第八章发动机冷却系

1、第八章 发动机冷却系第一节 概述一、冷却系的功用二、冷却系的类型三、水冷系的组成与循环水路四、冷却液与防冻液第二节 水冷系主要部件的结构与检修一、散热器二、膨胀水箱三、水泵四、风扇五、风扇离合器六、节温器七、百叶窗第三节 电控冷却系统一、电子控制系统的组成二、冷却循环控制三、冷却风扇的控制第四节 水冷系常见故障一、发动机过热二、发动机过冷三、冷却系渗漏第八章 发动机冷却系学习目标l 清楚发动机冷却系的作用。l 能够结合实际发动机说明冷却系的组成及水冷循环路线。l 结合实物说明水冷系各部件的结构与工作原理。l 能对水冷系各部件进行熟练拆卸、检验、装配与调整。l 能对水冷系的常见故障进行诊断与排除

2、。考核标准l 发动机冷却系的作用及组成。l 冷却系各部件的结构与工作原理。l 冷却系各部件的检修与更换。l 冷却系故障分析与排除。第一节 概述一、冷却系的功用发动机在燃烧过程中时，气缸内燃烧气体的温度可高达20732273K，与高温接触的发动机零件受到强烈的加热，因此，在发动机上必须设置冷却系，对发动机的高温机件进行冷却，保证发动机的正常工作。发动机冷却系的功用就是使发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工作。冷却系的冷却强度是否合适，对发动机的影响很大。若冷却不足，会造成发动机过热，导致充气效率下降而影响发动机的功率输出；高温会使运动机件间正常的间隙受到破坏，使零件不能正常运动，

3、甚至卡死、损坏；零件因力学性能下降而导致变形和损坏；同时高温还会造成润滑油粘度减小、润滑油膜易破裂而加剧零件的磨损。对于汽油机而言，还会造成早燃、爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。若冷却过度，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，燃烧不完全而使发动机功率下降、油耗增大、排放污染物增加；同时温度过低，使润滑油粘度增大，造成润滑不良而加剧零件的磨损。二、冷却系的类型汽车发动机上采用的冷却系类型有水冷系和风冷系。水冷系通过冷却液在发动机水套中循环流动而吸收多余的热量，再将此热量散入大气而进行冷却的一系列装置。水冷系因冷却强度大、易调节，便于冬季起动而广泛用于汽车发动机上。在发动机正

4、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。通常，气缸盖内冷却液的温度应保持在353363K范围内，气缸壁的温度应保持在470550K范围内。风冷系是以空气作为冷却介质，将发动机中高温零件的热量，通过装在气缸体和气缸盖表面的散热片直接散入大气中而进行冷却。风冷系因冷却效果差、噪声大、功耗大等缺点，仅用于部分小排量及军用汽车发动机。采用风冷系时，气缸体和气缸盖的允许温度分别为423453K及433473K。图8. 1为发动机风冷系示意图。气缸体11和气缸盖6通常用导热性好的铝合金分别铸出，然后装到整体的曲轴箱上。为增大散热面积，在气缸体和气缸盖的表面布满了散热片。曲轴通过风扇平带15驱

5、动风扇叶轮14旋转，将环境温度下的冷却空气5吸入，经导风板7将其引向气缸体及气缸盖并将发动机的热量带走，然后经热风出口10排出。图8. 1 发动机风冷系示意图l风扇；2风扇壳体；3风扇导流定子；4风扇导流叶片；5冷却空气；6气缸盖；7导风板；8气缸盖散热片；9气缸体散热片；10热风出口；11气缸体；12排气歧管；13风扇带轮；14风扇叶轮；15风扇平带；16风扇叶片三、水冷系的组成与循环水路目前汽车发动机上采用的水冷系都是强制循环式水冷系。它是利用水泵将冷却液提高压力，使其在发动机冷却系中循环流动而完成对发动机的冷却。水冷系的组成如图8.2所示。水冷发动机的气缸盖与气缸体中都铸有贮水的、连通的

6、夹层空间8，称为水套，使冷却水得以接近受热零件，并可在其中循环流动。水泵安装在发动机缸体前端面或侧面，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连。散热器一般安装在发动机前方的支架上，上端通过橡胶水管与发动机缸盖出水孔相连，下端与水泵进水口相连。节温器位于气缸盖出水管内或水泵进水口处，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。在散热器后面装有轴流式风扇，由曲轴或电机驱动，能产生强大的抽吸力，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，

7、即改变散热器的散热效果。在散热器的前面还装有百叶窗，由驾驶员操纵其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。此外，水冷系中还设有水温表，使驾驶员能够掌握冷却系的工作情况。通常冷却液在冷却系内的循环流动有两种情况：一是水温高时，气缸盖出水孔的冷却液流经散热器再经水泵流回水套，称为大循环；二是水温低时，发动机出水孔的冷却液不经过散热器而直接流回到水套，称为小循环。图8.2 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节温器；6水温表；7水套；8分水管；9水泵；10放水阀 图8.3所示为捷达王轿车发动机冷却系统示意图。节温器安装在水泵进水口处，采用了电动风扇，水冷系还

8、为暖风装置提供热源。由于采用多点燃油喷射系统，因而无须对进气歧管采取预热措施来改善混合气雾化，但为了防止节气门体产生结冰现象，对节气门体采取了冷却液加热措施。现代发动机采用的冷却液都加入防冻液，使冷却液冰点温度大大降低，因此散热器以及缸体上都取消了放水开关。为防止冷却液损失，系统中增加了膨胀水箱，对散热器中冷却液起到了自动补偿以及水汽分离作用。图8.3 捷达王发动机冷却系循环水路四、冷却液与防冻液汽车发动机中使用的冷却液应该是清洁的软水，雨水、雪水或自来水都可。不宜添加井水、河水、海水等含有矿物质的水。因为在高温作用下，这些矿物质会从水中沉淀析出而产生水垢，这些水垢积附在水套的内壁和软管的接口

9、处，影响了水流的循环，造成高温零件散热困难而使发动机过热。在冬季寒冷地区，往往因冷却液结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变形、胀裂的现象。为适应冬季行车的需要，可在冷却液中加入一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。现代汽车使用的防冻液通常由一定比例的乙二醇和蒸馏水混合而成，其冰点可达238 K，沸点则高达400 K左右。在优质的防冻液中还常含有水泵润滑剂、防尘剂、防腐剂和酸度中和剂，以减少保养维修工作量，延长发动机的使用寿命。因防冻液的膨胀系数比水受热时的膨胀系数略高，为避免因为膨胀而造成冷却液溢流损失，冷却液不能加得太满。在带有膨胀水箱的冷却系中，冷却液的液面高度应处在膨胀水箱上的MI

10、N与MAX两标记之间。提示：冷却系统中必须常年加注冷却液添加剂以防止结冻、腐蚀损坏及提供沸点。切忌混用不同牌号的冷却液。第二节 水冷系主要部件的结构与检修一、散热器1散热器的结构原理散热器的功用是将冷却液在水套中所吸收的热量传给外界大气，使水温下降。散热器要用导热性能良好的材料制造，并应保证足够的散热面积。散热器主要由上、下贮水室2、10、散热器芯11和散热器盖3等组成，如图8.4所示。上贮水室通过进水软管与气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，下贮水室中常设有放水开关，必要时可将散热器内的冷却液放掉。图8.4 散热器的结构1进水

11、管口；2上贮水室；3散热器盖；4加水口；5上管栅；6溢水管；7侧固定夹板；8下管栅；9出水管口；10下贮水室；11散热器芯散热器芯对冷却液起主要散热作用。常用散热器芯的结构型式有管片式和管带式两种，见图8.5。管片式（图8.5a）散热器芯由若干冷却管1和散热片3构成。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液结冰膨胀，扁圆管可以借助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。管片式散热器因结构刚度较好而广泛为汽车发动机所采用。管带式（图8.5b）散热器芯由冷却管1和散热带2焊接而成。冷却管与散热带相间排列，

12、在散热带上常开有形似百叶窗的孔A，以破坏气流在散热带表面上的附面层，提高散热能力。管带式散热器芯的优点是散热能力强、制造工艺简单、质量小。随着路况状况的不断改善，其应用越来越广。图8.5 散热器芯的结构a） 管片式；b）管带式1冷却管；2散热带；3散热片；A孔散热器芯多采用导热性、焊接性和耐腐蚀性均好的黄铜制造。为减小质量，节约铜材，铝制散热器芯目前广泛用于许多使用条件较好的轿车上。也有些汽车发动机的散热器芯，其冷却管仍用黄铜，而散热片则改用铝锰合金材料制成。发动机工作时，进入上贮水室的高温冷却液通过冷却管流向下贮水室的过程中，被从散热器芯缝隙中流过的空气流冷却，温度降低后在水泵的抽吸作用下又

13、重新进入水套循环使用。这种散热器称为竖流式。为降低汽车发动机罩轮廓的高度，有些轿车采用了横流式散热器，即冷却液从一侧的进水口进入水箱，然后水平横向流动到另一侧的出水口。正确的冷却液水面对冷却系统的有效工作极其重要。因此，有些汽车上装有冷却液回收装置，可将受热溢出的冷却液回收在膨胀箱内。这时，检查液面和加注冷却液都在膨胀箱上进行，安全方便。发动机处于冷态时，冷却液面应在膨胀水箱的MIN和MAX两标记之间；发动机处于暖态时其水面应略高于MAX标记。注意：当发动机处于热态时，不要打开散热器盖，以免高温水蒸气喷出引起烫伤。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空气一蒸汽阀的散热器盖，

14、其结构如图8.6所示，蒸气阀在弹簧4的作用下，紧紧地压在加水口上，密封散热器。在蒸气阀中央设有空气阀，空气阀弹簧7使其处于关闭状态。这种结构散热器盖可自动调节冷却系内的压力，提高冷却效果。发动机热状态正常时，两阀在弹簧力作用下均关闭而使冷却系与大气隔绝。因水蒸气的产生而使冷却系内的压力稍高于大气压力，提高了冷却液的沸点，改善了冷却效能。当散热器内压力达到126137kPa时（此压力下，水的沸点达381K），蒸汽阀开启而使水蒸气从通气孔1排出（图8.6b），以防散热器及芯管涨裂；当水的温度下降，冷却系内的真空度低于120 kPa时，空气阀打开，空气从通气孔1进入冷却系（图8.6a），以防散热器及

15、芯管被大气压瘪。图8.6 具有空气一蒸汽阀的散热器盖（张子波218页）a）空气阀开启； b）蒸汽阀开启1通气孔；2阀座；3加水口盖；4蒸汽阀弹簧；5蒸气阀；6空气阀；7空气阀弹簧2散热器的检修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；也会因渗漏或散热器盖密封不严而影响其正常工作。（1）散热器的清洗。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。清洗时，使除垢剂以一定的压力（一般为0.01MPa），在发动机水套和散热器内循环，一般经3min5min后即可清洗完毕。（2）散热器渗漏的检查。散热器的渗漏可用散热器压

16、力检测器检查。在散热器注入口装上散热器压力检测器，如图8.7所示。在散热器内充入0.1MPa以上压力的压缩空气，观察压力检测器的压力下降值，若2min内压力下降超过0.015MPa，则可判定散热器以及水套等有无泄漏。图8.7 散热器及水套渗漏的检查1散热器；2检测器（3）散热器盖密封性检查。将散热器盖套在检测器V.A.G1274/9上（图8.8）。使用手动真空泵使压力上升到约0.15Mpa。在0.120.15 Mpa时，蒸气阀应打开；在低于0.01 Mpa（绝对压力0.09 Mpa）时，空气阀应打开。如不符合要求，更换散热器盖。图8.8 散热器盖密封性的检查（丛守智131页573）1检测器；2

17、散热器盖二、膨胀水箱目前，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，可以避免冬季使用中因结冰而导致散热器、气缸体或气缸盖被胀裂的现象。同时防冻液的沸点也比水高，更有利于发动机的正常工作。为防止防冻液的损失，冷却系中设置了膨胀水箱，对散热器中冷却液起到了自动补偿以及水汽分离作用。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偿水管与旁通管相通。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，在散热器和水套内产生的蒸汽通过出汽管进入膨胀水箱后冷凝成液体，起到了水汽分离的作

18、用。当发动机温度降低，散热器内产生真空时，膨胀水箱内的冷却液通过补偿水管进入水泵，对散热器内的冷却液起到自动补偿的作用。膨胀水箱应无渗漏、箱盖密封良好、通气孔畅通，否则会影响冷却液的回流。膨胀水箱出现故障，应及时更好。三、水泵1水泵的构原理水泵的功用是对冷却液加压，使之在冷却系中循环流动。汽车发动机广泛采用离心式水泵。它具有体积小、泵水量大及工作可靠等优点。其工作原理如图8.9所示。叶轮固定在水泵轴上，水泵壳体装于发动机缸体上。当叶轮随水泵轴旋转时，水泵内的冷却液被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下甩向叶轮边缘，然后经壳体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，叶轮中心因具有

19、负压而使散热器中的冷却液经进水管被吸入水泵。当水泵因故障停止转动时，并不妨碍冷却液在冷却系内的自然循环。图8.9 离心水泵示意图1出水管；2叶轮；3水泵壳体；4水泵轴；5进水管图8.10所示为上海桑塔纳轿车发动机水泵的纵剖面图。水泵轴5通过球轴承7支承在水泵壳体11上。水泵轴左端通过水泵轴凸缘6、用紧固螺栓4与水泵带轮3相连，右端则连接水泵叶轮18。为防止泵内高压水沿泵轴向外渗漏，在叶轮的前端装有密封装置密封装置通常由水封环、密封圈或填料等组成。图8.10 水泵的纵剖面图1、10密封垫；2水泵前壳体；3水泵带轮；4、15紧固螺栓；5水泵轴；6水泵轴凸缘；7球轴承；8水封；9水泵壳连接螺栓；11

20、水泵壳体；12密封圈；13节温器；14水泵主进水管；16热交换器（暖气）回水进水口；17小循环水泵进水口；18水泵叶轮2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，水封损坏及轴承磨损等。（1）就车检查水泵的技术状况。起动发动机，查看水泵溢水孔是否有渗漏，若渗漏，则表明水封已损坏；查听有无异常响声。停机后用手扳动风扇叶片，查看带轮与水泵轴配合是否松旷，稍有间隙感觉为正常；若明显松旷，表明带轮与泵轴或带轮与锥形套配合松旷。如果就车检查水泵无漏水、发卡、异响及带轮摇摆现象，可不用对其分解，只加注润滑油即可。如有上述异常现象，则应分解检查，并予以修理。如带轮松旷摇摆时，应

21、检查风扇及带轮的螺栓或螺母，若松旷应予拧紧；如螺栓和螺母紧固良好，传动带仍松旷摇摆，则可能是水泵轴松旷，应分解水泵，检查水泵轴承。若松旷，应予更换。当水泵漏水时，应检查水泵衬垫、水泵壳上的泄水孔。当水泵衬垫漏水时，先检查水泵紧固螺栓是否松动，如松动应拧紧。若拧紧后仍漏水，应更换衬垫。当水泵壳上的泄水孔漏水时，应分解水泵，检查自紧式水封总成，如损坏应更换。更换后，应进行简易漏水试验。其方法是：堵住水泵进水口，将水注满叶轮室，转动泵轴，泄水孔应不漏水。（2）水泵零件检修。泵壳出现裂纹可焊修或更换；水封转动环与静止环磨损起槽、表面剥落或破裂导致漏水时，应更换水封总成；水泵轴弯曲变形不得超过0.05m

22、m，否则应压校或更换；水泵轴轴颈及轴承磨损严重，导致水泵轴的摆动量超过0.10mm及水泵叶轮破损，均应更换新件；拆卸后各密封圈及密封垫均应全部换用新件。（3）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14L/min，压力不低于0.04MPa；当转速为3300r/min时，水泵流量不少于240L/min；压力不低于0.121MPa。四、风扇风扇通常安装在散热器的后面，部分发动机风扇与水泵同轴。风扇旋转时，会产生轴向吸力，用来

23、提高流经散热器的空气流速和流量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其它附件也有一定的冷却作用。对于风扇来讲，要求风量大，效率高，以及振动和噪声小，尽量少消耗发动机的功率。风扇的扇风量主要取决于风扇的直径、转速、叶片形状及安装角等。目前车用水冷发动机大多采用轴流式风扇，如图8.11所示。风扇叶片多用薄钢板压制而成，数目为46片。为减小叶片旋转时的振动和噪声，叶片之间的夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°45°的安装倾斜角，借以产生吸风能力，使空气沿轴向流动。在轿车及轻型载货汽车上还常使用翼形断面的整体风扇，由铝合金、尼龙等材料制成（图8.11c），可提高风扇的效率、减小功

24、率消耗、降低噪声。图8.11 风扇型式a）叶尖前弯的风扇；b）尖窄根宽的风扇；c）尼龙压铸整体风扇1叶片；2连接板货车风扇常和发电机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为调节V带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的，如图8.12所示。图8.12 风扇的驱动及V带张紧装置在轿车上普遍采用电动风扇，电动风扇由风扇电机驱动并由蓄电池供电，如图8.13所示，所以风扇转速与发动机转速无关。电动风扇一般采用双速直流电机驱动，电机的开关由位于散热器上的温控开关控制。如桑塔纳轿车，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（

25、105）时，温控开关的高温触点闭合，风扇电机以2400r/min的转速高速转动。图8.13 电动风扇1散热器；2电动风扇；3电源；4温控开关；5继电器在有些电控发动机系统中，电动风扇由电脑控制。冷却液温度传感器向电脑传输冷却液温度信号，当冷却液温度达到规定值时，电脑使风扇继电器搭铁，继电器触点闭合并向风扇电机供电，风扇进入工作。电动风扇的优点是结构简单，布置方便，不消耗发动机功率而使燃油经济性得到改善。当风扇叶片出现破损、弯曲、变形时，应及时更换。由于风扇连接板强度不足或其它原因使风扇叶片弯曲或扭曲变形，破坏了风扇叶片原来的设计角度，使其丧失平衡性能，不但影响风扇的扇风量，降低散热器的冷却能力

26、，甚至打坏散热器，加速水泵轴承、水封的损坏，增加风扇的工作噪声。在有条件的情况下，风扇带轮组件应进行静平衡试验，静不平衡值不得大于20g.cm。双速电动风扇的检测内容主要为低、高速时的打开与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，如冷却液的温度仍高于357K366K（8493），风扇应继续运转；如冷却液的温度低于357 K（84），风扇应停转。否则应检测温控开关。高速档的切断温度为36 K371 K（9398）。另外，当冷却液温度超过397 K（124）或液面低于规定值时，装在膨胀水箱内报警开关接通，位于水温表上的报警灯点亮，以示报警。此时应立即停

27、车，检查冷却液面是否过低，散热风扇是否停转。如需要，应添加冷却液或检查电动风扇的电路及元件。多数轿车的冷凝器也是靠冷却系的电动风扇冷却的。当接通空调开关时，空调继电器接通电源和风扇电机，散热风扇应常转。否则应检查上述电路。五、风扇离合器目前，有不少汽车发动机采用了各种类型的风扇离合器，以控制风扇的扇风量，自动调节冷却强度。这不仅能减少发动机功率损失，减小风扇噪声，还能改善低温起动性能，节约燃料及降低排放。风扇离合器主要有机械式、硅油式和电磁式，其中硅油式应用较多。图8.14所示为硅油风扇离合器。主动轴11与水泵轴连接，主动轴的前端固定有主动板7。从动板8通过螺钉固定在前盖2和壳体9之间。风扇固

28、定在壳体上，壳体通过轴承10支承在主动轴上。从动板与壳体之间的空腔为工作腔，在壳体与主动板之间装有密封毛毡圈，防止漏油。从动板与前盖之间的空腔为贮油腔，其中装有粘度很大的硅油。油面在静止时低于轴心线。从动板上有一进油孔A，平时由阀片6关闭。若将阀片转动一定角度，进油孔即打开。阀片的转动靠离合器前端的螺旋状双金属感温器4控制。感温器外端固定在前盖上，内端卡在阀片轴5前端的槽内。从动板外缘有一回油孔B。当发动机起动或在小负荷下工作时，冷却液以及通过散热器的气流温度不高，进油孔被阀门关闭，硅油不能从贮油腔流入工作腔，工作腔内无油，因此风扇离合器处于分离状态。这时仅由于密封毛毡圈和轴承的摩擦，使风扇随

29、同离合器壳体一起在主动轴上空转打滑，转速很低。当发动机的负荷增加而使吹向双金属感温器的气流温度超过338K（65）时，阀片转到将进油孔A打开的位置，于是硅油从贮油腔进入工作腔，此时离合器处于接合状态。主动板7利用硅油的粘性带动离合器壳体和风扇15转动，风扇转速得到提高以适应发动机增强冷却强度的需要。为不使工作腔中的硅油温度过高，该风扇离合器让硅油在工作腔和贮油腔间循环，同时在壳体和前盖上铸有散热片，以加强冷却。工作时，因为主动板转速高于从动板转速，主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油液压力高，油液从工作腔经回油孔B流向贮油腔，而贮油腔又经进油孔A及时向工作腔补充油液。若发动机的负荷减

30、小，流经双金属感温器的气流温度低于308K（35）时，双金属感温器复原，阀片将进油孔关闭。工作腔内油液继续从回油孔 B流向贮油腔，直至甩空为止。这时风扇离合器又回到分离状态。为加速回油，缩短风扇离合器脱开时间，在回油孔的边缘逆着旋转方向加工出一个刮油突台。为防止温度过低时双金属感温器使阀片反向旋转而打开进油孔，在从动板上加工出一个突台作为阀片的反向定位。从动板中心处还开有一个直径大于阀片轴孔的漏油孔C，其作用是防止风扇离合器在静态时从阀片轴周围泄漏硅油。当硅油风扇离合器失灵时，可旋松圆柱头内六角螺栓14，将锁止板12向内推，使锁止板端部的指销插入主动轴的孔中，再旋紧螺栓，使风扇与风扇离合器壳体

31、以及主动轴连成一个整体。硅油风扇离合器在日常维护时，应进行就车检查。当汽车停放12h后，在发动机起动前用手指拨动风扇叶片，此时应感到有明显的转动阻力。在发动机起动后运转1min2min时熄火，此时拨动风扇叶片应感到转动阻力明显减小。因为发动机在正常工作温度下熄火后，工作腔内的硅油有相当一部分滞留其间，起动前拨动风扇叶片就会感到有明显的阻力。发动机起动后短时间内，由于发动机的工作温度尚低，工作腔内的硅油受搅动而完全流回贮油腔，所以再拨动风扇叶片时，就会感觉转动阻力明显减小。二级维护时，应就车检查风扇离合器的接合与分离状况。在风扇和散热器之间，测量风扇离合器开始接合或分离时散热器后端热空气的温度，

32、应符合原厂规定。如CA6102型发动机风扇离合器开始接合时的温度为338K（65），开始分离时的温度为343K（70）；北京切诺基汽车风扇离合器的接合温度为345K（72）。图8.14 硅油风扇离合器（关文达220页712）l螺钉；2前盖；3密封毛毡圈；4双金属感温器；5阀片轴；6阀片；7主动板；8从动板；9壳体；10轴承；11主动轴；12锁止板；13螺栓；14圆柱头内六角螺钉；15风扇；A进油孔；B回油孔；C漏油孔六、节温器1节温器的结构原理节温器的功用是根据发动机冷却液温度的高低，自动改变冷却液的循环路线及流量，以使发动机始终在最合适的温度下工作。节温器通常安装在水泵的进水口或气缸盖的出水

33、口。图8.15所示为上海桑塔纳轿车冷却系所用的蜡式双阀门节温器。反推杆5的上端固定于上支架2上，下端插入橡胶套11的中心孔内。橡胶套与节温器外壳之间的环形腔内装有石蜡。节温器外壳上端套装有主阀门8，下端通过螺钉装有副阀门14。发动机工作后，因冷却液温度逐渐升高而使石蜡10逐渐变为液态，体积开始膨胀。在发动机冷却液温度低于358K时，因石蜡产生的膨胀力小于主阀门弹簧12的预紧力，主阀门在主阀门弹簧的作用下压在出水口上，从散热器来的低温冷却液不能进入发动机水套内。此时，从发动机气缸盖出水口流出的高温冷却液可以不经散热器而直接进入水泵，于是，未经散热的冷却液被水泵重新压入发动机水套内，因而减少了热量

34、损失。此时冷却液的循环路线称为小循环（图8.16a）。当发动机冷却液温度超过358K时，石蜡产生的膨胀力克服了主阀门弹簧的预紧力，主阀门开始打开。水温达到378K时，主阀门完全打开，而副阀门则彻底关闭了小循环通路。这时来自气缸盖出水口的高温冷却液全部进入散热器进行冷却，之后再由水泵重新压入发动机的水套内，此时冷却液的循环路线称为大循环（图8.16b）。当冷却液的温度在358378K时，主、副阀门都打开一定的程度，此时，冷却系中的大小循环同时进行。图8.15 蜡式双阀门节温器（关文达218页）1下支架；2上支架；3密封橡胶圈；4节温器盖；5反推杆；6螺母；7隔圈；8主阀门；9节温器外壳；10石蜡

35、；11橡胶套；12主阀门弹簧；13副阀门弹簧；14副阀门；15垫圈图8.16 发动机冷却液循环工作示意图（工大汽车构造247页）a）小循环；b）大循环l通向发动机；2来自发动机；3来自暖风水箱；4来自散热器；5水泵2节温器的检查使用中节温器的常见故障有：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。检查时，将节温器置于水容器中，并逐步加热提高水温，检查阀门的开启温度和升程。节温器开始打开温度约85，全部打开温度约105，节温器阀门最大升程约8mm。如不符合上述要求，应更换节温器。

36、七、百叶窗有的汽车发动机散热器的前面还装有百叶窗，起辅助调节冷却强度的作用。它通过调节流经散热器的空气量来调节冷却系的冷却强度，使发动机保持在适宜的温度下工作。百叶窗是由许多片活动挡板组成，可由驾驶员通过手柄在驾驶室内操纵、控制；也可由节温器根据水温的高低自动调节百叶窗挡风板的开度。第三节 电控冷却系统电控冷却系统是对发动机以最小的改动，完成冷却循环的重新布置，使冷却液的温度调节、冷却液的循环控制、冷却风扇的控制均受发动机负荷的影响。实现了发动机在部分负荷时，工作温度较高，从而降低燃油消耗、减少有害物质排放；全负荷时，工作温度较低，进气加热作用较小，有利于提高发动机动力性的目的。电子控制冷却系

37、统主要是通过对发动机控制单元的功能进行扩展，使其与电子控制冷却系统的传感器、执行器相通讯。其中发动机转速传感器、进气温度传感器、空气流量计信号与发动机燃油喷射控制系统共享。一、电子控制系统的组成电子控制系统的组成见图8.17。1发动机控制单元J361发动机控制单元中设有电子控制冷却系统的特性图，依据发动机的负荷为发动机在该状态下设定一个适宜的工作温度。通过激活温度调节单元的加热电阻，打开大循环，调节冷却液温度；通过激活冷却风扇，迅速降低冷却液温度。发动机电控单元中包含有电子控制冷却系统的自诊断功能，可使用专用仪器进行检测。图8.17 电子控制冷却系统的组成2温度选择旋钮电位计G267和温度翻板

38、位置开关F269车辆使用暖风时，通过温度选择旋钮电位计G267识别驾驶者对车辆加热的要求，调节冷却液的温度，使其处于合适的温度范围。温度旋钮开关处于“非关闭”位置时，温度翻板位置开关F269打开，激活冷却液切断阀（双向阀）N147，通过真空执行元件打开热交换器的冷却液切断阀。3冷却液温度传感器G62和G83冷却液温度的特征值存储于发动机控制单元中。实际的冷却液温度值通过安装在循环系统中两个不同位置的冷却液温度传感器G62和G83识别，并且传输给发动机控制单元一个电压信号。冷却液温度实际值1由安装于缸盖冷却液出口处的传感器G62检测；冷却液温度实际值2由安装于散热器前出水口处的冷却液温度传感器G

39、83检测。发动机控制单元根据特征值与温度值1，发出一个脉冲信号，为节温器的加热电阻加载电压。根据温度值1和2，调节散热器风扇的转速。如果冷却液温度G62损坏，冷却液温度控制以95为替代值，并且风扇以1档常转。如果冷却液温度传感器G83损坏，控制功能保持风扇1档常转。如果两个冷却液温度传感器其中一个温度值超出极限，风扇2档将被激活。如果两个传感器都损坏，控制单元为节温器的加热电阻加载最大电压，并且控制散热器风扇以2档常转。4温度调节单元F265温度调节单元F265是电控节温器的重要组成部分，工作部件为位于膨胀式节温器石蜡中的加热电阻，见图8.18。发动机控制单元根据特性图发出脉冲信号作用于加热电

40、阻上，从而加热石蜡，使膨胀单元发生位移，节温器通过此位移进行机械调节，控制大循环阀的开度。当车辆停止或处于起动工况时，发动机控制单元对温度调节单元F265无电压加载。图8.18 电控节温器的结构1升程销；2膨胀元件；3小循环阀；4弹簧；5连接插头；6大循环阀二、冷却循环控制1发动机冷起动、部分负荷发动机冷起动时，冷却系统小循环工作，使发动机尽快热机。此时，未按发动机冷却特性图进行控制。小循环阀门打开，冷却液通过小循环阀门直接流回水泵，形成小循环，见图8.19。当发动机达到正常温度且部分负荷工作时，电控冷却系统进入工作状态，使冷却液温度保持在95110。图8.19 冷却液小循环通路2发动机全负荷

41、发动机全负荷运转时，要求较高的冷却能力。控制单元根据传感器信号得出的计算值对温度调节单元加载电压，溶解石蜡，使大循环阀门打开，接通大循环。同时，机械关闭小循环通道，切断小循环，使冷却液温度保持在8595。冷却液大循环通路见图8.20。图8.20 冷却液大循环通路三、冷却风扇的控制发动机全负荷工作时，要求具有足够的冷却能力。为了提高冷却能力，两个风扇电机都设置了两个转速档。控制单元依靠发动机出水口与散热器出水口温度的差异来控制风扇的转速。发动机控制单元中储存有风扇介入或切断的两张特性图，它们的决定性因素是发动机转速和负荷（空气流量）。如果故障发生在第一风扇V7的输出端，则第二风扇V177将被激活

42、。如果故障发生在第二风扇V177的输出端，则控制单元使节温器完全打开，进入安全模式。在车速超过100 km/h时，风扇不工作，因为高于此车速时，风扇无法提供额外的冷却。当空调系统工作时，两个风扇均工作。第四节 水冷系常见故障冷却系的主要故障是发动机过热、发动机过冷及冷却系渗漏。一、发动机过热1故障现象（1） 发动机工作时，水箱沸腾，发动机动力性下降。（2） 水温表指示水温高，水温报警灯闪亮。2故障原因（1） 冷却系水量不足。（2） 接头或软管漏水。（3） 百叶窗关闭或开度不够。（4） 节温器失效，主阀门打不开。（5） 硅油风扇离合器漏油。（6） 风扇电机、双温开关及线路故障。（7） 散热器堵塞

43、、水垢过厚或散热片表面脏污、变形、损坏。（8） 水套堵、漏、渗或水垢太多。（9） 风扇叶片变形或角度不准。（10） 气缸垫烧蚀。（11） 点火过迟。（12） 混合气过浓、过稀。（13） 长时间大负荷工作。3故障诊断（1）起动发动机，观察故障的不同症状：如果发动机有爆燃、回火、放炮现象，应检查发动机的点火正时。如果发动机出现加速不良现象，应检查供油系。如供油系统是否漏油、喷油器是否堵塞、进气系统是否漏气、排气管道有无堵塞等，因为以上原因都会造成混合气变稀，使燃烧速度变慢，造成“后燃”，以致发动机过热。如果没有以上现象，则进行下一步。（2）关闭点火开关，检查百叶窗是否关闭或开度不足。（3）检查风扇

44、检查风扇皮带松紧度是否适当，否则可扳动发电机或动力转向泵进行调整。检查风扇叶片固定情况、叶片是否变形、风扇的风量。其方法是在发动机运转时，将一张薄纸放在散热器前面，若薄纸被牢牢吸住，说明风量足够。否则应调整风扇叶片的角度。（4）检查冷却液检查液面，液面高度是否符合要求。检查液质，检查冷却液中锈皮或水垢是否过多。（5）检查电路故障 检查指示系。可用起子将感应塞中心极与发动机机体作搭铁试验。若搭铁后水温表指针摆动，则说明水温表良好；若水温表指针不动，则表明水温表有故障。 检查温控开关及装置。检查方法是：当散热器温度升到9398时，风扇开始转动；当散热器温度下降到8893时，风扇停止转动。否则应进行

45、检修。（6）检查散热器检查散热器外部和内部清洁状况。散热器外部有泥土、油污或散热器因碰撞而变形，均影响风量的流过，导致发动机温度过高，应清洗或调整。散热器内部积有水垢将会影响冷却液传热，应用化学剂清洗。（7）检查节温器用手触试发动机缸体、缸盖和小循环通水管，温度差应不大，且很烫。如果触试缸盖至散热器的通水管和散热器上部感到不烫，触试散热器下部及下部通水管感到温度很低，则说明节温器大循环阀门打不开。拆下节温器，将节温器悬挂在水中加热并放入温度计，检查阀门开始开启和完全开启时的温度以及全开时阀门的升程。（8）检查水泵检查水泵皮带的松紧度；检查水泵的泵水能力。（9）检查发动机机械内部方面是否有故障。

46、二、发动机过冷1故障现象（1） 汽车长时间行驶后，发动机的温度仍达不到正常的工作温度。（2） 发动机动力性下降。（3） 燃油消耗增加。发动机过冷，一般出现在寒冷的冬季或在高寒地区行驶过程中。2故障原因（1） 环境温度太低，无保温措施。（2） 百叶窗未关闭或无法调节。（3） 节温器失效。（4） 风扇的双温开关损坏。（5） 发动机润滑油过多。3故障诊断发动机水温过低的诊断见图8.21。发动机水温过低检查百叶窗是否关闭百叶窗开启百叶窗关闭检查风扇转速转速正常检查发动机与散热器温度转速快双温开关故障发动机与散热器温度一致节温器故障发动机比散热器温度高采取保暖措施百叶窗未关或操纵装置故障图8.21 发动机水温过低的诊断框图三、冷却系渗漏1故障现象冷却液消耗过快。2故障原因（1）散热器及冷却系各管路连接不牢渗漏。（2）暖风热交换器渗漏。（3）水泵水封损坏、渗漏。（4）节温器盖松动或密封圈损坏。（5）气缸体或气缸盖破裂。3故障排除（1）检查机体、水泵、散热器及各管路连接处有无冷却液渗出，必要时可对冷却系进行加压检查，出现渗漏，应查明原因予以排