汽车发动机构造与维修一体化教材- 课件 五、冷却系

项目五冷却系项目单元一冷却系主要零件的构造与拆装一、冷却系的主要功用是：把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状态下工作。

二、冷却系的类型按照冷却介质不同可以分为：A风冷B水冷水冷系与风冷系的优缺点及适用范围系统水冷系风冷系适用范围优缺点比较冷却强度大，易调节，便于冬季启动广泛用于汽车发动机冷却效果差，噪音大，功耗大仅用于小排量及军车发动机

水冷系由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附加装置等组成。

汽车发动机的水冷系统均为强制循环水冷系统

冷却系统包括：水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附加装置等。

三、冷却水水循环线路(1)大循环：当冷却水超过85℃时，节温器的上阀门完全开启，而侧阀门又将旁通孔完全关闭，冷却水便全部流经散热器，称为大循环。散热器→水泵→分水管→水套→节温器→散热器(2)小循环：当冷却水温度低于70℃时，折叠式圆筒内的蒸汽压力很低，使圆筒收缩到最小高度，节温器的上阀门被关闭，而侧阀门被打开，此时冷却水并不流经散热器，只是在水套与水泵间循环，形成冷却水小循环。水泵→分水管→水套→节温器→水泵

(3)混合循环：当冷却水温度在70ºC～

85ºC之间时，节温器的上阀门和侧阀门同时处于半关闭状态，这时冷却水既经过散热器又在水套与水泵间循环。散热器→水泵→分水管→水套→节温器→散热器水泵

四、发动机冷却系统主要零部件

1、散热器：进水室、出水室、及散热器芯等三部分构成。按照散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种。

散热器芯结构形式有：（A）管片式、（B）管带式、（C）板式1、散热器散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成。安装在发动机前的车架横梁上。其作用是将冷却水在水套中所吸收的热量散发至外界大气，使水温下降。上水室散热器盖下水室散热器芯出水管口进水管安装处常用散热器芯的结构型式（1）管片式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。管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。（2）管带式由若干扁平冷却管组成

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。管带式管片式

2、散热器盖

汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的三热气盖具有空气——蒸汽阀，可自动调节冷却系内部压力，提高冷却效果。

压力阀真空阀压力阀弹簧真空阀弹簧盖

发动机热态正常时，两阀门关闭，将冷却系与大气隔开。因水蒸气的产生使冷却系内的压力稍高于大气压力，提高了冷却水的沸点，改善了冷却效能。当散热器内部压力达到126～137Kpa时，蒸汽阀开启而使水蒸汽从通气孔排出；当水温下降，冷却系内部的真空度低于10～20Kpa时，空气阀打开，空气从通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。

3、水泵

水泵的作用

对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。

汽车上广泛使用离心式水泵。它具有结构紧凑、泵水量大及因故障而停止工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环等优点。

离心式水泵工作原理

当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，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，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。1－水泵壳体2－叶轮3－进水管4－出水管4、风扇

功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。

特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。车用发动机采用轴流式风扇的三种型式结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45°的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。

风扇常和发动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。可调节支架风扇的驱动V带张紧装置5、节温器

功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。

节温器装在冷却水循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器。推杆弹簧主阀门石蜡胶管外壳蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时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，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到80℃以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。

蜡式节温器工作原理小循环大循环

当水温低于358K时，主阀关，副阀开—小循环。

当水温高于358K时低于378K时，主阀渐开，副阀渐关—大小循环同时进行。

当水温高于378K时，主阀全开，副阀关—大循环。蜡式节温器工作情况6、风扇离合器和温控开关功用：减小风扇噪声，改善低温起动性能，节约燃料和降低排放，自动调节发动机的冷却强度。（1）风扇离合器

主要有硅油式和电磁式等。冷却水温度不高时，风扇随离合器壳体一起空转打滑；当发动机气流温度超过338K时，离合器处于接合状态，风扇转速提高。当发动机气流温度低于308K时，风扇离合器又回到分离状态。硅油风扇离合器（2）风扇温控开关功用：

在冷却水温度升高时，其内部的温控介质膨胀而使风扇以高速运转，加速了发动机的冷却；相反，若在冷却水温度降低的时，介质收缩而使风扇低速运转或停下来，实现了对散热器电动机风扇的控制。（3）百叶窗功用：通过调节流经散热器的空气量来调节冷却系的冷却强度，使发动机在适宜的温度下工作。五、冷却水和防冻液1、冷却水汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含有矿物质，在高温下易生成水垢，不能作为发动机冷却水。2、防冻液功用：为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。六、水泵的拆装：排放冷却液，拆上下水管、拆下散热器2.拆卸风扇皮带和风扇，注意风扇的方向。3.拆下正时皮带罩上盖4.拆下正式齿轮，正时皮带罩下盖6.拆下水泵水泵的安装：清洁安装O形密封圈的表面用冷却液浸湿O形密封圈安装水泵，拧紧水泵螺钉至15N.m装正时皮带罩下盖、正式齿轮装正时皮带罩上盖、风扇皮带和风扇装散热器、加冷却液，启动发动机，检查是否有漏水部位。七、水泵的检修1．检查泵壳体和带轮有无损伤和裂纹，结合面变形应小于0.05mm。检测方法：目测检查，结合面变形检测与汽缸盖的平面度检测相同。2．检查水泵轴是否有弯曲，弯曲度应小于0.05mm。检测方法：拆出水泵轴用百分表和V型块检查，方法同曲轴的弯曲检查。3．检查轴承间隙应小于0.50mm，径向间隙应小于0.15mm 检测方法：用手将总成中的水泵轴沿轴向和径向摆动，应无明显的松动现象。4．检查叶轮叶片有无破损，叶轮上轴孔是否磨损过大检测方法：用手将叶轮上轴径向摆动，应无明显的松动现象。5．检查密封圈是否损坏，如有损坏则需更换6．用手转动叶轮，泵轴应无卡滞现象，叶轮与泵壳体无摩擦现象检测方法：5和6用目测以及听声音来检查。八、节温器的检查1.观察冷却液的流动

发动机冷车运转时，水箱上水管如有冷却液流出，说明节温器阀门不能关闭；当冷却液温度超过70度时，水箱上水管无冷却水留出，则说明节温器不能正常开启。

2.浸泡法查验节温器

将节温器从发动机上拆下置于热水中，当水温高于70度时，观察阀门是否开启或开启高度是否达到要求。例如，东风天龙发动机节温器的开启温度应为76度～86度，节温器阀门打开的间隙最大为8mm～9mm，如果发现节温器无法开启或者开启间隙不正常，应该选用相对应的节温器及时更换。九、散热器的检查1.清除水垢：清洗水箱一般采用循环法，先用碱性溶液（酸性溶液）冲洗中和水垢，清洗时除垢剂以一定的压力（一般为10kpa）在散热器和水道内循环，经过3～5min后即可清除完。若积垢严重，应拆去上、下室，用工具疏通冷却管。2.密封检查：检查散热器是否泄漏，将散热器压力阀关闭，从出水口接上压缩空气，将浸泡在水中，当压力达到50—100kpa时，应无水泡冒出。否则需要修理。十、风扇叶片的检查风扇叶片出现变形、弯曲、破损后应及时更换。十一、水泵皮带的检查用拇指以20-30N的力压皮带，其挠度为10-15cm为宜。风冷系利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。一、工作机理：二、结构发动机气缸和气缸盖采用传热较好的铝