汽车发动机冷却系故障诊断分析(毕业论文)

广州工程技术职业学院毕业设计（论文）题目汽车发动机冷却系故障诊断分析系院机电系专业班级汽车检测与维修2班学生姓名学号106190103523指导教师完成日期摘要随着经济水平的不断提高，汽车早已进入我国居民家庭。人们对汽车的追求亦呈现多元化发展，但驾驶安全性始终排在首位。冷却系是发动机正常工作必不可少的保证，对汽车的安全驾驶有着举足轻重的影响。本论文主要介绍了发动机冷却系的构造、维护、主要零部件的检修方法、常见故障诊断与分析等，加深人们对汽车冷却系的了解。关键词发动机冷却系故障诊断分析目录第一章汽车发动机冷却系的概述（3）一发动机冷却系简介（3）二冷却系统的组成及水路（4）三冷却系统的维护（7）第二章冷却系主要部件构造与检修（9）一散热器（9）二散热器盖（12）三冷却液补偿装置（14）四水泵（15）五冷却强度调节装置（18）第三章冷却系常见故障诊断与排除（25）一过热（25）二发动机过冷（28）三冷却系渗漏（29）结束语（29）致谢（30）参考文献（30）英语摘要（31）第一章汽车发动机冷却系的概述一发动机冷却系简介一发动机冷却系的重要性发动机是将热能转变为机械能的机器，但发动机只使用热能的三分之一，其余热量的大部分被排气所带走，剩余的则被发动机零部件吸收。在可燃混合气的燃烧过程中，气缸内气体温度可高达20732273K。那些直接与高温气体接触的机件如气缸体，气缸盖、活塞、气门等若不及时冷却，则其中的运动机件将可能因受热膨胀而破坏正常间隙，或因润滑油在高温下失效而卡死，各机件也可能因高温而导致其机械强度降低甚至损坏。因此，为保证发动机正常工作，必须对这些在高温条件下工作的机件加以冷却。冷却系虽不参与发动机的功能转换，但却是发动机正常工作必不可少的保证。冷却系的冷却强度的调节是否合适，对发动机的工作影响很大。冷却不足，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，还可能会造成早燃、爆燃和表面点火等不正常燃烧；同时，过高的温度会使润滑油的黏度降低，导致机件磨损加剧。冷却过度，会使发动机过冷，导致燃料蒸发困难，可燃混合气形成条件变差。燃烧不完全不但会造成发动机功率下降、油耗量增大；同时还引起废气排放污染物增加。冷却必须适度。不论何种形式的冷却系，除能满足发动机在最大热负荷情况下的冷却外，还必须能在发动机各种工况下，对冷却强度进行调节，以维持发动机的正常工作温度，保证发动机的正常工作。这也是发动机冷却系的作用。由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。二发动机冷却系的影响因素由于汽车发动机工作工况比较复杂，影响冷却系的因素是多方面的。概括来说，主要有循环水量、散热效率、空气流量三方面的因素影响。要使汽车冷却系发挥最佳冷却效果，不仅这三者必须有一定的数量，且它们之间必须适当地匹配。1循环水量循环水量不仅与水泵的结构、转速有关，而且与冷却水量、水流的组织是否合理有关。冷却水量应基本与发动机功率成正比，每千瓦约需0304升冷却水。另外，合理的水流组织，可使水流阻力减少，提高循环水量，而且能够使发动机各缸冷却均匀，避免一些受热零件，特别是气缸盖和气缸体的壁面由于温度太高而产生“死区”和局部炽热区。2散热效率散热效率主要同水箱有关。现代汽车多采用带有压力盖的管带式水箱，该类型水箱散热性能比较优越，由于带有压力盖，使系统内压力增高，其冷却水即使在100仍不会沸腾，加大了散热器内外温差，提高了散热能力，而且由于冷却水没有直接同外界抵触，减少了“死水”现象，这就是所谓的“封闭式冷却系”。3空气流量空气流量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、导风板密封程度、水箱罩与风扇叶片相对位置等因素有关。风扇的叶片直径及角度对扇风量的影响很大。水箱罩与风扇叶片的相对位置，一般地，水箱罩应包含风扇叶轮纵向宽度的三分之二较为合适。另外，空气流量还受到水箱罩与风扇叶片径向间隙的影响，间隙越小越好。但由于水箱罩与风扇在行车震动时，步调经常不一致，因此一般取15MM20MM。但若风扇轴座与水箱罩是刚性连接的，可取5MM6MM，这样效果更佳。导风圈的密封，可以避免空气量反向流窜，影响空气流量。二冷却系统的组成及水路（一）冷却方式按照冷却介质不同，冷却系可以分为水冷式和风冷式，如图11所示。图11冷却系的类型水冷式冷却系是将大部分热能通过热传导的方式从炽热的发动机零件传给温度较低的冷却液，再讲这些吸收了热量的冷却液送至散热器，通过散热器将热量散发到大气中。水冷却系冷却可靠，冷却强度调节方便，在发动机正常工作时，水冷系能使发动机的工作温度维持在正常范围内。风冷式冷却系是以空气作为冷却介质，直接对汽缸体和汽缸盖的表面进行冷却。为了加强冷却效果，并使各缸冷却均匀，有些发动机的风冷式设有轴流式风扇、导流罩和分流板，以加大流经机体表面的空气流量。与水冷式相比，风冷却的冷却强度不容易调节和控制。因此，只在某些大型柴油机或者小型汽油机上采用。（二）水冷式冷却系的组成水冷式冷却系是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷式冷却系大都是强制循环式，它是利用水泵将冷却液在水套和散热器之间进行循环来完成对发动机的冷却。水冷式主要由散热器、水泵、风扇、冷却水套和节温器等组成，如图12所示。图12发动机强制循环式水冷系1百叶窗；2散热器；3散热器盖；4风扇；5水泵；6节温器；7水温表；8水套；9分水管；10放水阀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。风扇位于散热器后面，由曲轴或电机驱动，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。为了使发动机的工作温度维持在正常范围内，风扇与曲轴之间通常用风扇离合器连接，可根据发动机温度改变风扇的旋转速度，即散热器的散热效果。在气缸与缸体外壁之间和缸盖上、下平面之间的夹层空间中铸有水套。缸体上平面和下平面有对应的通水孔，使缸盖水套与缸体相通。发动机工作时，水套内充满冷却液直接从缸壁和燃烧室壁吸收热量。水泵固定装于发动机缸体前端面，由曲轴通过V形带驱动。水泵的出水孔通过分水管与水套相通。节温器装在缸盖出水管出口处，可以根据发动机的工作温度，自动控制冷却液的循环路线，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，也可实现冷却强度的调节。在发动机汽缸盖上还装有温水感应塞，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液的温度，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。（三）冷却液的循环发动机运转时，带动水泵转动，水泵将散热器内的冷却液抽出经分水管送入缸体水套，流动的冷却液吸收高温机件的热量再回流至散热器，通过散热器将热量散发到大气中。水冷系的冷却液的循环方式及路线是随着发动机工作温度的变化而改变的。进入发动机气缸体的冷却液对气缸上部进行强制制冷，气缸下部主要通过气流的对流进行冷却吸收了热量的冷却液通过缸体与缸盖的水道进入缸盖水套，对燃烧室、气门座进行冷却，然后经缸盖出水管流回散热器。节温器（亦称恒温器）安装于缸盖出水管出口处，受冷却液温度的控制决定冷却液的循环路线。当发动机的冷却液温度低于343K（70）时，节温器关闭通往散热器的通路，从缸盖水套流出的冷却液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。由于冷却液不经散热器散热，可使发动机温度迅速提高，这种循环方式称为小循环，如下图13所示。图13发动机冷却液小循环路线示意图当发动机冷却液温度高于353K（80）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液全部进入散热器进行散热。散热后的冷却液在水泵的抽吸下，又回到缸体水套进行循环。由于经过散热器散热，可使发动机冷却液的温度迅速下降，避免发动机过热，这种循环方式称为大循环。如下图14所示。图14发动机冷却液大循环路线示意图当发动机冷却水温度位于343353K（7080）之间时，节温器使两种循环都存在，这时只有部分冷却液流经散热器散热。在某些发动机上，冷却系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。三冷却系统的维护发动机在使用过程中，冷却系统会因零件的腐蚀、磨损、和积垢等原因，影响发动机的冷却效果。表现为发动机过热或过冷，这都将影响发动机的正常工作。因此在使用过程中，要注意对冷却系统进行维护，以保证冷却系统正常工作。1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。清洗散热器，去除水垢，是恢复散热器的散热能力的有效方法。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。先用压缩空气和清水清洗外部，然后放在洗涤池内，用氢氧化钠或铬酸水溶液煮洗。如果积垢严重，应拆去上下水室，用通条清除水管内积垢，然后再用压缩空气或清水洗净内部。清洗时，除垢剂以一定的压力（一般为001MPA），在气缸体水套或散热器内循环，一般经3MIN5MIN后即可清洗完毕。2水泵皮带的调整装好水泵后要检查其皮带松紧度，皮带过松会导致打滑，产生冷却系水温过高现象。调整方法如下用大拇指以一定的力（一般为3050N）下压皮带，皮带应产生1015MM的挠度为宜。如紧度不适，可通过调节发电机上的调节臂的位置来调整，如图15所示旋松锁紧螺母，转动带齿螺栓B，同时用手下按皮带至要求，锁紧、锁死螺母。图15水泵皮带的调整3风扇皮带张紧度的检查发动机工作了一个时期后，风扇皮带因伸长而松弛，结果发生皮带打滑现象，使水泵、风扇和发电机的转速均降低，影响发动机的散热，且增大了风扇皮带的磨损。但是，风扇皮带又不应过紧，以防止增加轴承和皮带的磨损。因此，应定期检查调整风扇皮带的张力。调整时移动发电机的定位螺栓位置，以此改善皮带的张力。用拇指施约98N的力于风扇皮带的中央，如图16所示，皮带下沉量应为1015MM。否则，应调整发电机的固定螺栓，以调整皮带的张紧度，使之达到规定值。图16检查风扇皮带的张紧度检查风扇皮带有无断裂现象，如果不合格应予以更换。皮带装入皮带轮上，应保证良好的接触，如图17所示。图17皮带的安装第二章冷却系主要部件构造与检修一散热器（一）散热器的作用散热器俗称水箱，用于增大散热面积，加速水的冷却。冷却水经过散热器后，其温度可降低1015，为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。（二）散热器的要求散热器必须有足够的散热面积，而且所有的材料导热性能要好，因此，散热器一般用黄铜制成，近来用铝材的也越来越多。（三）散热器的组成散热器的构造如图21所示。图21散热器的结构1散热器；2上贮水室；3电动冷却风扇；4下贮水室；5散热器芯主要由上贮水室、下贮水室和连接上、下水室和对冷却液起散热作用的散热器芯组成。散热器上贮水室顶部有加水口，冷却水由此注入整个冷却系并用散热器盖盖住。在上贮水室和下贮水室分别装有进水管和出水管，进水管和出水管分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连，这样，既便于安装，而且当发动机和散热器之间产生少量位移时不会漏水。在散热器下面一般装有减震垫防止散热器受振动损坏。有的发动机的散热器下贮水室的出水管上还有放水开关，必要时可将散热器内的冷却水放掉。散热器芯由许多冷却管和散热片组成，对于散热器芯来说，应该有尽可能大的散热面积，采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的结构形式有多样，常用的有管片式和管带式两种，分别如图22，图23所示。冷却管的断面大多为扁圆形，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，还可以增大散热器的刚度和强度。图22管片式散热器芯图23管带式散热器芯发动机工作时，进入贮水室的高温冷却液通过冷却管流向下贮水室的过程中，被从散热芯缝隙中流过的空气流冷却，温度降低后重新又在水泵的抽吸下进入水套循环使用。（四）散热器的检修1散热器渗漏的检验散热器渗漏的检验可用气压表，橡皮管和橡皮气囊进行检验，其工艺如下（1）将散热器注满水，盖上散热器盖，封闭进、出水口；（2）将试验器水管接至放至开关上，旋开放水阀；（3）捏动橡皮气囊加压，当泄水管放出空气时，压力表读数为2737KPA，如图24所示。图24散热器渗漏的检验1放水阀；2泄气管；3散热器；4散热器盖；5压力表；6橡皮气囊（4）关闭放水开关，将橡皮管接在泄气管上，加至50KPA水压，检查散热器有无渗漏现象。如有渗漏，应进行修复或清除水垢后，散热器漏水的检验方法如下1）将散热器进出水孔堵塞，放在清水池内；2）向散热器内注入压缩空气，如有气泡出现说明有漏水，做好标记，准备修复。2散热器的拆装（1）散热器的拆卸1）打开排水螺塞，排空冷却系中的冷却液。对于电子控制燃油喷射发动机，在排水前要先拆开蓄电池负极接线柱；2）松开散热器的上水管、下水管和连接膨胀水箱的软管的夹箍，拆下散热器的冷却液软管；3）拆下电动冷却风扇的电线和位于电控冷却风扇罩壳上的热敏开关插头，如图25所示；图25拔下热敏开关插头4）拆下支架的固定螺栓，拆下支架；5）从支架中卸出散热器，连同冷却风扇与护罩。（2）散热器的安装安装散热器时，以拆卸的相反顺序进行。安装后及时加入规定数量的冷却液，以防无液试机。二散热器盖（一）散热器盖的作用冷却系散热器上的加水口平时用散热器盖严密盖住，以防冷却液溅出。（二）散热器盖的要求如果冷却系中水蒸气过多，压力过大，可能导致散热器破裂；因此当发动机热状态正常时，散热器盖应将冷却系水路与大气隔开，防止水蒸气逸出，并使冷却系统内的压力稍高于大气压力，从而提高冷却水的沸点。当冷却系中的水蒸气凝结时，又会使系统内的压力低于外界的压力，致使散热芯冷却管被大气压坏。因此冷却系统内的压力过高或过低时，散热器盖应使冷却系水路与大气相通。（三）散热器盖的组成汽车发动机都采用压力循环水冷系。这种水冷系广泛采用具有蒸汽阀和空气阀的散热器盖，其结构如图26所示。这种散热器盖主要由加水口盖3、蒸汽阀5、空气阀6以及蒸汽阀弹簧4和空气阀弹簧7组成。（A）空气阀开启（B）蒸汽阀开启图26散热器盖的结构1泄水口；2阀座；3加水口盖；4蒸汽阀弹簧；5蒸汽阀；6空气阀；7空气阀弹簧（四）散热器盖的工作原理当发动机热状态正常时，蒸汽阀和空气阀各自在弹簧压力的作用下处于关闭状态，这时冷却系水路与大气隔开；当冷却系水温升高，散热器中压力达到一定值（一般为00260037MPA），在此压力下冷却系内水的沸点可达108时，水蒸气从蒸汽阀经通气口排入大气或贮水箱，使散热器内的压力下降到规定值。当冷却水温度下降，冷却系内的真空度达001002MPA时，空气阀被大气压力推开，空气从通气口进入冷却系，以防止散热器芯被大气压坏。（五）散热器盖的检修散热器盖可以用专用的压力检测器检查其工作性能,如图27所示压力阀的开启压力应在0073MPA0103MPA的范围内,真空阀的开启压力应在00098MPA00118MPA。图27散热器盖检测三冷却液补偿装置（一）补偿水桶冷却液一般使用软水为佳，目前，大多数现代汽车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致散热器、缸体和缸盖被胀裂的现象；防冻液的沸点也要比水高，更有利于发动机的正常工作。为防止防冻液的损失，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。补偿水桶设置于散热器一侧，通过橡胶水管与散热器加水口处的出气口相连。当冷却液受热膨胀至散热器盖的蒸汽阀打开时，部分冷却液随着高压蒸汽通过水管进入补偿水桶；而当温度降低、散热器内产生真空时，补偿水桶内的冷却液及时回流散热器。补偿水桶上有两条刻线标记“GAO”（高）和“DI”（低），在水温377K（50）时，补偿水桶内的液面高度不得低于“DI”；室温时，补偿水桶内的液面不应超过“GAO”。（二）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,又同时还具备及时将冷却系内的水汽分离,避免“穴蚀”产生的功能。膨胀水箱用透明塑料制成，位置稍高于散热器。膨胀水箱上端通过水套出汽管和散热器出汽管分别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和旁通水管相通。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。发动机工作时，散热器和水套内产生的蒸汽通过出汽管和进入膨胀水箱后冷凝成流，及时做到了水汽分离。冷凝后的冷却液通过补充水管进入水泵。膨胀水箱应无渗漏、箱盖蜜密封良好、通气孔畅通，否则就会破坏冷却液的回流，必须立即更换。四水泵（一）水泵的作用水泵用于对冷却水加压,加速加速冷却水的循环流动,保证冷却可靠。（二）水泵的要求水泵应具备结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等特点。（三）水泵的结构水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴组成，叶轮一般是径向或向后弯曲的，其数目一般为69片，现代汽车发动机多数采用离心式水泵，起结构如图28所示。图28离心式水泵的结构水泵外壳前半部分是支承水泵轴的轴承座孔，后半部分为容纳叶轮的工作腔室。水泵外壳上的进水管直接与工作腔室相通。泵盖和垫圈用螺栓固定于水泵外壳的后端面，用来封闭水泵外壳。水泵的出水腔位于水泵工作腔的一侧，在泵盖的相应位置上是设有出水口，并与分水管相通。水泵轴用轴支承在水泵外壳上。水泵轴的一端切削两平面与水泵叶轮的孔相配合，并用螺钉固紧，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，防止进水室的冷却液进入轴承。水封装置主要由水封密封垫圈、水封皮碗、水封座圈和弹簧组成。带有两径向凸起的胶木密封垫圈卡在泵壳水封座的两个缺口内，防止其转动。水封座圈固定于泵壳水封座前端。弹簧将水封皮碗压紧在水封座与密封垫圈之间，以防止水泵内腔的冷却液沿水泵轴向前渗漏。当水封发生渗漏时，向前渗出的冷却液被抛水圈挡住并甩向泄水孔，以防轴承进水而损坏。在使用中，应定期从润滑脂嘴向轴承注入具有耐水性能的钙基润滑脂。（四）水泵的工作原理叶轮固定在水泵轴上，水泵壳体装于发动机缸体上。当散热器内充满冷却液时，水泵壳体内也充满了冷却液。当叶轮在随水泵轴旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在本身的离心力作用下，被甩向叶轮边缘，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，叶轮中心处的压力降低，散热器中的冷却液便经进水管被吸进叶轮中心部分。如此连续的作用，使冷却液在水路中不断地循环，如图29所示。如果水泵因故停止工作时，冷却液仍然能从叶轮叶片之间流过，进行热流循环，使发动机不至于很快产生过热现象。图29离心式水泵的工作原理（五）水泵的检修水泵的常见损伤形式有泵壳裂纹，叶轮松脱或损坏，泵轴磨损或变形，水封损坏和轴承磨损等，各种损伤的检修方法简述如下。1泵壳的检修检查泵壳和带轮有没有损伤。泵壳裂纹可进行焊接或更换。壳与盖接合面变形大于005MM，应予修平。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。2水泵轴的检修检查水泵轴有没有弯曲和轴颈的磨损程度，轴端螺纹有没有损坏。水泵轴弯曲大于005MM，应冷压校正；轴颈磨损严重，应予更换。3水泵叶轮的检修检查水泵叶轮的叶片有没有破损，叶轮上的轴孔与轴的配合是否松旷。叶片破损，应予焊修或更换；轴孔磨损过甚可以进行镶套修复。4水封装置的检查水泵泻水孔漏水，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。5水泵装合后的检验水泵装合后，首先用手转动皮带轮，泵轴转动应无卡滞现象；叶轮与泵壳应无碰擦感觉。然后再在试验台上，按原厂规定进行压力流量试验。例如解放CA6102型发动机水泵转速为2000R/MIN时，水泵流量不少于140L/MIN，压力不得低于004MPA；当转速为3300R/MIN时，水泵流量不少于240L/MIN，压力不得低于0121MPA。6水泵的拆装（1）水泵的拆卸1）使发动机位于维修工作台上，排放冷却液；2）拆卸驱动V带，拆卸风扇电机；3）拆下同步带的上、中防护罩，将曲轴调整到第一缸上止点位置；4）拆下凸轮轴上的同步带，但不必拆下曲轴V带轮。保持同步带在同步带轮上的位置；5）旋下螺栓，拆下同步带后防护罩，旋下水泵，小心地将其拉出，如图210所示。图210拆卸水泵1螺栓；2同步带后防护罩；3O形密封圈；4水泵；5螺栓（2）水泵的安装安装水泵的顺序与拆卸顺序基本相反，但需要更换所用衬垫及密封圈。安装时注意叶轮与泵壳的轴向间隙，叶轮与壳体的径向密封处的间隙，轴承的润滑条件，水泵与缸体间的连接螺栓力矩为20NM，节温器盖与水泵壳连接螺栓力矩为10NM。水泵装配后用手转动水泵轴，观察是否灵活，是否有异响出现。五冷却强度调节装置发动机由于使用条件（负荷、转速和环境温度）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现象而影响正常使用。冷却强度通过两种方式调节一是改变通过散热器的空气量；另一种是通过散热器的冷却液量。第一种方式靠百叶窗和风扇离合器来完成；第二种是靠节温器来实现的。（一）风扇1风扇的作用风扇通常安装在散热器和发动机之间，部分发动机风扇与水泵同轴。其作用是利用风扇旋转时对空气产生吸力，并使之沿轴向流动，空气流由前向后穿过散热器芯并吹向发动机表面，增加了流过散热器芯的空气量，加速了流经散热器芯的冷却水的冷却，吸收并带走发动机表面的热量，从而加强了冷却系对发动机的冷却作用。2风扇的要求风扇的外径略小于散热器的宽度。对于风扇来说，要求风量大，效率高，以及振动和噪声小，尽量少消耗发动机功率。风扇的扇风量主要与风扇直径、转速、叶片形状、叶片安装角和叶片数目有关。轿车发动机上基本上都是采用轴流式冷却风扇，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整体注塑而成。叶片数目通常为46片，为了减少叶片旋转时产生的噪声，叶片之间的夹角一般不相等。叶片与风扇旋转平面的安装倾角一般为3045。为了提高风扇的效率，在风扇外围通常装设一个护风罩。3风扇的类型车用发动机风扇的形式有很多，按其驱动的动力来分可分为机械风扇和电动风扇，机械风扇装在水泵轴上，直接或间接地由水泵轴驱动，如图211所示，这种风扇不需要另外的驱动装置。轿车发动机由于大多采用电动风扇，风扇不与水泵同轴，如图212所示。图211机械风扇图212电动冷却风扇1风扇叶片；2皮带轮法兰盘；3皮带轮；1蓄电池；2温度减压器（开关）；4水泵轴；5风扇离合器3风扇电机电动风扇用蓄电池作电源，由直流低压电动机驱动，一般通过采用继电器和水温感应器等元件组成控制电路的方法来控制风扇的工作，不受发动机转速的影响。这样，既能保证发动机在汽车低速时的冷却，又可以减少发动机功率的消耗。目前有些高级轿车上采用了双电动风扇冷却系统。采用双电动风扇冷却，风扇噪声小、功率低、冷却效果好，但结构复杂、成本高。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、断电变速，是由装在散热器一侧的温控（热敏）开关来控制的。当冷却液温度高于368K（95）时，温控开关的低温触点闭合，风扇电机以1600R/MIN的转速低速转动；当冷却液温度升高到378K（105）时，温控开关的高温触点合上，风扇电机便以2400R/MIN的转速高速转动。4风扇的检修当风扇叶片出现破损、弯曲、变形后，应及时更换。由于风扇连接板强度不足会其它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，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试验，静不平衡值不得大于20GCM。双速式电动风扇的检测内容主要为低、高速时的打开及切断温度是否符合要求。低速档的切断温度为357K366K（8493）。在发动机熄火后，如散热器的温度仍高于357K366K（8493），风扇还仍继续运转是正常的；如果温度低于357K（84），风扇还在运转是不正常的，应先检查温控开关。高速档的切断温度为366K371K（9398）。另外，当冷却液温度超过397K（124）或液面低于规定值时，装在膨胀水箱内的报警开关接通，位于水温表上的报警灯点亮，以示报警。此时，应立即停车检查，冷却液液面是否过低，散热风扇是否停转。如需要，应补加冷却液，或检查散热风扇的电路及其元件。通过直接连接温控开关接插件内的12V电源线和电机；两接线，可判断出温控开关的好坏。若使这两线头连接后风扇开始运转，而在高温时接上温控开关接插件后风扇却不转，则为温控开关损坏，应换用新件。若使这两线头连接后风扇仍不转，应检查散热风扇电机及其熔断丝等。桑塔纳轿车的冷凝器也是靠冷却系的散热风扇冷却的，当接通空调开关时，空调继电器接通电源和风扇电机，散热器应常转动。若接通空调开关后散热风扇不转动，可按上述电路原理，用跨线法逐个短路电路中的串联元件，查找故障原因。（二）风扇离合器目前，有不少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的转速，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的功率损失（普通风扇约消耗发动机功率的510，而在汽车行驶中需要风扇工作的时间不到10），节省燃油，而且还能提过发动机是使用寿命，降低噪声。风扇离合器的结构形式有硅油式、电磁式和机械式三种，其中硅油式应用最广泛。硅油式风扇离合器由壳体、转子罩、转子、双金属弹簧、双金属片、进油孔、回流孔、前工作室、后工作室等组成，如图213所示。它以硅油作为传递扭矩的介质，以热敏双金属感温器作为温控元件。双金属感温器分为主动层与被主动层两层，主动层为热膨胀系数较高的材料制成。两层金属牢固结合在一起，受热膨胀时，主动层受被被动层牵制产生变形。图213硅油风扇离合器的结构1双金属弹簧；2双金属片；3进油孔B；4进油孔A；5前工作室；6回流孔；7回流孔；8后工作室；9转子罩；10前隔板；11转子；12后隔板；13后油槽；14轴承壳；15液力偶合器轴散热器后面的空气温度间接地控制双金属感温器工作。当发动机处于小负荷时，冷却液温度较低，通过散热器的气流温度也不高，进油孔被阀片关闭，硅油不能进入工作腔，风扇离合器分离，风扇随离合器壳体在主动轴上空转打滑，转速很低。当发动机负荷增大时，冷却液温度升高，通过散热器的气流温度随之升高，当离合器前端的气温达到333338K时，感温器受热变形，进油孔打开，回流孔关闭，硅油进入工作腔。由于前隔板与后隔板之间的缝隙进入了黏度很大的硅油，前隔板利用硅油的黏性带动壳体和风扇转动。这时风扇离合器处于接合状态，风扇转速迅速升高，扇风量增大，冷却强度增强，防止发动机温度过高。当发动机负荷减少时，冷却液温度降低，吹向双金属感温器的气流温度低于309K时，感温器恢复原来形状，将进油孔关闭。工作腔内的硅油从回流孔流回储油室，风扇离合器又处于分离状态。硅油风扇离合器在日常维护时，应进行就车冷态检视。当汽车停放12H后，在发动机起动前应用手指拨动风扇叶片，此时应感到有明显的转动阻力。当发动机起动后1MIN2MIN时熄火，此时拨转风扇叶片应感到转动阻力明显减小，可以认为硅油风扇离合器工作正常。因为发动机在正常工作温度下熄火后，工作腔中的硅油相当一部分滞留其间，起动前，手拔风扇叶片就会感到明显的阻力存在。发动机起动后运转12MIN的过程中，由于发动机的工作温度尚低，工作腔的硅油受搅动而完全流回贮液室，所以再拔动风扇叶片时，转动阻力就会明显减小。二级维护时，应就车检查风扇离合器的接合、分离状况。再风扇和散热器之间，测量风扇离合器开始接合或分离时散热器后端热风流的温度，应符合原厂的规定。如CA6102型发动机风扇离合器开始接合时的温度为338K（65），开始分离的温度为343K（70）；北京切诺基汽车的接合器温度为345K（72）。（三）百叶窗百叶窗是通过调节空气流量的冷却强度调节装置。它安装在散热器前方，由多片活动挡板组成，其开度由驾驶员根据仪表板上水温表所指示的温度，通过百叶窗手柄进行调节。在冬季冷车启动后暖机过程中或低温行车时，冷却水只进行小循环或部分进行小循环，此时散热器内的水温不高，应将百叶窗关小，减少流经散热器空气的流量，可以起到快速暖机和保温的作用；经暖车后温度升至发动机正常工作温度时，应逐渐开大百叶窗开度，防止因散热器散热强度不足导致发动机过热。（四）节温器1节温器的作用节温器装在冷却液循环的通路中，根据发动机负荷大小和工作温度的高低自动控制冷却液的循环路线，以达到调节冷却系的冷却强度。2节温器的类型节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种。目前，大多数发动机采用蜡式节温器，安装于缸盖出水口处，控制冷却液通过散热器的流量。蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉，其结构如图214所示。（A）节温器外形（B）关闭状态（C）开启状态图214蜡式节温器1感温器外壳；2下支架；3石蜡；4弹簧；5阀门；6阀座；7反推杆；8上支架；9密封图；10密封圈当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，冷却液应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭；当冷却液温度低于70时，膨胀筒内的蒸汽压力很小，使圆筒收缩到最小高度。主阀门压在阀座上，即主阀门关闭，同时侧阀门打开，此时切断了由发动机水套通向散热器的水路，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却液并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷，并使发动机迅速而均匀地热起来；当发动机的冷却水温在7080范围内，主阀门和侧阀门处于半开闭状态，此时一部分冷却液进行大循环，另一部分冷却液进行小循环。3节温器的常见故障节温器在使用过程中常见的故障有主阀门开启和全开的温度过高，甚至不能开启；节温器关闭不严。前者将造成冷却液不能有效地进行大循环，致使发动机过热；后者将造成发动机升温缓慢，出现发动机温度过低现象。以外，随着节温器性能逐渐衰退，主阀门的开度将逐渐减小，造成进入大循环的冷却水流量减少，发动机将逐渐过热。4节温器的检查将节温器放在盛有水的器皿中，加热，然后观察节温器阀门开启温度和升程，留意主阀门开始开启和完全开启时的温度，以及全开时主阀门的升程。节温器的主阀门在全开时最大升程为85MM，使用限度为6MM，如升程减小到上述限度时，冷却水的循环量将减少1/10左右，这将影响发动机的散热效果。节温器的性能检验若不符合上述要求时，一般应予以更换。5节温器的拆装（1）拆卸1）使发动机前端位于维修工作台上；2）在点火开关切断的情况下，拆下蓄电池搭铁线；3）排放冷却液；4）拆卸V带，拆卸发电机；5）从连接体上拆下冷却液管；6）松开螺栓，取出节温器盖、O形密封圈和节温器，如图215所示。图215拆下节温器1螺栓；2节温器盖；3O形密封圈；4节温器（2）安装1）清洁O形密封圈的密封表面；2）安装节温器，节温器的感温部分必须在气缸体内；3）用冷却液浸湿新的O形密封圈；4）拧紧螺栓，安装发电机；5）加注冷却液。第三章冷却系常见故障诊断分析冷却系统常见的故障有过热、发动机过冷、和冷却系渗漏等。以下分析常见故障的原因及诊断方法。一过热（一）冷却液充足但发动机过热1故障现象发动机的冷却液充足，但在行驶中冷却液温度超过363K（90）（轿车超过373K），直至沸腾（俗称“开锅”）；或运行中冷却液在363K（90）以上，如一停车，冷却液立刻沸腾。2故障原因主要原因有两个方面首先是冷却系的散热能力下降，其次是发动机产生的热量增加。冷却系本身的原因有（1）百叶窗开度不足。（2）风扇皮带太松或因油污而打滑，（3）散热器出水管老化吸瘪或内壁脱层堵塞。（4）冷却风扇装反，或风扇规格不对。（5）电动风扇不转，或硅油风扇离合器损坏，使风扇不转或转速过低。（6）节温器失效，使冷却液大循环受阻。（7）水套水垢沉积过多，或分水管堵塞，分水不畅。8）散热器内芯管堵塞，或散热片倾倒过多。9）水泵损坏。10）汽缸垫烧穿，或缸盖出现裂缝，使高温气体进入冷却系。其它系统的原因有1）点火时间过迟。2）混合气过浓或过稀。3）燃烧室积炭过多。4）发动机机油量不足，或机油散热器工作不良。5）汽车使用条件的影响（如道路、气候、风向和负荷等）。3故障诊断与排除方法1）先检查百叶窗是否开度不足。若开度足够，再检查风扇的转动情况及风扇皮带是否打滑。如风扇不转或转速太低，可调整风扇皮带松紧度，或检查硅油风扇离合器，或检查风扇电机及温控开关的好坏，若损坏则应更换新件。2）若风扇转动正常，再用手分别感觉散热器和发动机的温度。若散热器温度低，而发动机温度高，说明冷却液循环不良。应检查散热器出水胶管是否被吸瘪，或胶管内壁有脱层堵塞，若胶管被吸瘪应更换新管。3）如散热器出水良好，再拆松散热器进水管，起动发动机试验，冷却液应有力排出。否则，说明水泵或节温器有故障。或进一步拆下节温器试验，若散热器的进水管仍不排水，则说明水泵有故障；若拆下节温器后，散热器的进水管变得排水有力了，则故障就在节温器，应换用新件。4）检查散热器各部温度是否均匀。如果冷热不均，说明散热器内部芯管有堵塞或散热片倾倒过多。（5）检查发动机各部温度是否均匀。如发动机的后端温度高于前端，则说明分水管已损坏或堵塞，应换用新件。（6）若以上检查正常，在冷却液温度过高的同时，发动机动力明显下降，并从散热器的加水口处涌出高温气体或从排气管处排出水蒸汽，则应检查气缸垫是否烧坏。（7）对于长期未清洗水垢的发动机，若出现过热无法排除时，应考虑水套内积垢太多，可采用化学溶剂法清洗水垢。（8）此外，还应检查是否由其他系统的原因引起过热。（9）若发动机及冷却液温度正常，冷却液位也正常，而水温表指示水温过高，或水温过高报警灯点亮，则水温表、报警灯电路或元件故障。（二）冷却液不足引起发动机过热1故障现象发动机冷却系容纳不了规定的冷却液量，或在运行中冷却液消耗异常，使发动机过热。2故障原因（1）冷却水套或散热器积垢过多或堵塞。（2）散热器漏水。（3）散热器盖的进、排气阀失效。（4）水泵水封不良或叶轮密封垫圈磨损过甚而漏水。（5）冷却系其他部位漏水。（6）气缸垫水道孔与气缸相通。（7）个别进气通道破裂漏水。（8）气门室内壁破裂漏水。3故障诊断与排除方法（1）在发动机运转时，首先检查冷却系外部是否漏水，可通过紧固排除漏水部位。（2）水泵泄水孔漏水，常被误认为散热器出水管漏水，可用一干燥洁净木条伸到水泵的泄水孔处，若木条上有水，则说明水泵漏水。（3）若外部部漏水，则应考虑为冷却系内部漏水。若发动机运转时，排气管排出大量的水蒸汽，或拔出机油尺发现机油中有冷却液，则为水套破裂或气缸垫水道孔破损，致使冷却液漏入曲轴箱、气缸内或进、排气道内。（三）发动机突然过热1故障现象冷车起动后，发动机冷却液温度迅速升高而产生沸腾现象或汽车行驶中发动机突然过热。2故障原因（1）风扇皮带断裂。（2）水泵轴与叶轮脱转。（3）冷却系严重漏水。（4）节温器主阀门脱落致使冷却液不能进行大循环。（5）气缸垫烧穿，或缸盖出现裂缝，高温气体进入冷却系。3故障诊断与排除方法若汽车在行驶中发动机突然过热，且冷却液沸腾后，切莫使发动机立即熄火，应怠速运转散热5MIN，待冷却液温度下降后，再补加冷却液。（1）首先检查冷却液数量是否充足，再检查风扇是否转动。若风扇停转，应察看风扇皮带是否断裂；硅油风扇离合器或电磁式风扇离合器是否损坏；若为电动风扇，应检查冷却液温度开关、风扇电机及其电路是否损坏。（2）若风扇运转正常，冷却液数量足够，可用手感觉散热器和发动机的温度，如发动机温度很高，而散热器温度很低，说明水泵损坏或节温器失灵。（3若冷态发动机起动后，水箱口立即箱向外溢水并排出大量气泡，呈现冷却液沸腾状态，多为气缸套、气缸盖出现裂纹或气缸垫烧蚀，使高温高压气体遄窜入水套。此时，应分解缸盖、缸体，焊修裂纹或更换气缸套、气缸垫。二发动机过冷1故障现象在冬季车辆的行驶中，发动机温度过低，不能达到正常工作温度。当发动机工作温度过低时,会导致燃油雾化不良,可燃混合气不能充分燃烧,发动机功率下降,燃油消耗增加。2故障原因（1）水温传感器损坏，水温显示系统出现故障。（2）节温器主阀门卡滞在开启位置，节温器失效或未装节温器，使冷却液只能进行大循环。（3）风扇离合器损坏，或温控开关失控，冷却温度低于87以下风扇还高速运转。（4）散热器通风道通风量过大（5）寒冬逆风行驶时散热器无保温措施。3故障诊断与排除（1）检查水温显示系统。打开点火开关，若水温表表针停在低温区不动，说明水温表和水温传感器有故障。将水温表与水温传感器之间导线断路，若水温表表针返回高温区，说明水温表正常，水温传感器有故障。否则，说明水温表有故障。应视情更换水温传感器或水温表。（2）拆下节温器，检查节温器工作工作温度是否正常。必须安装节温器，实验证明，如果不安装节温器，则发动机起动升温时间要延长45倍，磨损增大56倍。因此，任意拆掉节温器的做法是错误的。使用过程中，节温器容易损坏，损坏后节温器的阀门就会长期开放，失去控制作用，使发动机温度过低，应及时更换已坏的节温器。（3）当冷却液温度过低时，冷却风扇还在运转，有可能是风扇离合器或风扇电机、水温开关及导线短路，应逐个进行检查，更换不合格的部件。（4）检查散