，其上开有形似百叶窗的缝隙，用来破坏空气流在散热带上的附面层，从而提高散热能力。这种散热器芯与管片式相比，散热能力强，制造工艺简单，质量小，成本低，在轿车上得到广泛应用，但刚度不如管片式好。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,现代汽车散热器盖一般具有空气蒸汽阀，如图7.7所示。当散热器内部压力大于规定值时（一般为0.0260.037MPa，某些轿车可达0.1MPa），蒸汽阀打开，蒸汽及冷却液由蒸汽排出管流出。当发动机停止工作，冷却液温度降低，体积收缩后，散热器内的压力低于大气压力时，空气阀打开，使空气或储存箱中的冷却液流入散热器内，以防止散热器或水管塌陷，并保持冷却液的量。,散热器盖的这种结构可以提高冷却液的沸点，使冷却液不易沸腾；同时可以提高散热器水与空气的温差，提高冷却效率，并且可以减少冷却液的流失。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,2、水泵,水泵安装在发动机前端，作用是对冷却液加压，使其在冷却系中循环流动。现代汽车发动机均采用离心式水泵，这种水泵结构简单、体积小、出水量大、维修方便，获得广泛应用。离心式水泵由壳体、叶轮、水泵轴、轴承、水封等组成，如图7.8所示。,水泵外壳一般用螺栓固定在发动机前端。水泵轴由两个滚珠轴承支承在水泵外壳上。水泵轴的一端铣削成平面与水泵叶轮承孔相配合，并通过螺钉固紧，以防叶轮轴向窜动；水泵轴的另一端用半圆键与凸缘盘连接，并用槽形螺母锁紧。凸缘盘用来安装风扇带轮。,叶轮的前端为水封装置，它包括：带有两凸缘的夹布胶木密封垫圈卡于水泵外壳的两槽内，以防止转动。弹簧通过水封环将水封皮碗的一端压在水封座圈上，而另一端压向夹布胶木密封垫圈上；为了防止水泵内腔的水沿水泵轴向前渗漏，夹布胶木密封垫圈又压在水泵叶轮毂的端面上。当有少量的水滴由水封处渗出时，为避免破坏轴承的润滑，渗漏的水滴可从泄水孔泄出。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,图7.8 水泵的结构,1V带轮 2、5轴承 3水泵轴 4油嘴 6一旁通口 7盖板 8衬垫 9胶木弹簧垫 10水封弹簧 11叶轮 12锁销 13水封皮碗 14水封密封垫 15出水口 16泵壳 17锁环 18进水口 19检视孔 20抛水圈21油封 22隔套 23锁环 24锥形套 25半圆键,离心式水泵的工作原理，如图7.9所示。当水泵工作时，叶轮旋转，进水腔A体积增大，产生真空，在真空吸力的作用下，冷却液由散热器经进水管进入水泵，然后被叶轮带到出水腔B，由于这时出水腔B的体积是不断缩小的，所以压力增加，这样冷却液就通过出水管被压入发动机缸体水套中。,水泵的动力由曲轴带轮经V带传至风扇带轮，再通过凸缘带动水泵轴和水泵叶轮转动。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,3、膨胀水箱,膨胀水箱设置于散热器的一侧，通过橡胶水管与散热器加水口处的出气口相连。当冷却液温度升高，体积膨胀时，散热器中多余的冷却液流入膨胀水箱中；而当冷却液温度降低时，体积收缩，散热器内产生一定真空，膨胀水箱中的冷却液又被吸回散热器中。这样散热器可以经常保持在满水状态，以提高冷却效果。这样散热器上水箱也可以做得小些，同时冷却液损失很少，驾驶员也不必经常检查冷却液量。膨胀水箱上印有两条液面高度标记线：“DI”（低）与“GAO”（高），或者“FULL”（充满）与“ADD”（添加）。冷却液温度在50以下时，液面高度不应低于“DI”（ADD）线，否则需补充冷却液，补充时冷却液可从膨胀水箱口加入，高度不超过“GAO”（FULL）线。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,4、节温器,节温器的作用是随冷却系的冷却液温度变化而改变水的循环路线，以调节冷却系的冷却强度，保证发动机处于最有利的温度状况下工作。目前汽车发动机上采用较多的是蜡式节温器，因为它具有对水压影响不敏感、工作性能稳定、水流阻力小、结构坚固和使用寿命长等优点。,蜡式节温器安装在缸盖出水口处，其结构如图7.11所示。中心杆的上端固定于支架，下端插入胶管的中心孔内。胶管与外壳之间的环形内腔装有石蜡。节温器外壳上端装有主阀门，下端套装有副阀门，弹簧位于主阀门与支架下底之间。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,低温时，石蜡呈固态，弹簧将主阀门压在阀座上，而副阀门开启，冷却液进行小循环。当温度升高时，节温器外壳中的石蜡由固态变为液态，体积增大，在外壳容积不能增大的情况下，石蜡挤压胶管，胶管收缩而对中心杆锥状端头产生推力，因中心杆固定在支架上不能移动，只能使外壳压缩弹簧向下移动并带动阀门下行。这时，主阀门打开，副阀门关闭，冷却液经主阀门流入散热器，进行大循环。,各种发动机上的节温器的工作温度有稍许差别。如EQ6100-1型发动机的蜡式节温器，当冷却液温度低于76时，主阀门关闭，副阀门打开，冷却液进行小循环；当冷却液温度达到76时，主阀门开始打开，副阀门逐渐关闭，冷却液大小循环同时存在；当冷却液温度超过86时，主阀门全开，副阀门刚好关闭，冷却液进行大循环。,桑塔纳2000型发动机的蜡式节温器，当冷却液温度低于85时，进行小循环；当冷却液温度高于85时，部分冷却液进行大循环；当冷却液温度达到105时，全部冷却液参加大循环。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,传统风扇一般采用钢板冲压而制成，和水泵同轴，与发电机一起同时由曲轴带轮通过V带驱动。一般将发电机支架作成可移动式，以调节V带的张紧度，如图7.14所示。,现代汽车发动机风扇通常采用合成树脂材料制成，以减少噪声，且广泛采用电动风扇，其特点是风扇不与水泵同轴，而由电动机驱动，并受冷却液温度作用的温度开关控制。发动机低温时风扇不转动，当发动机高温后风扇才转动，且某些发动机风扇有高、低两个档位，由专门的电路控制，如图7.15所示。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,6、风扇离合器,一些汽车发动机采用各种自动风扇离合器控制风扇的扇风量，以改变冷却强度。这种方法是根据发动机的温度自动控制风扇转速，以达到改变通过散热器的空气流量的目的。这不仅能减少发动机功率损耗，节约燃料，还能降低发动机噪声，提高发动机使用寿命。目前，常见的风扇离合器有硅油式、机械式和电磁式三种类型。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,图7.16所示为硅油风扇离合器，它安装在风扇与水泵之间，由主动部分、从动部分和控制部分组成。主动轴与水泵轴通过螺栓连成一体，主动板连接在主动轴的前端，从动板与前盖、壳体连成一体，风扇固定在壳体上。前盖与从动板之间的空间构成储油室，内部充满了粘度很大的硅油。主动板与壳体之间的空间为离合器工作室。从动板上有进油孔，常温下被阀片关闭，高粘度硅油不能进入工作室，离合器处于分离状态。主动板、主动轴与水泵轴一起转动，使风扇随壳体在主动轴上空转打滑，冷却系的冷却强度相对较低。,7.2 水冷却系主要部件的构造与检修,7.2.1 水冷却系主要部件的构造,当流经散热器的空气温度升高时，即冷却液温度升高时，双金属感温器受热变形，迫使阀片轴相对于从动板转动，从而带动阀片转动，打开进油