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1、发动机冷却系统发动机在燃烧过程中，燃气的温度可达 2200以上，直接与高温气体接触的机件(如气缸体、气缸盖、活塞和气门等)假设不准时加以冷却，其中的运动件可能因受热膨胀而破坏正常间隙，润滑油因受热而失效，各种机件也可能因高温使其机械强度下降甚至遭到破坏。为保证发动机正常工作，必需对这些高温工作的机件进展冷却。发动机的冷却必需适度。假设冷却缺乏，一方面会消灭上述问题，另一方面导致发动机进气量下降、燃烧不正常等造成发动机功率下降。假设冷却过度，润滑油工作温度降低，粘度加大，运动件之间摩擦阻力增加； 发动机对外散出热量过多，发动机功率降低、油耗增加；气缸磨损加剧；混合气中汽化的汽油在缸内易分散成油滴
2、，并流到曲轴箱中，使润滑油变质。冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却，从而保持在适宜的温度下工作。同时，冷却系还为该车的空调系统供暖风时供给热源。一、冷却系的组成及冷却液(一)冷却系的组成该发动机承受闭式加压强制循环水冷系统，其组成如图 2-54 所示。在发动机的气缸盖和气缸体中都铸出储水的、连通的夹层空间，即水套(水套构造见图 2-55)，使冷却液接近受热零件，并可在其中循环流淌。水泵 11 将冷却液吸入并加压，使冷却液流入发动机缸体水套中。此时，冷却液从气缸壁吸取热量，温度上升， 继而流到气缸盖水套，再次受热升温，后经出水管 13 沿冷却液软管流入散热器 1 和进气管 6
3、底部的水套中。流入进气管水套中的冷却液，对进气管中的混合气进展加热，如空调系统供暖风(暖风开关 7 翻开)，冷却液又流入空调散热器 8，对流过空调散热器的空气加热，最终沿冷却液软管流入水泵 11 中。流入散热器 1 中的冷却液，由于有装于散热器后的风扇 3 的抽吸使空气气流由前向后高速流过散热器，其热量不断散到大气中，从而得到了冷却，后沿冷却液软管流入水泵11 中。冷却液如此不断地循环，发动机在高温工作下的零件就不断得到冷却，同时进气管中的混合气、流过空调散热器的空气得到加热。(二)所使用的冷却液该发动机所使用的冷却液为水加防冻剂乙二醇、水软化剂、防锈蚀剂配制而成，再加染料着成黄色。加乙二醇的
4、目的在于降低冷却液的冰点，以防止冬季因冷却系中的水冻结而胀裂气缸体、气缸盖和散热器。冷却液冰点与其中乙二醇的含量有关，在乙二醇含量低于 60%(体积比例)时，乙二醇含量越高，冷却液冰点就越低，二者之间的关系见表 2-4。冷却液软管管路如图 2-56 所示。该发动机使用的冷却液中水与乙二醇各占 50%(体积比例)，其冰点为-36。在环境最低温度为-30以上地区都可使用。参加水软化剂和防锈蚀剂的目的在于防止冷却系内直接与冷却液接触的零件结上水垢及遭到锈蚀，从而使冷却系保持良好的冷却效果及较长的使用寿命。染料仅作为冷却系渗漏指示剂。TOP二、主要部件(一)散热器及散热器盖散热器芯是散热器主要局部。该
5、发动机的散热器芯承受管带式，其构造如图 2-57 所示。纹状的散热带 5 与冷却管 4 相间排列，在散热带 5 上开有形似百叶窗的缝孔 1，以破坏空气流在散热带外表上的附面层，提高散热力量。散热器盖对冷却系有着封闭和加压作用。封闭的冷却系，可削减冷却液的蒸发损失和避开车辆因晃动引起冷却液的溢出损失。由于冷却系的封闭，发动机工作时冷却系的压力便高于大气压力，使冷却液沸点提高， 它与大气的温差增大。当冷却液流经散热器时，对外散出的热量增加，增加了冷却系的冷却效果。冷却液沸点提高后，在高海拔大气压力低的地区使用时，可有效地避开散热器“开锅”现象。散热器盖的构造如图 2-58 所示。盖内装有压力阀 2
6、 和真空阀 5，紧盖在散热器加水口 4 上，发动机工作时， 冷却液受热膨胀，由于压力阀弹簧 1 的作用将压力阀 2 紧压在散热器加水口 4 上，封闭了散热器，因此冷却液压力上升。当冷却液压力到达肯定限度后，压力阀 2 被顶开，见图 2-58a，冷却液经溢流管 3 流入与散热器并联的膨胀水箱(见图 2-56 中的 6)中。发动机熄火后，冷却液因其温度下降而收缩，散热器内消灭局部真空。在真空度的作用下，真空阀 5 被吸开，通大气的膨胀水箱中的冷却液经溢流管 3 流回散器，见图 2-58b，防止了散热器被大气压坏。(二)节温器和硅油风扇离合器汽车发动机冷却系一般是依据发动机在某一常用工况下能得到适宜
7、的冷却而设计的。但使用条件(如转速、负荷和环境温度等)变化时，冷却系必需能自动调整冷却强度，以保证发动机常常在最有利的温度下工作。否则在夏季高温地区，发动机在低速大负荷工作时，将因冷却强度缺乏而消灭过热现象；而在冬季严寒地区，发动机在高速小负荷工作时，将因冷却强度过强而消灭过冷现象。该发动机的冷却系能依据冷却液的温度，通过自动调整流经散热器的冷却液量和流过散热器的空气量来自动调整冷却强度，前者由节温器来实现，后者由硅油风扇离合器来实现。1. 节温器该发动机承受蜡式单阀门节温器，用出水管将其压在缸盖上，并与缸盖水套相通(见图 2-45)。节温器的外型及工作原理如图 2-59 所示。支架 3 与定
8、位凸缘 9 固接为一体，反推杆 4 上端固定在支架 3 上，下端插于橡胶套 5 中。橡胶套 5 与外壳 1 间布满石腊 7。冷却液温度较低时，石腊 7 呈固态，弹簧 2 将阀门压在阀门座上，阀门关闭(见图 2-59b)，冷却液由出水管的旁通管 10 沿冷却液软管进入进气管水套、空调散热器(空调系统暖风开关翻开时)、后沿冷却液软管流回水泵而不流经散热器，即进展小循环，此时冷却系的冷却强度较小。当冷却液温度高于 90时，石腊受热熔化变为液态，其体积膨胀，迫使橡胶套 5 收缩。反推杆 4 上端固定在支架上而不能上移，橡胶套便推动外壳 1 抑制弹簧 2 的弹力向下移动，使阀门于 11 开(见图 2-5
9、9c)，大局部冷却液由出水管沿冷却液软管流入散热器、后流回水泵，即进展大循环，小局部冷却液进展小循环。此时，冷却系的冷却强度较大。2. 硅油风扇离合器硅油风扇离合器的安装位置及构造如图 2-60 所示。通过螺栓将主动轴 11、水泵皮带轮 13 和水泵轴 12 联为一体，风扇 14 安装在从动板(外壳)1 上，并位于散热器前方(见图 2-45)，水泵皮带由曲轴皮带轮驱动。在发动机工作而冷却温度较低时，阀片 3 处在关闭从动板上进油孔 2 的位置，贮油室中高粘度的硅油不能进入工作室 9，主动板与从动极的工作外表只附有少量的硅油，二者间摩擦力很小，离合器处于分别状态， 风扇转速很低。此时，流过散热器
10、的空气量相对较小，冷却系冷强度较低。随着冷却液温度的上升，流过散热器的空气温度相应提高，双金属螺旋弹簧 5 因受热变形，迫使阀门片轴4 转动，固定在阀片轴 4 上的阀片 3 随之转动，将从动板 1 上的进油孔 2 翻开，贮油室 6 中的硅油经进油孔 2 进入工作室 9，工作外表 15 间布满了传递扭矩的介质硅油，离合器处于结合状态，主动板 8 带动从动板 1 转动，风扇转速上升。此时，流过散热器的空气量相对增大，冷却系冷却强度相应增加。如冷却液温度由高降低，流过散热器的空气温度随之下降，双金属螺旋弹簧与恢复原状，阀片轴 4 带动阀片 3 从动板上进油孔关闭 2，工作外表间的硅油由于离心力的作用
11、经回油孔 7 返回到贮油室 6 中，离合器又回到分别状态。3. 水泵该发动机装用离心式水泵，安装位置见图 2-54，其构造与常见的离心式水泵相差不大，如图 2-61 所示。叶轮 6 由钢板冲压而成，工作时其转向与曲轴转向相反。轴承 2 是使用中不需加润滑脂的密封式轴承。为防止冷却液渗漏，在叶轮 6 与外壳 3 之间装有水封 7。在位于水封 7 与轴承 2 之间的外壳上开有通气孔 9。TOP三、冷却系的保养与修理(一)冷却系的保养1.检查冷却液液面高度在正常使用中，每月应至少检查一次冷却液液面的高度。如气候炎热，检查次数应更多一些。检查时，发动机应处于正常的工作温度，不必翻开散热盖，观看膨胀水箱
12、中冷却液面位置即可。冷却液液面位置应在膨胀水箱上“FULL”(布满)标记与“ADD” (添加)标记之间。如液面低于“ADD” (添加)标记，就须往膨胀水箱中加注冷却液，直到液面位置符合要求为止，如图2-62 所示。所加注的冷却液，牌号应与现用的冷却液一样。不得加水，由于加水后，冷却液中防冻剂及添加剂浓度降低，会使冷却液冰点上升，冷却系产生锈蚀、结垢等。留意：冷却液是有毒的！使用中严禁进入口中，手上如沾有冷却液应准时清洗。在一般状况下，不必翻开散热器盖。如有必要翻开散热器盖时，为防止被冷却液烫伤，应按以下程序进展： (l)将发动机熄火，翻开发动机罩；(2) 自然冷却发动机，直到散热器盖不烫手；(
13、3) 逆时针拧动散热器盖(不得下压)，使盖上锁紧凸耳退至散热器加水口安全档块处。此时，压力阀弹簧紧预力减小，以便从溢流管卸去散热器中的压力。(4) 压下散热器盖，并连续逆时针拧动并取下。留意，只有在卸压后才可压下散热器盖。2.更换冷却液由于冷却液中加有防锈蚀剂、水软化剂等添加剂，所以冷却液可长期使用。但由于受热，添加剂会变质而失效。假设冷却液变色(消灭锈红色)就须更换。一般状况下，车辆每行驶 24000km 应予更换。更换时，按上述程序卸去冷却系中的压力后，拧紧散热器盖，翻开膨胀水箱盖，拧松散热器底部的放水开关(留意：在冷却系很热或卸压之前不得拧松散热器放水开关，否则会发生严峻烫伤)，放出散热
14、器、膨胀水箱中的冷却液，如图2-63 所示。假设不拧紧散热器盖，膨胀水箱中的冷却液将无法放出。再由散热器加水口加注的冷却液，直到膨胀水箱中的液面位置符合要求为止。必要时，可向膨胀水箱中加注冷却液。市场上有不同冰点的冷却液出售，所加冷却液的冰点应比使用地区历史最低气温低 5。加满冷却液后，起动发动机使其温度上升。并将空调掌握板上的功能掌握钮放在“HEAT” (暖风)位置，检查冷却系有无渗漏。3. 检查、调整风扇皮带的松紧度风扇皮带过松，将使水泵、发电机等转速过低，导致发动机过热及蓄电池电压下降。风扇皮带过紧，将使风扇皮带及水泵寿命缩短甚至损坏。风扇皮带的松紧度可用以下方法进展检查：在动力转向泵与
15、空调压缩机之间的皮带中部用力往下按，松紧度适宜的皮带其偏移量为 6-13mm，如图 2-64 所示。如松紧度不适宜，可搬动发电机或动力转向泵进展调整。4. 水泵由于水泵装用密封式轴承，在使用中不需加注润滑脂。(二)冷却系的修理冷却系常见故障有冷却液液面下降过快、发动机过热和发动机升温缓慢等。1.冷却液液面下降过快该发动机的冷却系是封闭的，在正常状况下，冷却液不需常常添加。假设冷却液液面下降过快，即说明冷却系有故障，可能的缘由有：1) 冷却液渗漏冷却液渗漏可分为外部渗漏及内部渗漏(冷却液渗漏到机油盘中)。外部渗漏常见的部位有冷却液软管及其接头、水泵与缸体间及出水管与缸盖间的密封垫、散热器等，由于
16、冷却液着成黄色，很简洁观看到渗漏部位，一经觉察，应予更换或修补(散热器)。还可通过冷却系压力试验来检查有无渗漏。具体方法如下：将一能与散热器加水对口接的冷却系压力试验仪(主要由打气筒和压力表组成)拧到散热器加水口上，接口肯定要密封，如图2-65 所示，并用其往散热器中打气直到压力表指示压力为 21kPa 为止。然后观看压力表指针位置变动状况。假设压力表指针保持不动， 说明冷却系密封良好。假设压力表指针回落说明冷却系有渗漏：在外部渗漏部位将有冷却液滴出或流出；如观看不到外部渗漏，则说明有内部渗漏，此时应检查缸盖螺栓有无松动、缸垫是否被“冲”、缸盖是否翘曲、缸体和缸盖有无裂缝等。2) 散热器盖及其
17、密封垫损坏如散热器盖及其密封垫损坏，将破坏冷却系的密封，使发动机工作时冷却液溢出，从而造成冷却液液面下降过快。为检验散热器盖的密封性，可进展散热盖压力试验：利用一转接器，将散热器盖接到上述冷却系压力试验仪上，如图 2-66 所示，然后打气加压。此时，压力表指针如保持不动，说明散热器盖密封良好； 压力表指针如回落，说明散热器盖不能密封，应予更换散热器盖。2. 发动机过热车辆行驶中，水温表指针如长时间处在表盘上的红区，则说明发动机过热。发动机过热的可能缘由有： 1)冷却液液面过低，循环流量缺乏。冷却液液面高度的检查见前述。一觉察冷却液液面过低，应予添加。2) 节温器不能正常开启，冷却液不能流经散热
18、器，只有小循环而无大循环，冷却系冷却强度低。为检查节温器能否正常工作，可进展如下试验：将节温器悬挂在水中并加热，如图 2-67 所示，能正常工作的节温器， 在水温为 90时，阀门开头翻开，在水温为 100时阀门完全翻开。如不符合此要求应予更换。3) 节温器装反，阀门不能开启。安装时，应将节温器上的箭头或“TO RAD” (到散热器)字样朝向散热器。4) 风扇皮带过松，详见前述。5) 水泵损坏，使冷却液循环流量削减。水泵损坏通常是水泵轴承松旷及水封漏水。拆下风扇皮带，用手抓住水泵皮带轮转动，同时前后扳动，如能前后扳动，则说明水泵轴承松旷。泵体上的通气孔如有冷却液渗出，说明水封已损坏。如觉察上述故
19、障，应更换水泵总成。6) 硅油风扇离合器损坏而不能接合，总是处于分别状态，使流过散热器的空气量总是很小，冷却系冷却强度低，导致发动机过热。为检查硅油风扇离合器是否损坏，可进展以下试验：(1) 静态试验。静态试验是在发动机过热下熄火，通过检查双金属螺旋弹簧和阀片轴的运动状况来推断硅油风扇离合器是否能正常工作。试验时，把双金属螺旋弹簧的未端1 从固定槽中撬出(见图 2-68)，然后反时针转动双金属螺旋弹簧，直到转不动为止(不行用强力)。能正常工作的硅油风扇离合器，其阀片轴能随之转动(即阀片能翻开从动板上进油孔)，且双金属螺旋弹簧的未端距固定槽 13mm。试验后。将双金属螺旋弹簧的未端压入固定槽内。
20、如不能到达以上要求，应更换硅油风扇离合器总成。静态试验简洁易行，但不能直接、准确地推断硅油风扇离合器的工作状况。(2) 动态试验。动态试验是在发动机工作状态下进展的。工作良好的硅油风扇离合器在工作温度(散热器后的空气温度)为 88时应接合；接合后，工作温度下降到 77时应分别。动态试验的目的在于测试硅油风扇离合器能否到达这一要求。为测出硅油风扇离合器的工作温度，可在散热器后的风扇护风罩顶部钻一小孔，将半导体温度计(量程为 0-100)的感传器从孔中插入，并与双金属螺旋弹簧的中心对正(留意：传感器与风扇间应有肯定的间隙)。试验时，使发动机转速稳定在2400r/min。为使硅油风扇离合器的工作温度
21、快速上升，可用硬纸板档在散热器前面。用一光电式数字转速表监测风扇及水泵皮带轮的转速。当温度计显示温度在 78-88时，风扇的转速应与水泵皮带轮转速接近，风扇运转噪音明显增大；此后取掉挡在散热前的硬纸板，硅油风扇离合器工作温度下降，当温度计显示温度下降11时，风扇的转速应比水泵皮带轮的转速低得多，风扇的运转噪音明显减弱。风扇转速变化如不符合以上要求，说明硅油风扇离合器有故障，应更换总成。7) 冷却系水垢过多。附结在水套上的水垢，阻碍冷却液从高温零件吸取热量；附结在散热器内壁上的水垢， 阻碍冷却液向大气散发热量，都会导致发动机过热。如觉察这一故障，应清洗冷却系，具体方法如下：将冷却系清洗液(对于铸
22、铁缸体和缸盖，常用的配方为苛性纳 75g+煤油 15g+水 1000g 或含水碳酸纳 10Og+煤油 5Og+水 10OOg)注入冷却系中，停留 10-12h 后，起动发动机，使其怠速运转工作 15-20min，直到冷却系清洗液有沸腾现象为止，然后放出清洗液，再用清水冲洗冷却系。8) 混合气过稀，燃烧速度缓慢，在膨胀冲程中燃烧放出的热量增加，传给冷却系的热量相应增大，导致发动机过热。混合气过稀的缘由与排解详见供给系。9) 点火过早或过晚，都会引起发动机过热。点火正时的检查及调整详见点火系。10) 水温表及水温传感器损坏而不能正确指示冷却液的温度，此时应更换总成。3. 发动机升温缓慢发动机工作时，水温表指针长时间到不了正常位置(90-100)，即为升温缓慢。这将加快发动机的磨损。产生升温缓慢的可能缘由有：1) 节温器阀门粘连而不能闭合，冷却液在低温下也进展大循环。拆下节温器进展检查，必要时更换总成。2) 快怠速转速过低(怠速时升温缓慢)。快怠速转速的检查及调整详见本书供给系。3) 水温表及水温感传器损坏而不能正确指示冷却液的温度，此时应更换总成。