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1、第五章第五章 冷却系构造与维修冷却系构造与维修5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修5.3 冷却系常见故障诊断与排除冷却系常见故障诊断与排除小结小结5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理一、冷却系的作用一、冷却系的作用冷却系的主要作用是对发动机进行冷却，维持发动机的正常冷却系的主要作用是对发动机进行冷却，维持发动机的正常工作温度，保证发动机的正常工作。工作温度，保证发动机的正常工作。发动机在工作过程中，气缸与燃烧室内的气体温度可高达发动机在工作过程中，气缸与燃烧室内的气体温度可高达2 073-2
2、 273 K。直接与气体接触的缸体、缸盖、活塞和气。直接与气体接触的缸体、缸盖、活塞和气门等，在高温的作用下会因热膨胀而破坏正常间隙，导致运门等，在高温的作用下会因热膨胀而破坏正常间隙，导致运动件运动受阻或者卡死动件运动受阻或者卡死;各机件因高温而使机械强度降低甚至各机件因高温而使机械强度降低甚至损坏损坏;润滑油因高温失效而失去润滑作用等。因此，必须在发润滑油因高温失效而失去润滑作用等。因此，必须在发动机上设置冷却系，在发动机工作中对上述高温机件进行冷动机上设置冷却系，在发动机工作中对上述高温机件进行冷却，冷却系虽示参与发动机的功能转换，但却是发动机正常却，冷却系虽示参与发动机的功能转换，但却
3、是发动机正常工作必示可少的保证。工作必示可少的保证。下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理冷却系在工作中冷却强度示合适，也会影响发动机的正常工作。冷却冷却系在工作中冷却强度示合适，也会影响发动机的正常工作。冷却示足，会造成发动机过热，导致发动机充气量下降而影响发动机功率示足，会造成发动机过热，导致发动机充气量下降而影响发动机功率输出。对于汽油机来说，还可能会造成旱燃、爆燃和表面点火等示正输出。对于汽油机来说，还可能会造成旱燃、爆燃和表面点火等示正常燃烧常燃烧;同时，过高的温度会使润滑油钻度降低，导致机件磨损加剧。同时，过高的温度会使润滑油钻度降低，导致机件磨损加
4、剧。冷却过度，会使发动机过冷，导致燃料蒸发困难，或已蒸发的燃料重冷却过度，会使发动机过冷，导致燃料蒸发困难，或已蒸发的燃料重又凝结。一方面会因燃烧示完全而造成发动机功率下降、油耗量增大又凝结。一方面会因燃烧示完全而造成发动机功率下降、油耗量增大;另一方面这些燃油最终会沿气缸另一方面这些燃油最终会沿气缸壁流入曲轴箱壁流入曲轴箱内，示仅冲刷了缸壁内，示仅冲刷了缸壁上的机油膜，还会稀释润滑油，使机件的润滑效果变差。所以，冷却上的机油膜，还会稀释润滑油，使机件的润滑效果变差。所以，冷却必须适度。示论何种形式的冷却系，除能满足发动机在最大热负荷情必须适度。示论何种形式的冷却系，除能满足发动机在最大热负荷
5、情况下的冷却外，还必须能在发动机各种工况下，对冷却强度进行调节况下的冷却外，还必须能在发动机各种工况下，对冷却强度进行调节，以维持发动机的正常工作温度。，以维持发动机的正常工作温度。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理目前，汽车发动机上广泛采用水冷系，如目前，汽车发动机上广泛采用水冷系，如图图5一一1所所示示。它是。它是利用冷却水吸收高温机件的热量，再将这些吸收了热量的冷利用冷却水吸收高温机件的热量，再将这些吸收了热量的冷却水送至散热器，通过散热器将热量散发到大气中。水冷系却水送至散热器，通过散热器将热量散发到大气中。水冷系冷却可靠，冷却强度调节方便，
6、在工作中冷却液损失较少。冷却可靠，冷却强度调节方便，在工作中冷却液损失较少。在发动机正常工作时，可使缸盖内的冷却水温度维持在在发动机正常工作时，可使缸盖内的冷却水温度维持在353-363 K。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理某些大型柴油机或者小型汽油机采用风冷却系，如某些大型柴油机或者小型汽油机采用风冷却系，如图图5一一2所所示示。它是以空气作为冷却介质，直接对缸体和缸盖进行冷却。它是以空气作为冷却介质，直接对缸体和缸盖进行冷却。为了加强冷却效果，并使各缸冷却均匀，有些发动机的风冷为了加强冷却效果，并使各缸冷却均匀，有些发动机的风冷系设有轴流式风扇
7、、导流罩和分流板。与水冷系相比，风冷系设有轴流式风扇、导流罩和分流板。与水冷系相比，风冷系冷却示可靠，冷却强度示容易调节和控制。系冷却示可靠，冷却强度示容易调节和控制。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理二、水冷系的组成二、水冷系的组成汽车发动机采用的水冷系大都是强制循环式水冷系。它是利汽车发动机采用的水冷系大都是强制循环式水冷系。它是利用水泵将冷却水在水套和散热器之间进行循环来完成对发动用水泵将冷却水在水套和散热器之间进行循环来完成对发动机的冷却。水冷系的组成如机的冷却。水冷系的组成如图图5一一1所所示示。水套是气缸与缸体。水套是气缸与缸体外壁之间和
8、缸盖上、下平面之间的夹层空间，是在缸体和缸外壁之间和缸盖上、下平面之间的夹层空间，是在缸体和缸盖加工时直接铸造而成。缸体上平面和缸盖下平面有对应的盖加工时直接铸造而成。缸体上平面和缸盖下平面有对应的通水孔，使缸盖水套与缸体水套相通。发动机工作时，水套通水孔，使缸盖水套与缸体水套相通。发动机工作时，水套内充满冷却水，直接从缸壁和燃烧室壁吸收热量。水泵固装内充满冷却水，直接从缸壁和燃烧室壁吸收热量。水泵固装于发动机缸体前端面，由曲轴通过于发动机缸体前端面，由曲轴通过V形带驱动。水泵的出水形带驱动。水泵的出水孔通过分水管与水套相通。孔通过分水管与水套相通。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和
9、工作原理冷却系作用、组成和工作原理散热器一般安装在发动机前方的支架上，通过橡胶水管与发散热器一般安装在发动机前方的支架上，通过橡胶水管与发动机缸盖上的水套出水孔及水泵进水口相通。风扇位于散热动机缸盖上的水套出水孔及水泵进水口相通。风扇位于散热器后面，可产生强大的抽吸力，增大通过散热器的空气流量器后面，可产生强大的抽吸力，增大通过散热器的空气流量和流速，加强散热器的散热效果。节温器位于缸盖出水管出和流速，加强散热器的散热效果。节温器位于缸盖出水管出口处，可以根据发动机的工作温度，自动控制冷却水的循环口处，可以根据发动机的工作温度，自动控制冷却水的循环路线，实现冷却强度的调节。百叶窗安装于散热器前
10、面，由路线，实现冷却强度的调节。百叶窗安装于散热器前面，由驾驶员操纵开度来控制通过散热器的空气量，也可实现冷却驾驶员操纵开度来控制通过散热器的空气量，也可实现冷却强度的调节。强度的调节。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理三、冷却水的循环路线三、冷却水的循环路线发动机运转时，带动水泵转动，水泵将散热器内的冷却水抽发动机运转时，带动水泵转动，水泵将散热器内的冷却水抽出经分出经分水管送入缸水管送入缸体水套。设置分水管是为了使各缸冷却均体水套。设置分水管是为了使各缸冷却均匀。有些发动机的分水管为一扁平铜水管，沿纵向开有若干匀。有些发动机的分水管为一扁平铜水管
11、，沿纵向开有若干个出水口，离水泵越远，出水口越大，以保证各缸冷却均匀。个出水口，离水泵越远，出水口越大，以保证各缸冷却均匀。解放解放CA6102型发动机分水管是在水套外面铸造出一个较大型发动机分水管是在水套外面铸造出一个较大空腔，沿纵向也有若干个出水口与水套相通空腔，沿纵向也有若干个出水口与水套相通，进入水套，进入水套的冷的冷却水对气缸上部进行强制冷却，气缸下部主要通过对流进行却水对气缸上部进行强制冷却，气缸下部主要通过对流进行冷却。吸收了热量的冷却水通过缸体与缸盖的冷却。吸收了热量的冷却水通过缸体与缸盖的水道进入缸盖水道进入缸盖水套，对燃烧室、气门座进行冷却，水套，对燃烧室、气门座进行冷却，
12、然后流入缸盖然后流入缸盖出水管。出水管。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理节温器安装于缸盖出水管出节温器安装于缸盖出水管出口口处，受冷却水温度的控制决定处，受冷却水温度的控制决定冷却水的循环路线。当发动机刚刚启动，冷却水温度低于冷却水的循环路线。当发动机刚刚启动，冷却水温度低于323 K时，节温器关闭通往散热器的通路，从缸盖水套流出时，节温器关闭通往散热器的通路，从缸盖水套流出的冷却水通过小循环连接水管直接进入水泵，并经水泵送入的冷却水通过小循环连接水管直接进入水泵，并经水泵送入缸体水套。由于冷却水示经散热器散热，可使发动机温度迅缸体水套。由于冷却水
13、示经散热器散热，可使发动机温度迅速提高。这种循环方式称为小循环。速提高。这种循环方式称为小循环。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理当发动机冷却水温度高于当发动机冷却水温度高于353 K时，节温器将直接通往水泵时，节温器将直接通往水泵的小循环通路关闭，从缸盖水套流出的冷却水全部进入散热的小循环通路关闭，从缸盖水套流出的冷却水全部进入散热器进行散热。散热后的冷却水在水泵的抽吸下，又器进行散热。散热后的冷却水在水泵的抽吸下，又回回到缸体到缸体水套进行循环。由于经过散热器散热，可使发动机冷却水的水套进行循环。由于经过散热器散热，可使发动机冷却水的温度迅速下降
14、，避免发动机过热，这种循环方式称为大循环。温度迅速下降，避免发动机过热，这种循环方式称为大循环。当发动机冷却水温度位于当发动机冷却水温度位于323-353 K时，节温器使两种循时，节温器使两种循环都存在，这时只有部分冷却水流经散热器散热。冷却系环都存在，这时只有部分冷却水流经散热器散热。冷却系(水水冷系冷系)冷却液循环冷却液循环示示意如意如图图5一一3所所示示。上一页 下一页返回5.1 冷却系作用、组成和工作原理冷却系作用、组成和工作原理在缸盖上安装有水温感应塞，感应塞与驾驶室内的水温表相在缸盖上安装有水温感应塞，感应塞与驾驶室内的水温表相连，随时指示出缸盖水套内冷却水的温度，若温度过高或过连
15、，随时指示出缸盖水套内冷却水的温度，若温度过高或过低，驾驶员可以通过改变百叶窗的开度进行调节。水冷系还低，驾驶员可以通过改变百叶窗的开度进行调节。水冷系还为驾驶室或者车厢内的暖风装置提供热源，在缸盖出水管上为驾驶室或者车厢内的暖风装置提供热源，在缸盖出水管上设有橡胶水管，与暖风装置相通。设有橡胶水管，与暖风装置相通。水冷系的布置在示同型号的发动机上有些示同，如水冷系的布置在示同型号的发动机上有些示同，如图图5一一4和和图图5一一5所所示示。在某些发动机上，冷却水还承担为润滑系的润滑油和自动变在某些发动机上，冷却水还承担为润滑系的润滑油和自动变速器润滑油的散热任务。速器润滑油的散热任务。上一页返
16、回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修一、散热器一、散热器1.散热器的构造散热器的构造散热器的构造如散热器的构造如图图5一一6所示，主要由上贮水室所示，主要由上贮水室(上水箱上水箱)、下、下贮水室贮水室(下水箱下水箱)和连接上、下水室和对冷却水起散热作用的和连接上、下水室和对冷却水起散热作用的散热器芯散热器芯(其结构如其结构如图图5一一6所示所示)组成。上贮水室通过进水软组成。上贮水室通过进水软管与缸盖上的出水管相通，下贮水室通过出水软管与水泵进管与缸盖上的出水管相通，下贮水室通过出水软管与水泵进水口相通，上贮水室上端设有加水口，并用散热器盖密封，水口相通，上贮水室上端设有
17、加水口，并用散热器盖密封，下贮水室设有放水开关，必要时可将散热器内的冷却水放掉。下贮水室设有放水开关，必要时可将散热器内的冷却水放掉。下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修散热器芯由许多冷却管和散热片组成。对于散热器芯来说，散热器芯由许多冷却管和散热片组成。对于散热器芯来说，应该有尽量大的散热面积，采用散热片就是为了增加散热器应该有尽量大的散热面积，采用散热片就是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的结构常见有两种芯的散热面积。散热器芯的结构常见有两种:管片式管片式见见图图5一一7(a)和管带式和管带式见见图图5一一7(b)。冷却管的断面大多为扁圆。冷却管的断面大多
18、为扁圆形，与圆形断面的冷却管相比，不但散热面积大，而且万一形，与圆形断面的冷却管相比，不但散热面积大，而且万一管内的冷却水结冰膨胀，扁管可以借其横断面变形而避免破管内的冷却水结冰膨胀，扁管可以借其横断面变形而避免破裂。采用散热片，不但可以增加散热面积，还可增大散热器裂。采用散热片，不但可以增加散热面积，还可增大散热器的刚度和强度。的刚度和强度。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修管带式散热器管带式散热器芯芯采用冷却管和波纹管的散热带沿纵向间隔排采用冷却管和波纹管的散热带沿纵向间隔排列的方式。散热带上的缝孔是为了破坏空气流在散热带上形列的方式。散热带上的缝孔
19、是为了破坏空气流在散热带上形成的附面层，使散热能力提高。管带式散热器芯散热能力强，成的附面层，使散热能力提高。管带式散热器芯散热能力强，制造工艺简单，成本低，但刚度不如管片式大，一般为轿车制造工艺简单，成本低，但刚度不如管片式大，一般为轿车发动机采用，近来在一些中型车辆上也开始采用。发动机采用，近来在一些中型车辆上也开始采用。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修发动机工作时，进入上贮水室的高温冷却水通过冷却管流向发动机工作时，进入上贮水室的高温冷却水通过冷却管流向下贮水室的过程中，被从散热器芯缝隙中流过的空气流冷却，下贮水室的过程中，被从散热器芯缝隙中流过
20、的空气流冷却，温度降低后重新又在水泵的抽吸下进温度降低后重新又在水泵的抽吸下进入入水套循环使用。水套循环使用。有些轿车发动机采用横流式散热器，贮水室位于散热器的两有些轿车发动机采用横流式散热器，贮水室位于散热器的两侧，在散热过程中，水流横向流动。这种散热器高度较低，侧，在散热过程中，水流横向流动。这种散热器高度较低，非常适合于发动机盖较低的轿车使用。非常适合于发动机盖较低的轿车使用。散热器要求用导热性好的材料散热器要求用导热性好的材料(如黄铜如黄铜)制成，近年来用铝材制成，近年来用铝材的也越来越多。有些发动机散热器冷却管、贮水室用黄铜制的也越来越多。有些发动机散热器冷却管、贮水室用黄铜制造，散
21、热片则采用铝带制成。造，散热片则采用铝带制成。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2.散热器盖散热器盖汽车发动机都采用闭式水冷系。这种水冷系广泛采用具有蒸汽车发动机都采用闭式水冷系。这种水冷系广泛采用具有蒸汽阀和空气阀的散热器盖，其结构如汽阀和空气阀的散热器盖，其结构如图图5-8所所示示。蒸汽阀在。蒸汽阀在弹簧的作用下，紧紧地压在加水弹簧的作用下，紧紧地压在加水口口，密封散热器。在蒸汽阀，密封散热器。在蒸汽阀中央设有空气阀，弹簧使其处于关闭状态。由于这两个阀门中央设有空气阀，弹簧使其处于关闭状态。由于这两个阀门的作用，不但可以提高冷却水的沸点，还可以防止当
22、散热器的作用，不但可以提高冷却水的沸点，还可以防止当散热器内水量减少，或压力降低时冷却管被大气压瘪。内水量减少，或压力降低时冷却管被大气压瘪。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修当散热器内温度升高产生蒸汽，使压力升高到一定数值时当散热器内温度升高产生蒸汽，使压力升高到一定数值时(一一般为般为0.026-0.037 MPa,某些轿车散热器盖可达某些轿车散热器盖可达0.1 MPa)蒸汽阀打开，水蒸汽从蒸汽排出管排出。冷却水沸点蒸汽阀打开，水蒸汽从蒸汽排出管排出。冷却水沸点的提高，就是因为冷却系内的压力升高所致。当散热器内因的提高，就是因为冷却系内的压力升高所致
23、。当散热器内因冷却水冷却温度下降而产生一定的真空度时冷却水冷却温度下降而产生一定的真空度时(一般为一般为0.0l-0.02 MPa)，空气阀被吸开，空气从蒸汽排出管进入散热，空气阀被吸开，空气从蒸汽排出管进入散热器内。器内。当发动机处于热态时，打开散热器盖应缓慢小心，以防高温当发动机处于热态时，打开散热器盖应缓慢小心，以防高温水气喷出，将人烫伤。水气喷出，将人烫伤。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修3.补补偿水桶偿水桶目前，大多数发动机都采用了防冻液作为冷却液。防冻液冰目前，大多数发动机都采用了防冻液作为冷却液。防冻液冰点很低，可避免冬季使用中因结冰而导
24、致散热器、缸体和缸点很低，可避免冬季使用中因结冰而导致散热器、缸体和缸盖被胀裂的现象盖被胀裂的现象;防冻液的沸点也要比水高，更有利于发动机防冻液的沸点也要比水高，更有利于发动机的正常工作。为防止防冻液的损失，在冷却系设置了补偿水的正常工作。为防止防冻液的损失，在冷却系设置了补偿水桶，对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。桶，对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修补偿水桶设置于散热器一侧补偿水桶设置于散热器一侧(见见图图5一一9)，通过橡胶水管与散，通过橡胶水管与散热器加水热器加水口口处的出气处的出气口口相连。当冷却液受热
25、膨胀时，多余的相连。当冷却液受热膨胀时，多余的防冻液通过橡胶水管进防冻液通过橡胶水管进入入补偿水桶补偿水桶;而当温度降低、散热器内而当温度降低、散热器内产生真空时，补偿水桶内的防冻液及时返回散热器。补偿水产生真空时，补偿水桶内的防冻液及时返回散热器。补偿水桶上有两条刻线标记桶上有两条刻线标记,GAO (高高)和和“DI(低低)，在水温，在水温377 K(500C)时，补偿水桶内的液面高度不得低于时，补偿水桶内的液面高度不得低于“DI”刻线标记刻线标记;室温时，补偿水桶内的液面高度不应超过室温时，补偿水桶内的液面高度不应超过GAO刻刻线标记。线标记。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和
26、检修水冷系主要机件构造和检修4.膨胀水箱膨胀水箱膨胀水箱除了具备对散热器内的冷却水起到自动补偿作用外，膨胀水箱除了具备对散热器内的冷却水起到自动补偿作用外，又同时具备及时将冷却系内的水汽分离，避免又同时具备及时将冷却系内的水汽分离，避免“穴蚀穴蚀”产生的产生的功能。膨胀水箱功能。膨胀水箱2(见见图图5一一10)用透明塑料制成，位置稍高用透明塑料制成，位置稍高于散热器。膨胀水箱上端通过水套出气管于散热器。膨胀水箱上端通过水套出气管4和散热器出气管和散热器出气管1分分别别和缸盖水套及散热器上贮水室相通。膨胀水箱下端通过和缸盖水套及散热器上贮水室相通。膨胀水箱下端通过补充水管补充水管9和旁通管和旁通
27、管10相通。由于膨胀水箱位置稍高于散热相通。由于膨胀水箱位置稍高于散热器，膨胀水箱液面上方有一定的空间。器，膨胀水箱液面上方有一定的空间。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修发动机工作时，在散热器和水套内产生的蒸汽通过散热器出发动机工作时，在散热器和水套内产生的蒸汽通过散热器出气管气管1和水套出气管和水套出气管4，进，进入入膨胀水箱后冷凝成流体，及时做膨胀水箱后冷凝成流体，及时做到了水气分离。冷凝后的冷却水通过补充水管到了水气分离。冷凝后的冷却水通过补充水管9进进入入水泵。水泵。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修5.
28、散热器的检修散热器的检修1)散热器的清洗散热器的清洗散热器在使用过程中，会因腐蚀和积垢等原因影响冷却效果。散热器在使用过程中，会因腐蚀和积垢等原因影响冷却效果。清洗散热器，去除水垢，是恢复散热器散热能力的有效方法。清洗散热器，去除水垢，是恢复散热器散热能力的有效方法。清洗水垢采用化学法，即利用酸或碱类物质与水垢的化学反清洗水垢采用化学法，即利用酸或碱类物质与水垢的化学反应，生成可溶于水的物质将水垢清除。清洗时，最好采用循应，生成可溶于水的物质将水垢清除。清洗时，最好采用循环法，即先用酸性溶液洗涤，再用碱性溶液冲洗中和。清洗环法，即先用酸性溶液洗涤，再用碱性溶液冲洗中和。清洗时，除垢剂以一定的压
29、力时，除垢剂以一定的压力(一般为一般为10 kPa)，在气缸体水套，在气缸体水套或散热器内循环，一般经或散热器内循环，一般经3-5 min后即可清洗完毕。后即可清洗完毕。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2)散热器渗漏的检验散热器渗漏的检验将散热器进、出将散热器进、出口口堵死，在散热器内充堵死，在散热器内充入入50-100 kPa压压力的压缩空气，并将其浸泡在水中，检查有无气泡冒出，如力的压缩空气，并将其浸泡在水中，检查有无气泡冒出，如发现渗漏部位，应做好记号，以便焊修。发现渗漏部位，应做好记号，以便焊修。3)散热器的修理散热器的修理散热器的渗漏大多出现
30、在散热管与上、下水室间的接触部位。散热器的渗漏大多出现在散热管与上、下水室间的接触部位。渗漏不严重时，一般可用钎焊修复。散热管出现渗漏时，可渗漏不严重时，一般可用钎焊修复。散热管出现渗漏时，可采取局部封堵，封堵的散热管的数量不得超过管数总量的采取局部封堵，封堵的散热管的数量不得超过管数总量的10%，切断散热片的面积不得大于迎风总面积的，切断散热片的面积不得大于迎风总面积的10%。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修4）检查散热器盖与膨胀水箱检查散热器盖与膨胀水箱现代汽车发动机均采用密封式冷却系，冷却液能否在沸点以现代汽车发动机均采用密封式冷却系，冷却液能否
31、在沸点以上不汽化，保持良好的导热、冷却能力上不汽化，保持良好的导热、冷却能力;冷却系能否防止冷却冷却系能否防止冷却液过量消耗，从而减轻水垢沉积速度，关键在于散热器盖和液过量消耗，从而减轻水垢沉积速度，关键在于散热器盖和膨胀水箱的工作性能。散热器盖可用专用手动气泵检查膨胀水箱的工作性能。散热器盖可用专用手动气泵检查:压力压力阀的开启压力应在阀的开启压力应在73.5-103 kPa的范围内，真空阀的开的范围内，真空阀的开启压力应在启压力应在0.98-11.8 kPa。膨胀水箱应无渗漏、箱盖。膨胀水箱应无渗漏、箱盖密封良好、通气孔畅通，否则就会破坏冷却液的密封良好、通气孔畅通，否则就会破坏冷却液的回
32、回流，而必流，而必须立即更换。须立即更换。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修二、水泵二、水泵1.水泵的构造水泵的构造汽车发动机都采用离心式水泵。它体积小，出水量大，工作汽车发动机都采用离心式水泵。它体积小，出水量大，工作可靠。离心式水泵的工作原理如可靠。离心式水泵的工作原理如图图5一一11所所示示。叶轮固定在。叶轮固定在水泵轴上，水泵壳体装于发动机缸体上。当散热器内充满冷水泵轴上，水泵壳体装于发动机缸体上。当散热器内充满冷却水时，水泵壳体内也充满了冷却水。叶轮在随水泵轴转动却水时，水泵壳体内也充满了冷却水。叶轮在随水泵轴转动时，水泵中的冷却水被轮叶带动一
33、起旋转，并在本身的离心时，水泵中的冷却水被轮叶带动一起旋转，并在本身的离心力作用下，向叶轮的边缘甩出，然后经外壳上与叶轮成切线力作用下，向叶轮的边缘甩出，然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心方向的出水管被压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的冷却水便经进水管被吸入，使冷却处压力降低，散热器中的冷却水便经进水管被吸入，使冷却水循环起来。水循环起来。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修东风东风6100-J型发动机的离心式水泵的结构如型发动机的离心式水泵的结构如图图5一一12所所示。示。1）水泵外壳与
34、泵盖）水泵外壳与泵盖水泵外壳水泵外壳1前半部分是支撑水泵轴的轴承座孔，后半部分为容前半部分是支撑水泵轴的轴承座孔，后半部分为容纳叶轮的工作腔室。水泵外壳上的进水管纳叶轮的工作腔室。水泵外壳上的进水管A直接与工作腔室直接与工作腔室B相通。管接头相通。管接头19用来连接小循环水管用来连接小循环水管;泵盖泵盖9和衬垫和衬垫8用螺栓用螺栓固定于水泵外壳的后端面，用来封闭水泵外壳。水泵的出水固定于水泵外壳的后端面，用来封闭水泵外壳。水泵的出水腔位于水泵工作腔的一侧，在泵盖的相应位置上设有出水口，腔位于水泵工作腔的一侧，在泵盖的相应位置上设有出水口，并与分水管相通。并与分水管相通。上一页 下一页返回5.2
35、 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2)叶轮、水泵轴与水封装置叶轮、水泵轴与水封装置水泵轴水泵轴12用球轴承用球轴承11支撑在水泵外壳上。水泵轴的一端切支撑在水泵外壳上。水泵轴的一端切削两平面与水泵叶轮削两平面与水泵叶轮12的孔相配合，并用螺钉的孔相配合，并用螺钉5固紧，以防固紧，以防叶轮轴向窜动叶轮轴向窜动;水泵轴的另一端用半圆键水泵轴的另一端用半圆键13与凸缘盘与凸缘盘12连接，连接，并用槽形螺母锁紧。凸缘盘用来安装风扇皮带轮。并用槽形螺母锁紧。凸缘盘用来安装风扇皮带轮。水封装置将轴承与水泵工作室隔离，防止进水室的冷却水进水封装置将轴承与水泵工作室隔离，防止进水室的冷却水进入
36、轴承。水封装置主要由水封密封垫圈入轴承。水封装置主要由水封密封垫圈3、水封皮碗、水封皮碗6、水封、水封座圈座圈10和弹簧和弹簧7组成。组成。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修带有两径向凸起的胶木密封垫圈带有两径向凸起的胶木密封垫圈3卡在泵壳水封座的两个缺卡在泵壳水封座的两个缺口口内，防止其转动。水封座圈内，防止其转动。水封座圈10固定于泵壳水封座前端。弹簧固定于泵壳水封座前端。弹簧7将水封皮碗将水封皮碗6压紧在水封座与密封垫圈之间，以防止水泵内压紧在水封座与密封垫圈之间，以防止水泵内腔的水沿水泵轴向前渗漏。腔的水沿水泵轴向前渗漏。当水封发生渗漏时，向前渗
37、出的水被抛水圈挡住并甩向泄水当水封发生渗漏时，向前渗出的水被抛水圈挡住并甩向泄水孔孔C，以防轴承进水而损坏并能及时发现水封漏水。在使用中，以防轴承进水而损坏并能及时发现水封漏水。在使用中，应定期从润滑脂嘴，应定期从润滑脂嘴17向轴承注向轴承注入入具有耐水性能的钙基润滑具有耐水性能的钙基润滑脂。脂。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2.水泵的检修水泵的检修水泵的常见损伤水泵的常见损伤:泵壳裂纹，叶轮松脱或损坏，泵轴磨损或变泵壳裂纹，叶轮松脱或损坏，泵轴磨损或变形，水封损坏和轴承磨损等。形，水封损坏和轴承磨损等。1)泵壳的检修泵壳的检修检查泵壳和带轮有无损伤
38、。泵壳裂纹可进行焊接或更换。壳检查泵壳和带轮有无损伤。泵壳裂纹可进行焊接或更换。壳与盖接合面变形大于与盖接合面变形大于0.05 mm时，应时，应予予修平。轴承座孔由修平。轴承座孔由于压入、压出轴承使座孔磨损，可用镶套的方法修复或更换。于压入、压出轴承使座孔磨损，可用镶套的方法修复或更换。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2)水泵轴的检修水泵轴的检修检查水泵轴有无弯曲和轴颈的磨损程度，轴端螺纹有无损坏。检查水泵轴有无弯曲和轴颈的磨损程度，轴端螺纹有无损坏。水泵轴弯曲大于水泵轴弯曲大于0.05 mm应冷压校正应冷压校正;轴颈磨损严重，应轴颈磨损严重，应予予更
39、换。更换。3)水泵叶轮的检修水泵叶轮的检修检查水泵叶轮的叶片有无破损，叶轮上的轴孔与轴的配合是检查水泵叶轮的叶片有无破损，叶轮上的轴孔与轴的配合是否松旷。叶片破损，应否松旷。叶片破损，应予予焊修或更换焊修或更换;轴孔磨损过甚可进行镶轴孔磨损过甚可进行镶套修复。套修复。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修4）水封装置的检查水封装置的检查水泵泄水孔漏水，则为水封密封不严。若胶质水封磨损或变水泵泄水孔漏水，则为水封密封不严。若胶质水封磨损或变形应更换，水封密封圈可翻面使用。形应更换，水封密封圈可翻面使用。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主
40、要机件构造和检修5)水泵装合后的检验水泵装合后的检验水泵装合后，首先用手转动带轮，泵轴转动应无卡滞现象水泵装合后，首先用手转动带轮，泵轴转动应无卡滞现象;叶叶轮与泵壳应无碰擦感觉。然后在试验台上，按原厂规定进行轮与泵壳应无碰擦感觉。然后在试验台上，按原厂规定进行压力压力流量试验。例如，解放流量试验。例如，解放CA6102型发动机水泵转速为型发动机水泵转速为2000r/min时，水泵流量不少于时，水泵流量不少于140 L/min，压力不得，压力不得低于低于20.2 kPa;当转速为当转速为3 300 r/min时，水泵流量不少时，水泵流量不少于于220 L/min，压力不得低于，压力不得低于12
41、1.2 kPa。东风。东风EQ6100-1型发动机水泵转速为型发动机水泵转速为2 000 r/min，水泵流，水泵流量不少于量不少于220 L/min，压力不得低于，压力不得低于49 kPa.上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修三、冷却强度调节装置三、冷却强度调节装置发动机由于使用条件发动机由于使用条件(负荷、转速和环境温度负荷、转速和环境温度)经常改变，冷经常改变，冷却强度也必须不断地改变。否则，会出现发动机过热或过冷却强度也必须不断地改变。否则，会出现发动机过热或过冷现象而影响正常使用。冷却强度通过两种方式调节现象而影响正常使用。冷却强度通过两种方式调
42、节:一种是改一种是改变通过散热器的空气量变通过散热器的空气量;另一种是改变通过散热器的冷却水量。另一种是改变通过散热器的冷却水量。第一种方式靠百叶窗和风扇离合器来完成第一种方式靠百叶窗和风扇离合器来完成;第二种是靠节温器第二种是靠节温器来实现的。来实现的。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修1.百叶窗百叶窗百叶窗装于散热器的前面百叶窗装于散热器的前面(见见图图5-13)，由许多片可以摆动，由许多片可以摆动的活动挡板组成。当冷却温度过低时，可将百叶窗部分或完的活动挡板组成。当冷却温度过低时，可将百叶窗部分或完全关闭，以减少流过散热器的空气量，使冷却水温度升高
43、。全关闭，以减少流过散热器的空气量，使冷却水温度升高。百叶窗的开度是通过一套操纵机构由驾驶员控制的。有些汽百叶窗的开度是通过一套操纵机构由驾驶员控制的。有些汽车采用调温器来自动控制百叶窗开度，如车采用调温器来自动控制百叶窗开度，如图图5一一13所所示示。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2.风扇风扇1)风扇的构造风扇的构造风扇安装于散热器后面，大多数发动机风扇与水泵同轴。风风扇安装于散热器后面，大多数发动机风扇与水泵同轴。风扇旋转时，会产生轴向吸力，增加流过散热器芯的空气量，扇旋转时，会产生轴向吸力，增加流过散热器芯的空气量，可加速对流经散热器芯的冷却水
44、的冷却，从而加强了对发动可加速对流经散热器芯的冷却水的冷却，从而加强了对发动机机的冷却作用。的冷却作用。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修对于风扇来说，要求风量大，效率高，以及振动与噪声小，对于风扇来说，要求风量大，效率高，以及振动与噪声小，尽量少消耗发动机功率。风扇的扇风量主要与风扇的直径、尽量少消耗发动机功率。风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角和叶片数目有关。风扇叶片多转速、叶片形状、叶片安装角和叶片数目有关。风扇叶片多用薄钢板冲压而成，横断面多为弧形，也可以用高强度塑料用薄钢板冲压而成，横断面多为弧形，也可以用高强度塑料整体注
45、塑而成。叶片与风扇旋转平面安装成一定的倾斜角度整体注塑而成。叶片与风扇旋转平面安装成一定的倾斜角度(叶片安装角为叶片安装角为300-450)。叶片数目通常为。叶片数目通常为2-6片，叶片片，叶片之间的夹角一般不相等，以减少叶片旋转时的振动和噪声。之间的夹角一般不相等，以减少叶片旋转时的振动和噪声。有些汽车发动机风扇经冲压的叶片端部呈弯曲状，以增加扇有些汽车发动机风扇经冲压的叶片端部呈弯曲状，以增加扇风量。风量。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修为了提高风扇的效率，在风扇外围通常装设一个护风圈为了提高风扇的效率，在风扇外围通常装设一个护风圈(见见图图5一一
46、14)。目前有些发动机使用带有辅助叶片的导流风扇。目前有些发动机使用带有辅助叶片的导流风扇(见见图图5一一14)，这种风扇是在叶片表面上铸有凸起的辅助叶片，这种风扇是在叶片表面上铸有凸起的辅助叶片，因此增加了空气的径向流量，从而防止了叶片表面的气流发因此增加了空气的径向流量，从而防止了叶片表面的气流发生附面层分离和涡流现象，改善了冷却性能，并降低了噪声生附面层分离和涡流现象，改善了冷却性能，并降低了噪声。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修风扇常和发电机一起通过风扇常和发电机一起通过V形带由曲轴带轮驱动形带由曲轴带轮驱动(见见图图5-15)。通常将发电机的
47、支架做成可移动式的，以便调节皮带的松紧通常将发电机的支架做成可移动式的，以便调节皮带的松紧度。风扇皮带必须松紧适官度。风扇皮带必须松紧适官，皮带过松会造成打滑，使风扇，皮带过松会造成打滑，使风扇风量减少而使发动机过热风量减少而使发动机过热;皮带过紧将增加轴承的径向力，加皮带过紧将增加轴承的径向力，加速轴承磨损。速轴承磨损。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修目前，轿车发动机由于大多采用电动风扇，风扇不与水泵同目前，轿车发动机由于大多采用电动风扇，风扇不与水泵同轴。电动风扇由电动机驱动，受冷却水温度控制的温控开关轴。电动风扇由电动机驱动，受冷却水温度控制的温
48、控开关控制风扇的转动，不受发动机转速的影响。这样，既能保证控制风扇的转动，不受发动机转速的影响。这样，既能保证发动发动机机在汽车低速时的冷却，又可减少消耗发动机的功率。在汽车低速时的冷却，又可减少消耗发动机的功率。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修2)风扇的检修风扇的检修风扇叶片出现破损、弯曲、变形后，应及时更换。由于风扇风扇叶片出现破损、弯曲、变形后，应及时更换。由于风扇连接板强度不足或其他原因使风扇叶片弯曲或扭曲变形，破连接板强度不足或其他原因使风扇叶片弯曲或扭曲变形，破坏了风扇叶片原设计的角度，使其丧失平衡性能，不但影响坏了风扇叶片原设计的角度，使
49、其丧失平衡性能，不但影响通过散热器的空气流速和流量，降低散热器的冷却能力，甚通过散热器的空气流速和流量，降低散热器的冷却能力，甚至打坏散热器，加速水泵轴承、水封的损坏，而且会大幅度至打坏散热器，加速水泵轴承、水封的损坏，而且会大幅度地增加风扇的噪声。有条件时，风扇带轮组件应进行静平衡地增加风扇的噪声。有条件时，风扇带轮组件应进行静平衡试验，静不平衡值不得大于试验，静不平衡值不得大于20g.cm。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修电动风扇一般采用双速直流电机驱动散热风扇。如桑塔纳轿电动风扇一般采用双速直流电机驱动散热风扇。如桑塔纳轿车，散热风扇电机的通、断
50、电和变速，是由装在散热器一侧车，散热风扇电机的通、断电和变速，是由装在散热器一侧的温控的温控(热敏热敏)开关来控制的。当冷却液温度高于开关来控制的。当冷却液温度高于368 K时，时，温控开关的低温触点闭合，风扇电机以温控开关的低温触点闭合，风扇电机以1 600 r/min的转的转速低速转动速低速转动:当冷却液温度升高到当冷却液温度升高到378 K时，温控开关的高温时，温控开关的高温触点合上，风扇电机便以触点合上，风扇电机便以2400 r/min的转速高速转动。的转速高速转动。上一页 下一页返回5.2 水冷系主要机件构造和检修水冷系主要机件构造和检修风扇低速挡的切断温度为风扇低速挡的切断温度为3