发动机冷却系课件自写

1、课件编号：XSL-104制 作：许世梁学习目标 掌握发动机过热故障诊断方法；理解发动机过热、发动机过冷故障诊断方法；掌握冷却系维护作业内容；掌握冷却系密封性检查方法和风扇皮带张紧度检查调整方法；掌握电动风扇温控开关、节温器和水泵性能的检查方法。实际案例分析 现象：一辆上海大众宝来乘用车，在行驶中发动机突然过热而导致水箱“开锅”。 诊断：让发动机停机冷却后再起动，在发动机水温正常时，发现发动机工作平稳，动力正常，机油和排气也无异常，但冷却液温度上升很快，冷却风扇不工作；打开空调开关，风扇正常；触摸上、下水管，上水管不太热，下水管却烫手；检查后发现，节温器不能开启，已损坏。该车的冷却风扇温控开关装

2、于节温器之后，如果节温器损坏，温控开关始终达不到其工作温度，因而就不动作，也就不能接通风扇电机。 排除：更换节温器。冷却系的分类冷却系的分类水冷水冷风冷风冷一、发动机冷却系的分类和作用一、发动机冷却系的分类和作用1 1、风冷、风冷 冷却介质是冷却介质是空气空气 利用气流使利用气流使散热片的热散热片的热量散到大气量散到大气中中传动油传动油冷却器冷却器冷却风扇冷却风扇机机油油冷冷却却器器气缸体气缸体缸盖缸盖油底壳油底壳根据冷却介质的不同分根据冷却介质的不同分: :水冷却系统风冷却系统水冷却系统风冷却系统. .2 2、水冷水冷 冷却介质是冷却介质是“水水”。 通过冷却水的不断循环，通过冷却水的不断循

3、环，从发动机水套中吸收多余的从发动机水套中吸收多余的热量，并散发到大气中热量，并散发到大气中优、缺点：水冷系具有冷却优、缺点：水冷系具有冷却均匀可靠，发动机结构紧凑、均匀可靠，发动机结构紧凑、制造成本低、工作噪声和热制造成本低、工作噪声和热应力小等优点。但它也存在应力小等优点。但它也存在结构复杂，工作中易出现漏结构复杂，工作中易出现漏水、冻裂等缺点水、冻裂等缺点发动机发动机机体机体水箱水箱水泵水泵1 1、水冷系的组成、水冷系的组成水泵水泵水套水套散热器散热器将冷却水升压将冷却水升压位于缸体及缸盖内，吸热位于缸体及缸盖内，吸热热量散失热量散失分水管分水管调温装置调温装置指示及指示及报警装置报警装

4、置各缸水流均匀各缸水流均匀节温器、风扇离合器及百叶窗节温器、风扇离合器及百叶窗水温表、高温警告灯水温表、高温警告灯二、发动机水冷却系组成膨胀水箱膨胀水箱发动机水发动机水套套水箱水箱风扇风扇水管水管水泵水泵节温器节温器三、发动机水冷却系工作过程1 1、水冷系的水路循环、水冷系的水路循环 水泵作用下，水泵作用下，水经水套而吸水经水套而吸热，沿水管流热，沿水管流入散热器（同入散热器（同时风扇作用而时风扇作用而散热），水的散热），水的温度下降后又温度下降后又由水泵泵回水由水泵泵回水套内套内2.水冷却系的大、小循环 (1)水冷却系的大循环：冷却水经水泵水套节温器散热器，又经水泵压入水套的循环，其水流路线

5、长，散热强度大，称水冷却系的大循环。(2)水冷却系的小循环：冷却水经水泵水套节温器后不经散热器，而直接由水泵压入水套的循环，其水流路线短，散热强度小，称水冷却系的小循环。 小循环小循环散热器散热器水泵水泵节温器节温器大循环大循环发动机发动机水套水套散热器散热器水水泵泵节温器节温器膨胀水箱膨胀水箱控制控制阀阀水温表四、冷却液及其性能四、冷却液及其性能 （一）冷却液性能要求（一）冷却液性能要求 适宜的冷却液要求水中含有适量的防冻、防蚀化合物，以免因膨胀而冻裂有关元件，且能在低于水的冰点温度和高于水的沸点温度时自由流动，并防止在冷却系统中产生沉积和腐蚀。因此，对冷却液主要性能的要求是： 1.适当的冰

6、点和沸点，能够把冷却液的冰点降到可能遇到的冬季工作温度的最低点，能够在炎热气候条件和高海拔地区以及强热负荷工况工作。像乙二醇基的防冻液就具备这种性能。 2.防水垢能力，这主要取决于冷却液中含钙、镁的化合物等有害杂质的程度，通常须采用硬盐含量少的水(软水)或用以下方法对水进行处理： （1）将硬水煮开，使杂质沉淀，把上面的清洁水作冷却用，该法能去掉部分矿物质，不能将硬水彻底软化。 （2）在硬水中加入软化剂，如在1L水中加入碳酸钠(纯碱)0.51.5g；或加入0.50.8g氢氧化钠(烧碱)；或加入10g的重铬酸钠(红矾)溶液3050mL，稍加搅拌，使杂质沉淀水即软化。 上述方法仅限于发动机外部水的处

7、理，发动机内部的硬水处理只能使用防水垢的添加剂(该添加剂应对冷却系统无副作用)。 注明：P为有抗蚀作用，当有适当浓度时，就有一定的防护作用；C为有腐蚀作用；NA为无作用，无明显的抗蚀作用及腐蚀作用；V为性能随环境变化，即无资料。 注意： 规定为防护铜。与其它添加剂一起可用于防护多金属系统。 一般用作硼酸Na2B4O710H20或五水化合物Na2B4O75H20且作为控制pH，使用是有效果的，通常与其它舔加剂起使用。 对所有冷却系统金属都具有防护作用，但与乙二醇防冻剂起反应而损害抗蚀性能，故不能与其共用或不能在使用防冻剂的季节使用之。 一般与苯甲酸钠、硼酸钠、磷酸钠或硅酸钠联合使用。 用作醋酸氢

8、二钠Na2HPO4。 根据希望给予水的含碱量，使用固态或液态，在固态硅酸盐Na2Si035H20中SiO2和Na20的比例为1：1；对各种不同液体在1.6：1和3.3：1之间。 对橡胶软管及缸垫可能有危害。 冷却液的性能除上述三点外，还应有较小的低温粘度和膨胀系数.较低的泡沫倾向和毒性等，这些要求应当在配制和使用中尽量满足。 （二）（二） 防冻液的使用与注意事项防冻液的使用与注意事项 在寒冷的季节，为了防止内燃机流过部分的冻裂，人们常选用防冻剂，这些防冻剂中由于加添了某些抗蚀化学品，因此还具有抗腐蚀作用，此外像乙二醇基防冻剂在降低冰点的同时还提高了沸点，表6-2所列为常用防冻液的配制比例、冰点

9、和相对密度。表表6-2 防冻液的成分与其冰点和相对密度防冻液的成分与其冰点和相对密度 表中乙醇-水防冻液沸点较低易挥发，且乙醇(酒精)含量达4050(重量)时，蒸发气体有着火的危险。 甘油-水防冻液，由于其粘度较高、流动性差、易溶蚀橡胶软管，使用较少。 乙二醇-水防冻液，由于其冰点低、沸点高、不易挥发可冬夏通用故应用最广。 根据防冻液的性质、特点，在使用中必须注意如下几点： （1）配制防冻液时切忌用硬水调配，以防产生水垢或使防冻液失效。 （2）防冻液应根据当地气候条件配制，一般应以其冰点比当地最低气温低510为宜。 （3）内燃机防冻液如出现浮游物及颜色变化或发出臭味时说明有不同程度的变质，必须

10、及时清洗、更换。 （4）换用防冻液，应先检查并紧固冷却系统各支管、接头等易产生渗漏的部位，并及时修复。 （5）乙二醇防冻液的热膨胀率较大，使用时只需加到冷却系统总容量的95即可，不能充满。 （6）乙二醇沸点较高不易挥发，使用中蒸发的是水，发现冷却液减少时，只需加软水，由于泄漏造成的冷却液减少者除外。 （7）使用中，应经常测量其相对密度，以检查冰点是否符合要求。 （8）防冻液一般均有毒，切勿用口吸。乙二醇基防冻液吸水性强，存放时容器要密封。 （9）乙二醇基防冻液在使用中切勿混入石油产品，否则便会产生大量泡沫。 （10）防冻液粘度较大，流动与散热性较差。内燃机温度稍高是正常的，但若过热时，就要检查

11、并适当调整其浓度。 (11）某些发动机对冷却液的选用有特殊的要求(如桑塔纳轿车发动机必须使用GII防陈液)，因此，使用者须严格按照发动机的使用说明书要求去做。第二节 水冷却系主要零件的构造及维修一、散热器 1. 安装位置：一般安装安装位置：一般安装 在发动机前端，其后面在发动机前端，其后面 是风扇。散热器出水口是风扇。散热器出水口 （下水管）与水泵入水（下水管）与水泵入水 口相接，其回水口（上口相接，其回水口（上 水管）与发动机出水管水管）与发动机出水管 相接，最顶端有一细水相接，最顶端有一细水 管与副水箱相接。管与副水箱相接。 构造：构造： 散热器俗称水箱，多为合金材料制造，与空气接散热器俗

12、称水箱，多为合金材料制造，与空气接触面积大，导热性能好。触面积大，导热性能好。作用：将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降作用：将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低。低。1 1、散热器、散热器常用散热器芯的结构型式常用散热器芯的结构型式 （1）管片式）管片式 由若干扁形或圆形冷却管组成。由若干扁形或圆形冷却管组成。 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。 （2）管带式）管带式 由若干扁平冷却管组成由若干扁平冷却管组成

13、水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗的孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。的孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。管带式管带式管片式管片式散热器构造散热器构造: : 上、下水箱贮上、下水箱贮存冷却水存冷却水 散热器芯吸收散热器芯吸收热量热量 进水口与缸盖进水口与缸盖上出水口相连上出水口相连 上水箱上设有上水箱上设有加水口，并用散加水口，并用散热器盖封闭热器盖封闭 下水箱底部开下水箱底部开有出水口和放水有出水口和放水开关开关上贮水室上贮水室下贮水室下贮水室散热器盖散热器盖冷却冷却管管散热散热器芯器芯散热

14、散热片片放水放水开关开关 横流式散热器 1-上水室；2-进水管；3-散热器芯；4-散热器盖；5-下水室；6-出水管 纵流式散热器 散热器盖散热器盖空气阀空气阀蒸汽阀蒸汽阀弹簧弹簧2.散热器的维修 常见故障现象：堵塞或泄露 注意：现代汽修中一般在故障较大时，提倡换件处理。 （1）堵塞现象：水温过高，易发生“开锅”现象。故障原因：冷却液使用时间过长，在散热器中结垢，没有及时清除造成。处理方法：清洁水道，更换水箱。车主如果发现水箱出现漏水现象，可先去维修店检查，更换新的水箱，如果漏水情况依然存在，车主应该考虑： 1.检查水箱盖是否已经扣紧。 2.试灌气入水箱，看看水箱的水受压时是从哪个位置渗出来的，

15、再决定修复方案。 3.拧开发动机加机油的盖子，看有无机油乳化痕迹(冲床或销蚀现象)，如果有，拆开发动机更换缸垫。 4.水箱质量存在问题。 如果是汽车在行驶过程中，因汽车振动或车辆事故，使水箱水管破裂漏水时，可依据具体情况采取措施 漏水处不超过1mm裂缝或2mm的孔洞时，在水箱裂缝或孔洞上涂上AB胶或在水箱中加入一瓶水箱强力堵漏剂，发动汽车运转。打开冷却水开始大循环后510分钟，冷却系统中不论是水箱还是橡胶管及各处垫，有漏水(或防冻液)处都会停止泄漏，止漏后不需要放出，不会影响散热和发生堵塞。 对水箱散热管漏水较严重的，可将漏水的散热管从漏水处剪断，用棉花团堵住被剪断散热管，而后用钳子把被剪断的

16、散热管头部夹扁再卷边压紧即可制止漏水。 橡胶管接头漏水，可及时用螺丝刀将橡皮管接头卡子在橡皮管接头缠二道，而后用钳子拧紧。如橡皮管损坏，可用胶布把破裂之处包扎紧，暂时使用。 （2）泄露 故障现象：冷却水经常减少，地面有滴水迹象 故障原因：水箱锈蚀或穿孔，水箱盖密封不严，水管破裂等。 处理方法：焊补穿孔，更换水箱盖，破裂水管或是跟换水箱。（3）散热器片脏污 故障现象：水温高，冷却效果差。 故障原因：空气中各种杂物附着在散热器的缝隙和表面。 处理方法：高压空气清除吸附的各种杂物3.散热器盖与副水箱散热器盖散热器盖 汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的散热气盖具有空汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系

17、的散热气盖具有空气气蒸汽阀，对冷却系有着密封加压的作用，可自动调节蒸汽阀，对冷却系有着密封加压的作用，可自动调节冷却系内部压力，提高冷却效果。冷却系内部压力，提高冷却效果。 散热器盖散热器盖空气阀空气阀蒸汽阀蒸汽阀弹簧弹簧 轿车发动机的冷却系是一个密封加压式的冷却循环系统，可将冷却液的沸点温度提高到120 左右，同时也防止了冷却液的蒸发散发。发动机温度正常时，阀门关闭，将冷却水与大气隔开，防止水蒸气溢出，使冷却系内压力稍高于大气压力，从而可增高冷却液的沸点。在冷却系内压力过高或过低时，自动阀门开启以使冷却系与大气相通，防止水箱被吸瘪或涨破。当散器中压力升高到一定数值（一般0.1260.137M

18、PA，在此压力下冷却系内水的沸点可达108）蒸汽阀便开启而使水蒸汽顺管1排出。（目前轿车的散热器盖的蒸汽阀开启压力设计得更高，比如桑塔纳，可达到0.2MPa，水沸点为120。）当水的温度下降，冷却系中产生的真空度达一定数值（一般为0.0990.087MPA），空气阀即行开启，空气即从管1进入冷却系，以防止水管及贮水室被大气压瘪。水箱盖的工作 ：4.散热器的拆装 （1）拆卸 打开排水螺栓，排空冷却系中的冷却液。电子控制燃油喷射发动机，在排水前要先拆开蓄电池负极线。 松开散热器的上、下水管和连接膨胀水箱的软管的卡箍，拆下软管； 拆下电动冷却风扇和热敏开关的电线； 拆下支架的固定螺栓，拆下支架； 从

19、上支架座中卸出散热器，连同冷却风扇与护罩。 （2）装配 散热器的安装与散热器的拆卸步骤相反，安装好后应及时加入规定数量和规格的冷却液，以防止无液试机。二、水泵1.构造和作用 作用：水泵的作用是对冷却水加压，使之在冷却系中加速循环流动。 构造：目前汽车发动机上常用的水泵大多数是离心式水泵。水泵结构如图所示： 水泵安装在发动机前端一侧，其皮带轮与曲轴带轮在同一平面，其进水口与水箱出水管相接，其出水口与缸体水套相配合，两者间有密封垫或密封圈。2.水泵的工作原理 水泵工作时，在进水口产生真空吸力，在出水口产生压力。水泵的核心部分是叶轮。离心式水泵工作时，曲轴皮带轮通过皮带带动水泵叶轮转动，水泵中的水被

20、叶轮带动一起旋转，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，散热器的水便经进水管被吸入叶轮中心处。3.水泵常见故障与维修水泵常见故障现象为漏水、动力不足、发响等 (1)漏水漏水 故障现象：水泵不断有水渗漏。 故障原因：密封垫老化、损坏。 处理方法：更换水泵，或更换水泵密封垫 （2）动力不足、发响）动力不足、发响 故障现象：发动机水温经常过高，打开水箱盖加油门，水箱口处无翻水花现象。 故障原因：水泵锈蚀，导致叶轮与壳体间配合间隙过大，发出异响。 处理方法：更换水泵。 4.水泵的拆装水泵的拆装 （1）拆卸 拆下

21、水泵壳体与缸体的连接螺栓，使水泵壳与水泵轴承壳分开； 拆下水泵叶轮及水封总成； 拧下内六角螺栓，取下水泵皮带轮、水泵凸缘及水泵轴卡环； 从水泵叶轮方向压出水泵轴承等； 拆下节温器盖，取出节温器。 （2）安装 安装水泵的顺序与拆卸顺序相反，但需要更换所用衬垫及密封圈。安装时注意叶轮与壳体的轴向间隙、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20N.m,节温器盖与水泵壳体连接螺栓力矩为10N.m。水泵装配后用手转动水泵轴，观察是否转动灵活，是否有异响出现。 5.水泵皮带的调整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，产生冷却系温度过高现象。 调

22、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，可调节。三、节温器三、节温器构造：安装位置：节温器一般装在气缸盖上出水口处或安装在水泵外壳上的进水口位置。 如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。此时可判断节温器的工作状态是否良好，当发动机开始冷车运转时，水箱的上水室进水管处如还有冷却水流出，则说明节温器的主阀门不能关闭；当发动机冷却水温度超过70摄氏度时，水箱的上水室进水管处无冷却水流出，则说明节温器主阀门不能正常开启，这时就需要进行修理。节温器的检查可在车上进行，方法如下

23、：发动机起动后的检查：打开散热器加水口盖，若散热器内冷却水平静，则表明节温器工作正常，否则，则表示节温器工作失常。这是因为，在水温低于70时，节温器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭；当水温高于80时，膨胀筒膨胀，主阀门渐渐打开，散热器内循环水开始流动。当水温表指示70以下时，散热器进水管处若有水流动，水温温热，则表时节温器主阀门关闭不严，使冷却水过早大循环。 水温升高后的检查：发动机工作初期，水温上升很快；当水温表指示80后，升温速度减慢，则表明节温器工作正常。反之，若水温一直升高很快，当内压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明主阀门有卡滞，突然打开。 在水温表指示70-80时，打开散热器盖和散

24、热器放水开关，用手感其水温，若均烫手说明节温器工作正常；若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。 4.节温器的维修 （1）节温器的故障 故障现象：节温器失效、发卡，导致发动机水温高/低 故障原因：阀门卡滞或石蜡泄漏。 处理方法：水温偏高，当发现水温表示不正常时，可以检查冷却水循环系统的水温差异。用手摸水箱下部的出水管（自水箱而出）和水箱上部的进水管（向水箱流入）温度是否有较大温差。如果上部进水管非常烫，而下部出水管水温接近常温，就说明大循环没有建立。这是节温器阀门失效造成常闭，没有打开的原因。需要更换节温器。 水温长时间偏低，不易着车，这是比

25、较典型的节温器故障。正常工作的节温器应有大小循环两挡调节水温，在发动机水温低的情况下自动采用小循环，在到达一定工作温度后开始大循环，而发生上述故障的原因多是由于节温器常开直接进行大循环造成的。 （2）判断工作状态 当发动机开始冷车运转时，水箱的上水室进水管处如还有冷却水流出，则说明节温器的主阀门不能关闭;当发动机冷却水温度超过70时，水箱的上水室进水管处无冷却水流出，则说明节温器主阀门不能正常开启，这时就需要进行修理。节温器的检查可在车上进行，方法如下： 发动机起动后的检查：打开散热器加水口盖，若散热器内冷却水平静，则表明节温器工作正常，否则，则表示节温器工作失常。这是因为，在水温低于70时，

26、节温器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭;当水温高于80时，膨胀筒膨胀，主阀门渐渐打开，散热器内循环水开始流动。当水温表指示70以下时，散热器进水管处若有水流动，水温温热，则表示节温器主阀门关闭不严，使冷却水过早大循环。 水温升高后的检查：发动机工作初期，水温上升很快;当水温表指示80后，升温速度减慢，则表明节温器工作正常。反之，若水温一直升高很快，当内压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明主阀门有卡滞，突然打开。 在水温表指示70-80时，分别用手触摸水箱上下水管，若均烫手说明节温器工作正常;若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。 （3）节温

27、器的拆卸。在发动机处于停机、冷态时，进行节温器的拆卸作业。1.将蓄电池负极导线拆下。 2.按规定的程序，把冷却系统的冷却液排放干净。3.取下散热器的连接管，拆掉出水套管，将节温器取出。拆下紧固螺栓取下节温器盖节温器节温器安装位置（4）节温器的安装。1.安装程序与拆卸程序相反，但应注意：2.发动机大修后的节温器，应使用新的密封垫。3.安装完毕后，加注冷却液，起动发动机运转看看是否有渗漏现象。四、风扇四、风扇1.风扇的作用汽车用的水冷发动机大多数采用螺旋桨式风扇。风扇通常安装在散热器与发动机之间，风扇的位置应对准散热器芯的中心。其作用是促进散热器的通风，提高散热器的热交换能力。5、冷却系常见故障分析（1）冷却液温过高 运行中的汽车，在百叶窗完全打开的情况下，冷却液温度