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1、汽车发动机构造与维修汽车发动机构造与维修第八章第八章 冷却系构造与维修冷却系构造与维修8.1 8.1 概述概述一、冷却系作用：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。维持发动机正常工作温度，保证发动机正常运行。n 发动机过热不良影响发动机过热不良影响 n 发动机过冷不良影响发动机过冷不良影响 8.1 8.1 概述概述二、冷却系种类二、冷却系种类种类：风冷系统和水冷系统两大类。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。现代发动机采用水冷系统。1.1.水冷系统水冷系统以冷却液（水和各种添加剂）为冷却介质，将冷却液导入发动机缸体以冷却液（水和各种添加剂）为冷却介质，
2、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 2.2.风冷系统风冷系统 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桑塔纳发动机强制水冷系图风冷系图风冷系图8.1 8.1 概述概述三、水冷系统构造三、水冷系统构造 1.1.冷却介质：冷却液冷却介质：冷却液2.2.强制循环式水冷系统组成：强制循环式水冷系统组成：n 水泵水泵n 气缸
3、体和气缸盖中的冷却水套气缸体和气缸盖中的冷却水套n 冷却水道冷却水道n 恒温器恒温器n 散热器散热器n 散热器冷却风扇等散热器冷却风扇等发动机强制循环式水冷系图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请点击图片观看该图片对应的教学动画8.1 8.1 概述概述四、冷却液的循环路线四、冷却液的循环路线1.1.大循环回路：当冷却液的温度超过一定值（大循环回路：当冷却液的温度超过一定值（9090 ），冷却液在节），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。液送人气缸水套。2.2.小循环
4、回路：当冷却液的温度低于规定值（小循环回路：当冷却液的温度低于规定值（8080 ），冷却液在恒），冷却液在恒温器控制下不经过散热器，冷却强度小。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。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。循环动画图循环动画图请点击图片观看该图片对应的教学动画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大循环示意图 冷却系统小循环示意图冷却系统小循环示意图8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 一、散热器一、散热器 1.1.功能功能 n 利用流进散热器芯缝隙中空气流来带
5、走散热器中冷却液热量，达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。到降低冷却液温度的目的。2.2.构造构造 n 上贮水室上贮水室n 下贮水室下贮水室n 散热器芯组成散热器芯组成散热器结构图散热器结构图8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 二、膨胀水箱二、膨胀水箱 1.1.作用作用n 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。却液因蒸发而导致耗损，冷却液面高度可保持不变。n 将冷却系统中水气分离，增大水泵的泵水量和减
6、小水泵和水套内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。部穴蚀。 2.2.工作特点工作特点如图所示如图所示膨胀水箱示意图膨胀水箱示意图8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 三、散热器盖三、散热器盖 1.1.结构结构n 蒸汽阀蒸汽阀n 空气阀空气阀 2.2.作用作用n 提高冷却水沸点（提高冷却水沸点（108108120120）n 提高冷却效果提高冷却效果n 防止冷却水量减少防止冷却水量减少 3.3.工作特点工作特点n 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。蒸
7、汽排出管排出。n 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。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。散热器盖图散热器盖图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 四、散热器检修四、散热器检修1.1.常规检查：常规检查：n 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检修 n 清除散热器外部脏物清除
8、散热器外部脏物 2.2.检测散热器的密封性能检测散热器的密封性能 3.3.散热器修理散热器修理 4.4.散热器盖密封性检测散热器盖密封性检测散热器盖蒸汽阀密封性检测散热器盖蒸汽阀密封性检测8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 五、水泵五、水泵1.1.功能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。 2.2.构造构造 水泵叶轮、水泵轴及轴承、水泵外壳、水封等组成。水泵叶轮、水泵轴及轴承、水泵外壳、水封等组成。AUDIAUDI水泵结构示意图水泵结构示意图8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷
9、系主要部件构造和检修 3.3.工作原理工作原理n 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。压送到发动机水套内产生循环。n 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。到叶轮中心。水泵工作原理图水泵工作原理图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画8.2 8.2 水冷系主要部件
10、构造和检修水冷系主要部件构造和检修 4.4.水泵的检修水泵的检修 （1 1）常见损伤现象：）常见损伤现象：n 泵壳裂纹泵壳裂纹n 叶轮松脱或损伤叶轮松脱或损伤n 泵轴磨损或变形泵轴磨损或变形n 水封漏水水封漏水n 轴承松旷等轴承松旷等8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 （2 2）检修）检修n 壳体和带轮检修壳体和带轮检修n 水泵轴承检修水泵轴承检修n 检查水泵叶轮和轴配合检查水泵叶轮和轴配合n 水泵叶轮检查水泵叶轮检查8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 六、风扇六、风扇1.1.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
11、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。下降，提高冷却效果。2.2.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。料或铝合金铸成翼形断面。 3.3.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 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 风扇控制原理：风扇控制原理： （1 1）当点火开关）当点火开关ONON时，发动机已达到工作温度，使温度开关也在时，发动机已达到工作温度，使温度开关也在O
12、NON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。从蓄电池流进风扇马达，使风扇开始转动，加强冷却。（2 2）点火开关）点火开关ONON时，但发动机未达到工作温度，温度开关处于时，但发动机未达到工作温度，温度开关处于OFFOFF位位置，继电器线圈无法建立磁场，故风扇马达无电流通过不转。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 3）点火开关）点火开关OFFOFF时，不管温度开关时，不管温度开关ONON或或OFFOFF，因无电源供应，继电，因无电源供应，继电器
13、器OFFOFF，风扇马达不转。，风扇马达不转。风扇控制图风扇控制图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 4.4.检修检修n 风扇叶片有破损、弯曲、变形现象应及时更换。风扇叶片有破损、弯曲、变形现象应及时更换。n 电动冷却风扇和热敏开关检测：当冷却水温度高于电动冷却风扇和热敏开关检测：当冷却水温度高于9898（桑塔（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，好，再拔
14、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。开关损坏，应更换热敏开关。 8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 七、风扇离合器七、风扇离合器 1.1.功能功能n 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，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。实现冷却强度的自动调节。n 减少发动机功率消耗，降低发动机的噪声减少发动机功率消耗，降低发动机的噪声。 2.2.种类种类
15、n 硅油式硅油式n 电磁式电磁式n 机械式机械式8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 3.3.硅油式风扇离合器构造硅油式风扇离合器构造n 主动轴、水泵轴主动轴、水泵轴n 主动板、从动板主动板、从动板n 前盖、壳体、风扇前盖、壳体、风扇n 工作室、进油孔、阀片工作室、进油孔、阀片风扇离合器图风扇离合器图8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 4.4.工作过程工作过程n 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，从而带使阀片
16、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。动阀片转动，进油孔打开，硅油进入到工作室。n 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。转速逐渐升高。8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 5.5.检修检修n 日常维护时，应就车冷态检视。日常维护时，应就车冷态检视。n 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当
17、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。明显的转动阻力。n 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。动阻力明显减少，由此可说明风扇离合器工作正常。 8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 八、节温器八、节温器 1.1.功能功能 n 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。到工作温度。n 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
18、。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。2.2.结构结构节温器图节温器图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画8.2 8.2 水冷系主要部件构造和检修水冷系主要部件构造和检修 3.3.节温器工作原理节温器工作原理n 在在878722时开启，节温器开始工作，来自气缸盖水套水流和暖时开启，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。环状态。n 随着水温升高，石蜡开始膨胀，阀门随着水温升高，石蜡开始膨胀，阀门B B逐步开启，当温度升高到
19、逐步开启，当温度升高到10210233时，阀门时，阀门B B大开，升程在大开，升程在8mm8mm左右时，节温器阀门左右时，节温器阀门A A关闭，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。口，此时，冷却液处于大循环，冷却强度大。SANTANA AJRSANTANA AJR发动机节温器工作原理图发动机节温器工作原理图8.3 8.3 冷却系常见故障诊断与排除冷却系常见故障诊断与排除 常见故障：发动机过热。常见故障：发动机过热。一、过热的现象主要有：一、过热的现象主要有：n 冷却水消
20、耗过大冷却水消耗过大n 冷却水温度过高冷却水温度过高n 发动机突然过热发动机突然过热8.3 8.3 冷却系常见故障诊断与排除冷却系常见故障诊断与排除 二、过热诊断二、过热诊断发动机过热发动机过热1.1.冷却水消耗过多冷却水消耗过多2.2.冷却水温度过高冷却水温度过高3.3.发动机突然过热发动机突然过热8.3 8.3 冷却系常见故障诊断与排除冷却系常见故障诊断与排除 1.1.冷却水消耗过多原因：冷却水消耗过多原因：n 散热器漏水散热器漏水 n 水泵密封不严水泵密封不严n 冷却水管破裂冷却水管破裂n 缸垫水道孔与气缸相通缸垫水道孔与气缸相通8.3 8.3 冷却系常见故障诊断与排除冷却系常见故障诊断与排除 2.2.冷却水温度过高冷却水温度过高原因原因：n 风扇带太松或打滑风扇带太松或打滑n 混合气太浓或太稀混合气太浓或太稀 n 冷却系统有水垢冷却系统有水垢 n 风扇叶片变形风扇叶片变形n 点火时间过迟点火时间过迟n 节温器失效节温器失效n 冷却水不足冷却水不足 8.3 8.3 冷却系常见故障诊断与排除冷却系常见故障诊断与排除 3.3.发动机突然过热发动机突然过热原因原因：n 风扇带断裂风扇带断裂n 水泵损坏水泵损坏 n 节温器阀门脱落或卡滞节温器阀门脱落或卡滞