发动机教案14.doc

山西省农业机械化学校教案授课日期2013、12、2时间分配复习提问5 分钟所需学时4内容讲授 分钟累计学时课堂小结5 分钟课题：项目五 冷却系的构造与检修教学目的：1、掌握发动机冷却系的作用、组成以及各零件的构造；2、掌握水泵的正确拆装；冷却液的更换。教学重点：机油泵的构造；冷却液的更换。教学难点： 冷却系的大、小循环水路教学方法及教改手段：理实一体化教学用具：丰田-5A发动机；AJR发动机；本田-雅阁发动机实训台；常用拆装工具等教材分析及教学内容：项目四 冷却系的构造与检修导入新课汽车发动机工作时，汽缸内燃烧室燃烧气体的温度最高可达22002800K（0时为273K），与高温接触的发动机零件受到强烈的加热，如果不采取适当的冷却措施，将不能确保发动机的正常工作。发动机冷却系的主要任务就是使发动机得到适度的冷却，从而保持其在最适宜的温度范围内工作。通过回忆前面发动机构造原理的内容引入新课。相关知识：一、冷却系的作用冷却系的功用：将发动机受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度下工作；同时起动后，保证发动机迅速升温，在较短时间达到正常的工作温度。发动机正常工作温度：水冷却系：EQ6100-1型发动机为8085，富康轿车发动机为8997，桑塔纳轿车JV型发动机为90105。发动机冷却系按冷却介质的不同，可分为水冷系和风冷系，如图所示。二、水冷却系的组成强制循环水冷系的组成：强制循环水冷系，利用水泵将冷却液在水套和散热器之间进行循环流动来完成对发动机的冷却。主要由三大装置组成：冷却装置 散热器、风扇、水泵、水套、分水管等。冷却强度调节装置 节温器、百叶窗、风扇离合器等。水温显示装置 水温传感器、水温表或水温警告灯等。图5-2 发动机强制循环水冷系的组成1-散热器 ；2-散热器盖；3-补偿水桶；4-散热器出水管；5-风扇传动带；6-暖风机出水管；7-管箍；8-暖风机芯；9-暖风机进水软管进水管；10-节温器；11-水泵；12-冷却风扇；13-护风圈；14散热器进水软管三、冷却系主要零件的结构与检修1、散热器散热器的作用是增大散热面积，利用流经散热器的空气带走热量，降低冷却液温度，加速冷却。为加快冷却，在散热器后面装有风扇配合其工作。散热器的结构如图5-3所示。主要由上、下贮水室和散热器芯等组成。 散热器的结构图上贮水室有加水口，上盖有散热器盖。下贮水室的出水管上有放水孔。在上、下贮水室上分别装有进水管和出水管，它们分别用用橡胶管与发动机缸盖上的出水口和水泵的进水口相连接。散热器芯由许多冷却管和散热片组成。散热片的目的是为增强散热器芯的散热面积，常用结构有管片式和管带式两种，如图所示。管片式 管带式除了有足够的散热面积，散热器材料必须有好的导热性。因此，散热器芯多用黄铜和紫铜制造，近年来散热片已改为铝复锌带材制造，冷却管仍用黄铜。散热器盖，安装在加水口上。目前汽车多采用闭式水冷系的散热器盖，具有自动阀门，即空气一蒸汽阀，如图5-5所示。通过两阀门作用，可提高冷却液沸点（108120），达到提高冷却效果的目的，同时还可防止冷却液量减少。发动机热状态正常时，两阀门关闭。当散热器中压力升高到一定数值时（一般为0.1260.139 MPa）， 蒸汽阀开启使水蒸气从蒸气排出管1排出，如图5-5（a）所示；当水的温度下降，冷却系中的真空度达到一定数值时（一般为0.010.02 MPa），空气阀被吸开，使空气进入冷却系，如图5-5（b）所示，以防水管及贮水室被大气压瘪。图5-5 散热器盖的空气一蒸汽阀2、水泵水泵的功用是对冷却液加压，使之在冷却系中加速循环，保证冷却可靠。通常多采用离心式水泵，离心泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。离心式水泵主要由壳体、叶轮、轴、轴承、带轮、水封总成、密封垫等组成，如图5-8所示。图5-8 水泵的结构和原理图叶轮在随水泵轴旋转时，水泵中的冷却液被叶轮叶片带动一起旋转，冷却液在离心力作用下做离心运动，向叶轮的边缘甩出，边缘冷却液的压力升高，外壳与叶轮边缘成切线方向连有出水管，冷却液便被压送到发动机水套内。同时，叶轮中心处由于冷却液的离心运动而压力降低，散热器中的冷却液便经进水管被吸入，使冷却液水循环运动起来。当水泵因故障停止转动时，由于散热器和水套内冷却液温差的存在，冷却系内的自然循环仍然存在。3、节温器节温器功用是随发动机冷却系水温变化自动控制通过散热器的冷却水流量，以调节冷却系的冷却强度。节温器一般安装在气缸盖的出水口处，桑塔纳JV发动机则装在水泵外壳上的进水口位置，如图5-8所示节温器有折叠式和蜡式之分。目前多数发动机采用蜡式节温器。图5-9 蜡式节温器蜡式节温器的结构如图5-9所示。推杆的一端固定于支架的中心处，另一端插入胶管的中心孔中。胶管与节温器外壳之间形成的腔体内装有精制石蜡。为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。外壳上套装有阀门，在主阀门与支架下底之间装有弹簧。常温时，石蜡呈固态，弹簧将主阀门推向上方，使之压在阀座上，使主阀门关闭；而副阀门随着主阀门上移，离开阀座，小循环通路打开，如图5-10（a）所示。这时主阀门关闭了通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回汽缸体水套中，这种冷却液不通过散热器的循环称为小循环。进行小循环，可使发动机温度迅速升高。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，达到迫使橡胶管收缩，从而对推杆产生向上的推力。上端固定的推杆对橡胶管、节温器外壳产生向下的反推力。当发动机水温达到76时，推杆对节温器外壳的反作用力可以克服弹簧8的预压力，主阀门打开，从缸盖出水口流出的冷却液经主阀门进入散热器，来进行散热，这种冷却液通过散热器的循环称为大循环。但此时副阀门未全部关闭，冷却液进行大小循环同时存在的混合循环。当发动机水温达到86以上时，主阀门全开，副阀门关闭，来自汽缸盖出水口的冷却水沿出水管全部流向散热器，从而进行大循环，此时，冷却液流动路线长、流量大，冷却强度增大。如图5-10（b）所示。图5-10 节温器的工作原理节温器是冷却系中用来调节冷却温度的重要机件，它的工作是否正常，对发动机工作温度影响很大，间接地影响了发动机的动力性能和耗油量，因此，节温器不可随便拆除。4、冷却液冷却液是水与添加剂的混合物，添加剂通常含有防冻剂、防锈剂、泡末抑制剂，所以也叫防冻液，如图所示。冷却液正常使用2年或40000Km后需要更换。例如：桑塔纳轿车冷却液型号N052774AO是由40%冷却添加剂G11和60%的水混合而成。防冻液最低温度为-25，它具有防冻、防腐蚀、防止水垢形成和提高水沸点的功能。该车正常的水温是90-105，如果不使用这种冷却液，则会不断地“开锅”，因为电动风扇在93-98时才接通；尤其使用劣质防冻液，虽然能够降低温度，但会容易引起缸体、气缸盖、散热器的腐蚀。冷却液的使用应该注意以下几点：1、不要加井水、污水。水就其是否溶解有矿物质来说，可分为硬水和软水两种。硬水中含有铁、钙、镁等离子，未经处理的井水、泉水就属于硬水，如果向发动机中加注这类硬水，经发动机加热蒸发后，就会产生碳酸钙、硫酸钙等化合物，沉淀下来形成水垢。而水垢，一方面是热的不良导体，另一方面当水垢增加到一定程度时，就会使管路变窄，水的流量随之减少，就会影响发动机散热，造成发动机过热。而污水中含有泥沙和腐烂的有机物，易腐蚀水箱和缸体水套，影响其使用寿命。2、不要不管不问。有些发动机加注长效冷却液，在工作一段时间后，应打开水箱盖进行检查，当水箱出现水污、水锈和沉淀物时，应及时更换冷却液。 3、水箱“开锅”时不要贸然开盖。因为“开锅”时，水箱内温度很高(至少100)，压力大，突然开启水箱盖，滚开的水及水蒸气便会向外急速喷出，易烫伤加水者。出现“开锅”时一般应怠速运转，等发动机温度降下来后再开盖加注冷却液。如时间紧迫，可先用湿布盖住水箱盖，再用湿毛巾包住手，然后慢慢将水箱盖打开。另外，加冷却液速度不宜过快，应缓缓加入。4、加水时不要将水洒到发动机上。加水时，若将水洒到发动机的火花塞孔座、高压线插孔、分电器上都可能会对跳火有影响；水溅到传动带上也可能导致其打滑；洒到机体上还有可能导致机体变形甚至产生裂纹。5、不要忘记向冷却液中加防冻剂。有的驾驶员认为，夏季冷却液中不需要加注防冻剂。这种想法是错误的。因为防冻剂可防止冷却液过早沸腾，提高了冷却液的沸点，可防止水箱过早出现“开锅”现象。另外，防冻剂中还含有防锈剂和泡沫抑制剂。防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀。冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。6、人体不要接触防冻液。防冻液及其添加剂均为有毒物质，请勿接触，并置于安全场所。放出的冷却液不宜再使用，应严格按有关法规处理废弃的冷却液。7、不同型号的防冻液不要混合使用。否则易引起化学反应，生成沉淀或气泡，降低使用效果。在更换冷却液时，应先将冷却系统用净水冲洗干净，然后再加入新的防冻液和水。用剩的防冻液应在容器上注明名称以免混淆。实践操作操作一 散热器的拆卸1、在发动机冷却水冷却后，才允许进行散热器的拆卸。首先将蓄电池的正、负极导线拆下后，再拆下蓄电池。2、拆下散热器盖。3、拆下散热器出水口连接管，将冷却水放干净。4、拆卸温度传感器和风扇电机的导线。5、拆下散热器进水连接管和旁通管。6、拆卸散热器和风扇总成。7、必要时，把风扇与护罩从散热器上拆下。操作二 散热器的检修1、散热器内部会因冷却液结垢而堵塞、外部因杂物灰尘堵塞而使散热能力下降，影响发动机正常工作。外部堵塞可采用机械疏通或用压缩空气、高压水流冲洗方法清理；内部可采用软化水作冷却液避免结垢，清除水垢常用化学方法，先用酸性溶液洗涤，再用碱性溶液冲洗中和。2、散热器渗漏检修（密封性试验）发动机停止运转时，在加水口装上散热器压力检测器，如图7-8所示。将散热器内充入0.1MPa以上压力的压缩空气，观察压力检测器的下降值，若2min内压力下降超过0.015 MPa，说明散热器存在渗漏部位，应予以排除。将散热器的进出口封堵，在散热器内充入0.050.1MPa（50100 kPa）的压缩空气，并将其浸泡在水中，若有气泡冒出，则在冒气泡部位做好记号，以便焊修。3、散热器盖的检修散热器盖可用专用的压力检测器（如图7-10）检查其工作性能，蒸气阀的开启压力应在0.1260.139 MPa 范围内，空气阀的开启压力应在0.010.02 MPa范围内。图5-6 散热器密封性试验图 5-7 散热器盖自动阀的检查操作三 水泵的检修1、泵壳的检修 先检查泵壳和带轮有无损伤。如果泵壳有裂纹，可进行焊接或更换。壳与盖接合面如果变形大于0.05mm，应予以修平。轴承座孔由于压入、压出轴承使座孔磨损而不能使用，可用镶套的方法修复或更换。2、水泵叶轮的检修 检查水泵叶轮的叶片是否有破损，叶轮上的轴孔与轴的配合是否出现松旷。叶片破损，应予焊修或更换。3、水泵轴的检修 检查水泵轴是否有弯曲和轴颈磨损，轴端螺纹是否有损坏。如果水泵轴弯曲大于0.05mm，应冷压进行校正；轴颈磨损严重，应予更换。4、水封装置的检查 如果水泵泄水孔漏水，则为水封密封不严。如果胶质水封磨损或变形应予以更换，水封密封圈可翻面使用。5、水泵装合后的检验 水泵装合后，先用手转动皮带轮，泵轴转动时应无卡滞现象；叶轮与泵壳之间应无碰擦感觉。最后在试验台上，按原厂规定进行压力流量试验。例如：解放CA6102型汽油机水泵转速为2000rmin时，水泵流量应不少于140Lmin，压力不得低于0.04MPa；当转速为3300rmin时，水泵流量应不少于240Lmin，压力不得低于0.121MPa。操作四 检测节温器 图5-11 检查节温器的开启温度 图5-12 测量主阀门全开升程按车辆制造厂提供的维修方法及检测数据检测节温器。如图5-11和图5-12所示，将节温器放在盛有水的器皿中加热，检查主阀门的开启温度、完全开启温度及全开时主阀门的升程。例如：桑塔纳轿车发动机的节温器，其主阀门开启温度为872，全开温度为1023，节温器的主阀门在全开时的升程大于7 mm。捷达轿车节温器主阀门开启温度约为87，完全打开时的水温约为120，阀门最低行程为7 mm。节温器的性能检验有一项不符合上述要求时，应予以更换。蜡式节温器安全寿命一般为50 000 km。因此要求按照其安全寿命应定期更换。操作五 冷却液的更换：1、工位清洁，汽车防护。2、打开发动机舱盖并支好。预热发动机至水温表示数在366K以上时，发动机停机。3、检查冷却系统有无泄漏，各软管是否有鼓泡、裂纹。各水堵是否泄漏。4、用手慢慢松开补偿水桶盖释放系统压力后拧紧，如图