发动机构造与维修：发动机冷却系

项目六发动机冷却系

知识目标：1、熟悉冷却系的作用、类型及特点；2、了解大小循环路线以及冷却程度控制；3、掌握水冷却系统的组成和工作原理。能力目标：1、掌握冷却系主要部件的构造与维修；2、了解冷却液的选用。项目六发动机冷却系

活动一冷却系概述一、冷却系的作用发动机冷却系的作用是使工作中的发动机得到适度的冷却，并保持发动机在最适宜的温度状态下工作。在发动机工作期间，最高燃烧温度可能高达2500℃，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000℃以上。因此，与高温燃气接触的发动机零件受到强烈的加热。在这种情况下，若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机力性，经济性，排气净化性、可靠性及耐久性的全面下降。但是冷却过度也是有害的，过度冷却会使发动机长时间在低温下工作，均会使散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加剧，排放恶化，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率增加。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在冷发动机启动之后，冷却系还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。二、冷却系的类型与组成发动机的冷却系统有两种类型：风冷系统和水冷系统。以空气为冷却介质的冷却系统称风冷系统；以冷却液为冷却介质的为水冷系统。汽车发动机尤其是轿车发动机大都采用水冷系统，只有少数汽车发动机采用风冷系统。项目六发动机冷却系

1、风冷却系统2、水冷却系统项目六发动机冷却系

奥迪轿车ANQ发动机冷却系统如图6-2所示，主要由暖风系统热交换器、冷却液储液罐、机油冷却器、散热器、水泵、节温器等组成。冷却液进入水泵后经叶轮直接进入缸体水套，然后流进气缸盖水套，由气缸盖后端的出水口流出。此后冷却液分两路，一路流经散热器冷却后进人节温器，由节温器进人冷却液泵口，称大循环；另一路为直接通过节温器后流入水泵进口，称小路循环。节温器装在机体上的水泵进口处，节温器阀门大约在85℃时开启，此时节温器开，开启行程至少为7mm。小循环为常开，这样可使冷却系统的温度提高到一个较高的水平，改善发动机的热效率，同时可以确保冷却系统始终有冷却水在循环。当发动机水温升高(70℃-80℃)，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，使节温器主、副阀门都处于部分开启状态，一部分冷却水经旁通管、水泵流回汽缸体水套，另一部分冷却水通往散热器进行散热，这种循环水路称为混合循环。项目六发动机冷却系

3、机油冷却器机油冷却器置于冷却管路中，利用冷却液的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却液降温。发动机起动时，则从冷却液吸收热量使润滑油迅速提高温度。如图6-4所示。在全流式机油滤清器壳体上带省水冷式机油冷却器，从冷却系统散热器出水管引来的冷却液从冷却器芯的外面流过，而从机油泵来的机油经冷却器芯进入机油滤清器过滤，再经冷却器，再流出，在冷却器内进行热交换。项目六发动机冷却系

三、冷却液及其性能（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)0.5-1.5g；或加入0.5-0.8g氢氧化钠(烧碱)；或加入10g的重铬酸钠(红矾)溶液30-50mL，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)。3、抗腐蚀能力，即使是纯水，对内燃机冷却系统仍然是有一定的腐蚀性，因此通常在闭式冷却系统需要联合使用两种或两种以上的抗蚀剂。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）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6-1所列为常用防冻液的配制比例、冰点和相对密度。项目六发动机冷却系

活动二冷却系主要部件的构造与维修一、散热器（水箱）散热器的作用是储存冷却水，增大散热面积，加速水的冷却。为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热上装有风扇与散热器配合工作。散热器，俗称水箱，由上、下水室和散热器芯组成，其结构如图6-5所示。散热器上水室顶部有加水口和散热器盖。上、下水室的进、出水管，分别用橡胶软管与气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。下水室上设有放水开关，供放水时使用。（一）散热器芯为了增大散热器的散热面积和传热速率，散热器芯均由许多铜或铝制冷却管和散热片组成，常用的结构形式有管片式和管带式两种。管片式散热器芯的冷却管，其断面呈扁圆形。项目六发动机冷却系

（二）散热器盖强制循环式水冷系的散热器盖，是由空气(真空)阀与蒸汽(压力)阀组合而成的自动阀门，散热器盖的构造和工作原理如图6-8所示。发动机正常状态时两个阀门均关闭，冷却系与大气隔开。当冷却系内的蒸汽因温度升高使其压力大于蒸汽阀弹簧弹力时，蒸气压力达到126-137Kpa蒸汽阀打开，一部分冷却液由溢流管流回补偿水箱，冷却系内的压力下降，以防止散热器胀裂；熄火停车温度下降，致使冷却系内部压力小于空气阀弹簧弹力时，蒸气压力降到99-87Kpa时空气阀开启，补偿水箱内的冷却水进入散热器，避免了散热器由于出现较大的真空度而被大气压力压坏。补偿水箱上方用一根软管通大气，另一根软管与散热器的溢流管相连。补偿水箱外部标宥液面高度标记线，使用中应使液面高度位于最高与最低液面高度线之间。液面过低时，应向补偿水箱内补充冷却水。项目六发动机冷却系

(三)双散热器水冷却系为确保发动机的工作温度以及冷起动发动机后冷却水能很快达到正常工作温度，且当发动机负荷大时，仍能使冷却水的温度不致过高，现代有些发动机采用双散热器水冷却系，如图6-9所示。其工作过程分３个阶段（以日产蓝鸟发动机为例）：1、第一阶段。冷却水在82℃以下时节温器不打开，冷却水在发动机水套与副散热器之间循环，电动冷却风扇不工作，冷却水温度很快上升。2、第二阶段。冷却水的温度达82℃双散热器水冷却系以上时，节温器打开。冷却水同时经过副散热器及主散热器进行循环，冷却能力增大，使冷却水温度保持在发动机最佳工作温度。3、第三阶段。汽车的负荷增大，仅靠主、副散热器进行冷却不足以维持发动机正常的工作温度。当冷却水的温度超过102℃以上时，装在副散热器上的电动冷却风扇开始转动，由此副散热器的散热能力大增，冷却水的温度迅速降低。当冷却水温度低于88℃时，水温开关切断，电动冷却风扇停止运转。风扇停转后水温上升至大于102℃以上时，水温开关再度闭合，使电动冷却风扇运转。项目六发动机冷却系

（四）散热器的检查与修理1、散热器的常见损伤散热器常见的损伤现象有：散热器积聚水垢、铁锈等杂质，形成管道淤塞，阻碍水流；芯部冷却管与上、下水室焊接部位松脱漏水或冷却管破裂漏水；上、下水室出现腐蚀斑点、小孔或裂缝；因外伤损坏而漏水。2、对散热器渗漏和淤塞的检查(1)散热器渗漏的检验。散热器渗漏可用气压表来检验，如图所示。先向散热器内注满水，盖上散热器盖，将试验器水管接至放水开关，并打开放水开关，捏动橡皮球，向散热器中的水加压，当散热器泄气管放出空气时，压力表上的读数应在27-37kPa的范围内变动。

然后关闭放水开关，将试验器皮管接在泄气管上，加压至50kPa，检查散热器有无渗漏现象。如压力表读数不能稳定地保持在50kPa的压力不下降时，则应查明散热器的漏水部位，而后进行修补。(2)用压缩空气法检查散热器。对于清除水垢后的散热器的漏水检验，可以将散热器的进水管用膨胀式橡皮堵塞，然后放入清水池内，再向散热器注入压缩空气。如散热器各处冒气，形成气泡，则说明散热器已严重腐蚀。如冒气地点不多，说明不严重，应在冒气地点找出渗漏位置，做好记号准备修复。项目六发动机冷却系

(3)检查水容量。检查散热器中水的容量，可以分析水管是否淤塞或堵住(用新、旧散热器水容量对比)。若散热器变形，应加以修整，散热器的裂纹在0.3mm左右时，可用堵漏剂就车进行堵漏修补。使用堵漏剂的操作方法如下：①拆除节温器；②清洗散热器：用2%纯碱水在热循环状态下，清洗散热器内壁和水循环通道，运转5min，趁热放出碱水，再加满清水，起动发动机，升温到80℃时，将水放净，可再用清水冲洗。铝制散热器不能用碱水清洗；③堵漏剂与水的比例为1:20，根据冷却系的容积加满溶液；④起动发动机，当水温达到80-85℃时，运转15min，之后适当加大节气门，再怠速运转数分钟，使发动机停止运转。等散热器完全冷却后，再以怠速运转，当水温达到80-85℃时，保持10min后停机。最好第二天再使用汽车。堵漏剂在冷却系中保留3-4天，切勿轻易放掉，保留时间愈长，效果愈好。3、散热器的修理(1)散热器上、下水室。散热器的渗漏部位大多出现在冷却管与上、下水室间的接触部位。渗漏不严重时，一般可用镀锡法修复。上、下水室腐蚀不严重，只是少数小孔或腐蚀斑点时，可用镀锡法修理。其方法是将水室浸于稀盐酸盆内以清除水垢，再取出用钢丝刷在清水中清除残留水垢，并用毛刷在内外表面涂以氯化锌铵溶液，再放入焊锡锅内，从内、外表面将砂眼焊住。当上、下水室有洞孔或裂缝时，可用补板封补方法来修理。在裂缝两端终点打两个小孔，用厚0.8mm的铜片，按裂缝长度加10-20mm剪下补板，将补板盖在裂缝上，涂以氯化锌铵溶液或氯化锌溶液，然后在四周用焊锡焊牢。项目六发动机冷却系

(2)冷却管的修理

①接管法。当外层少数冷却管损坏部分的长度不大时，可用接管法修理。方法如下：用尖嘴钳拆去已损坏冷却管上的散热片，剪下已损坏的一段冷却管；从该管的端头插进通条，穿过剪去部分的上、下口，用尖嘴钳将上、下接口整理平直；剪截一段从旧散热器上拆下的可用冷却管，其长度较需镶接的部分加长10mm左右，并将两端接口部分稍微扩大，使其能够套在所要修理冷却管的上、下接口；将镶接管套接于需要修理的散热器的接口上，同时再从该管的端头插进通条，并将接口处整理平顺，涂上一层氯化锌铵溶液，用氧焊加热，将接口用锡焊焊合。②换管法。当内层冷却管损坏或外层的冷却管损坏部分的长度较长时，可用换管法修理。方法如下：将散热器芯夹装在要修理的散热器用的活动修理架上，用一根与冷却管内孔尺寸相近的扁铜条插入需抽出调换的冷却管内，来回抽拉几次，以清除内部的积垢；将电阻加热器插入需抽换的冷却管内，两端接通24V的电流，接通约1min电阻丝即可烧红，冷却管上的焊锡也随之熔化。同时，用氧焊将冷却管与上、下底板连接处的焊锡熔化，使之脱离。切断电源，趁热用手钳将冷却管连同电阻加热器一同抽出；清除底板污垢，将表面挂有焊锡的新制冷却管或从废旧散热器上拆下的可用的冷却管插入孔内，烧热烙铁，稍沾焊锡，将冷却管与上、下底板的接合处焊牢。

③拼修法。散热器芯内排的一部分冷却管和散热片严重损坏时，可用拼修法修理，方法如下：用喷灯加热，拆卸散热器芯的上、下底板；将散热器芯的损坏部分锯下，用弯尖钳校正散热片；从废旧散热器芯上选择可用部分，锯下与所需散热器芯损坏部分同样大小的一块拼料，并校正散热片；将拼料拼合在已损坏的散热器芯上，按前述修理底板的方法将底板装于散热器芯上，将其与冷却管用焊锡焊牢。凡经接管法、换管法或拼修法修理的散热器，均应进行渗漏检查，补焊漏孔，至不再渗漏为止。项目六发动机冷却系

4、散热器芯底板的检修散热器芯底板与冷却管焊缝脱离而发生漏水现象或散热器底板有砂眼、裂缝情况时，可按下列工艺修理。喷灯或烙铁熔下冷却管与底板连接处的焊锡，卸下损坏的芯底板，浸入稀盐酸内，加热至40℃，约几分钟后取出，用清水冲洗，用钢丝刷清除残存污垢。在底板上涂以氯化锌铵溶液，注意不要进入冷却管内。用焊锡焊上或浸入熔化的焊锡内，使芯底板焊接于芯管上。焊锡温度约360℃-400℃，浸入深度约10mm，镀锡时间约为30s。散热器芯底板取出后应抖掉多余的焊锡。5、散热器盖的检查用专用手动打压器给散热器盖加压，当打压器上的压力表读数突然下降时，说明蒸汽阀打开。蒸汽阀的开启压力应符合规定，如：以CA6110型柴油发动机为29.42KPa，EQ6100-1型发动机为25-38kPa。二、膨胀水箱（一）作用加注防锈、防冻液的汽车发动机常采用膨胀水箱，其作用主要有：把冷却系变成永久性封闭系统，减少冷却水的损失；避免空气不断进人引起的机件氧化腐蚀，减少穴蚀，使冷却系中水、汽分离．保持系统内压力稳定、提高了水泵的泵水量。（二）结构膨胀水箱多采用半透明材料（如塑料）制成，透过箱体可直接观察到液面高度，无需打开散热器盖，如图6-11所示。膨胀水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连，通常位置略高于散热器。项目六发动机冷却系

（三）膨胀水箱的工作原理一般冷却系冷却水的流动是靠水泵的压力来实现的。水泵吸水的一侧压力低。易产生蒸汽泡，使水泵的出水量显著下降．并引起水泵的叶轮和水套的穴蚀，在其表面产生麻点，缩短了叶轮和水套的使用寿命。在加装膨胀水箱后，由于膨胀水箱和水泵进水口之间存在补充水管，使水泵产生了气泡，散热器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通过导管进入膨胀水箱。从而使水、气彻底分离。由于膨胀水箱温度较低，进入的气体得到冷凝。一部分变成液体，重新进人水泵，而积存在膨胀水箱液面上的气体气缓冲作用，使冷却系内压力保持稳定状态。有的冷却系不用膨胀水箱而使用储液罐，即用一根管子把散热器和储液罐的底部或上部（管口插入液面以下）连通。但这种装置只能解决水、气分离及冷却水消耗问题，对穴蚀没有明显的改善。当冷却水温升高时，散热器中液体膨胀、气化，使散热器盖蒸汽阀开启，散热器中的蒸汽或液体沿导管流入储液罐，当冷却水温降低时，散热器内压力下降，液体沿原路径流向散热器。项目六发动机冷却系

三、发动机水套气缸体和气缸盖内的一层水套，是气缸体和气缸盖的双层壁所形成的空间。主要有分水管和喷水管组成。1、分水管（图6-12a）：水套中的分水管，使冷却水能均匀流到各缸。

2、喷水管（图6-12b）水套中的喷水管，强烈地冷却排气门.为保证发动机水套各处冷却液畅通和迅速循环，避免有使冷却液停滞的死角，保证各部分的温度均匀，冷却液应先流入受热最大的部分，因此某些发动机中设置有专门的分水管。分水管一般是用黄铜皮制成的扁管，从气缸体（顺置式）或气缸盖（顶置式）的前端插入水套，并与水泵的出水孔相通。沿管的纵向开有与气缸数相同的出水孔。孔道向后依次加大，使各缸冷却均匀。冷却液从孔中射出，首先冷却最热的排气门座，然后冷却气缸壁和燃烧室。分水管损坏或腐蚀，会使气缸冷却不均匀，时间一久就会使发动机上热，功率下降。分水管损坏后应予以更换。若无配件，可将分水管抽出来用0.5mm厚的铜板，按原来形状卷叠好，并根据各缸眼孔的距离和大小，钻出孔眼，再插入气缸体内使用。有些维修人员，不注意分水管状态，或有意无意地漏装分水管，都是应当极力避免的.

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四、水泵的构造与维修根据驱动方式的不同，水泵一般分为机械水泵和电动水泵。目前大多数发动机采用机械水泵，在一些新开发的技术含量较高的发动机上已经使用了电动水泵，例如宝马６系搭载的发动机。1、作用：水泵的作用是对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。汽车发动机上多采用离心式水泵。它具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。2、组成：离心式水泵主要由水泵壳体、叶轮和水泵轴等组成，叶轮叶片一般采用径向叶片或后弯叶片两种结构，其数目一般为6－8片。3、工作原理：水泵轴转动，冷却水由进水管到叶轮中心，叶轮转动产生离心力，经出水口积压到气缸体水套中去,叶轮的中心部分形成低压，散热器中的冷却水又从进水管泵入叶轮中心，如此循环。4、水泵的检修⑴水泵的常见损伤水泵损伤以后，将出现吸水不佳、压力不足、循环不良、漏水、高温等故障，影响发动机的正常运转。常见的损伤有：水泵体破裂；水泵轴磨损或弯曲；叶轮片破裂；胶木垫圈与垫圈座的磨损，橡皮水封变形老化，水封与封座不平，密封弹簧的弹力不足；皮带轮毂与水泵轴的松旷；水泵轴承的松旷及磨损；键槽磨损，键或销被剪断等。项目六发动机冷却系

⑵水泵的检查①检查水泵体有无裂缝和破裂，螺孔、螺纹有无损坏，前后轴承孔是否磨损过限，与止推垫圈的接触面有无擦痕和磨损不平，分离平面有无挠曲变形。水泵体破裂可以用生铁焊条氧焊修理；螺孔、螺纹损坏可以扩大孔径，再攻螺纹，也可焊补后再钻孔攻丝；轴承松旷超过规定(轴向间隙不超过0.30mm，径向间隙不超过0.15mm)时应该更换；轴承孔磨损超过0.03mm时，可用镶套法修复，套和孔配合过盈量为0.025-0.050mm；止推垫圈接触平面有擦痕，垫圈座有麻点、沟槽或不平时，可用铰刀修整；壳体与盖连接平面如挠曲变形超过0.05mm时，应予以修平。②检查水泵轴有无弯曲，轴颈磨损是否过限，轴端螺纹有无损伤。水泵轴的弯曲一般应在0.05mm以内，否则应予以冷压校正。轴颈磨损过限，可以磨光后镀铬修复。③检查水泵叶轮上的叶片有无破裂，装水泵轴的孔径是否磨损过限。叶轮叶片破裂，可堆焊修复，孔径磨损过限可以镶套修复。④检查水封、胶木垫圈的磨损程度，如不合用则应换新件。⑤检查皮带轮毂与水泵轴的松旷情况，装水泵轴的孔径若磨损过限，可镶套修理。⑥检查水泵轴及皮带轮键槽的磨损情况，可以焊补后修整它的表面；也可以在与旧键槽相隔90-180°的位置上铣出新的键槽。键和销子已磨损不适用时应换新件。⑶水泵的装合⑷水泵装合后的检验水泵装合后应该进行检验。首先用手转动皮带轮，水泵轴应无阻滞现象，叶轮与泵壳应无碰击感觉。最后在水泵试验台上进行检验。当水泵轴以l000r／min的速度运转时，每分钟的排水量不应低于规定的数值，在lOmin的试验过程中，应无任何碰击声响和漏水现象。项目六发动机冷却系

五、水冷却强度的调节装置汽车发动机冷却系一般是根据发动机在某一常用工况下能得到可靠的冷却而设计的.但是，汽车行驶工况复杂，行驶阻力和车速变化幅度大，因而发动机的负荷及转速变化范围也大；另外，随着季节和地区的不同，环境温度变化也很大，我国北方严寒的冬季的低温与南方炎热的夏季的高温可相差七八十度。在汽车发动机冷却系中设置冷却强度调节装置就是为了适应这些变化.。改变冷却强度通常有两种调节方式，一种是改变通过散热器的空气流量；另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。(一)改变通过散热器的空气流量通常利用各种自动风扇离合器来实现改变通过散热器的空气流量。自动风扇离合器是根据发动机的温度自动控制风扇的转速，调节扇风量以达到改变通过散热器的空气流量，它不仅能减少发动机的功率损失，节省燃油，而且还能提高发动机的使用寿命，降低发动机的噪声。(二)改变通过散热器的冷却水的流量通常利用节温器来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（一般装在气缸盖的出水口），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。1、散热风扇散热风扇原理是提高通过散热器芯的空气流速与流量，以增强散热器的散热能力。风扇与水泵同轴安装在散热器的后面，当风扇旋转时，对前方空气形成吸力，高速空气流由前向后通过散热器芯，带走散热器芯表面的热量，加速冷却水的冷却。风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数量有关。项目六发动机冷却系

风扇紧靠在散热器的后面。发动机在前且纵向布置的汽车，风扇与水泵共轴内曲轴前端的皮带轮驱动，如图6-17所示。若发功机横向布置，风扇则用电动机驱动，这种情况可能有两个较小的风扇，多数FP式轿车均如此。风扇一般有4-8个叶片。有的汽车在风扇的叶片与皮带轮之间装有风扇离分器。当冷却水温度较低时(如低于70-75℃时)，离合器自动脱开，扇叶停止转动或转速很慢，以使发动机尽快升温，或保持发动机的温度。项目六发动机冷却系

（1）曲轴皮带驱动（图6-18）风扇由曲轴带轮通过V带驱动发电机带轮作为张紧轮,特点是发动机低速大负荷时温度高，需要提高风扇转速以加强散热，但风扇转速反而随曲轴转速而降低。不能根据发动机的热状况对冷却强度进行调节.风扇皮带由帘布层、橡胶制成。为防止工作时在皮带轮上打滑，多采用三角皮带，皮带一般为两根，风扇皮带装在曲轴、发电机和水泵三个皮带轮槽中，装好后应调整其松紧度、皮带过松易打滑而磨损，影响散热效果；过紧会加重皮带和各轴承的负荷。在正常情况下，用40-50N的力压下皮带时，其挠度在15-20mm范围内，否则,可以改变发电机在支架上的位置进行调整。（2）常用的风扇离合器的型式有：硅油风扇离合器、机械式风扇离合器和电磁风扇离合器等。①硅油风扇离合器工作原理：发动机在小负荷下工作时，由于经散热器的冷却液的温度不高，即流经散热器的气流温度也不高，因而双金属感温器接触的空气温度也较低，此时进油孔被阀片关闭，硅油不能从储油腔流入工作腔，工作腔内无油，离合器处于分离状态。主动轴与水泵轴一起转动，风扇随离合器壳体在主动轴上空转打滑，转速很低，流量很小。当发动机负荷增加，散热器中冷却液温度升高时，流经散热器的气流温度也随之升高，当气流温度达到60-65℃时，感温器受热变形而带动阀片轴和阀片转动，进油孔打开。当吹向感温器的气流温度超过65℃时，进油孔完全打开，硅油在离心力的作用下，从储油腔进入工作腔，主动板利用硅油的粘性即可带动壳体和风扇转动。项目六发动机冷却系

②机械式风扇离合器：如图6-20所示。是以形状记忆合金作为温控和驱动元件的，兼起温控和压紧作用的形状记忆合金螺旋弹簧即是用形状记忆合金材料制成的，这种合金具有形状记忆效应和超弹性特性。当形状记忆合金螺旋弹簧所处的环境温度为T1时，弹簧处于较短状态。随着环境温度的升高，形状记忆合金螺旋弹簧快速伸长，当环境温度上升到T2后，若温度再升高，弹簧几乎不再伸长。当环境温度由T2下降到T3时，形状记忆合金螺旋弹簧长度几乎不变。当环境温度由T3下降到T4时为止，形状记忆合金螺旋弹簧快速缩短，缩短到环境温度为T4时为止，弹簧几乎不再缩短。当发动机负荷较小，若离合器接触的环境气温低于（50±3）℃，形状记忆合金螺旋弹簧（如图6-15所示）保持原来形状，离合器处于分离状态。当发动机负荷逐渐增加，使离合器周围的气温超过（50±3）℃时，弹簧开始伸长，并压紧从动板，使离合器逐渐接合，风扇转速也随之增加。当气温上升到60℃时，弹簧伸长完毕，离合器完全接合，使得风扇转速与主动轴转速相同。当气温逐渐下降到54℃左右时，离合器开始分离，风扇转速降低，气温下降到40℃时离合器完全分离，风扇此时只是由于摩擦力矩驱动而低速旋转.与硅油式风扇离合器相比，机械式离合器功率损失小，温控灵敏度高，且结构简单，工作可靠，维修也较便利。项目六发动机冷却系

③电磁风扇离合器：图6-22所示为一种电磁风扇离合器的结构、风扇离合器用螺母固定在水泵上。离合器内主动和从动两部分组成.主动部分包括带三角度带槽的电磁壳体、线圈、滑环和摩擦片.从动部分包括用球轴承装在电磁壳体上的风扇毂，以及可随导销作轴向移动的衔铁环等。线圈用环氧树脂固定在电磁壳体内。引线壳体装布防护罩上，其中心孔内的电刷靠弹簧压于滑环上。从水温感应开关引来的导线接于接线柱上。当冷却水温度低于102℃时，水温感应开关的电路不通．线圈不通电，离合器处于分离状态。当水温超过102℃时,水温感应开关的电路自动接通，线圈通电，电磁壳体吸引衔铁环将摩擦片压紧，使离合器处于接合状态。项目六发动机冷却系

（3）电动风扇控制①温控热敏电阻开关控制（图6-23）电动冷却风扇系统一般由电动冷却风扇温度感应器、风扇、电动机、风扇和电动机控制开关组成。根据冷却水温度变化，使风扇断续工作，能提高整车的经济性。风扇的外径略小于散热器的宽度和高度，位置布置得尽可能对准散热器的中部，风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。这样，当风扇转动时，对空气产生轴向吸力，空气流从前到后通过散热器芯，从而使散热器芯中的冷却水加速冷却，如图6-18所示。桑塔纳系列轿车冷却风扇采用直流轴流风扇，主动风扇通过一根较细的传动带带动，从动风扇同步工作。风扇的快、慢挡转速是依靠串联电阻来实现的，其变速电阻安装于冷却风扇的电动机内。主动风扇与从动风扇固定在集风罩内，其工作电压为12Ｖ，最大功率为200Ｗ，起动方式为额定电压直接起动，高速挡功率为150Ｗ，低速挡功率为95Ｗ。

电动机的温控开关由散热器的冷却水温度控制，开关有高、低速２个挡位，低速挡在低于100℃时使用，高速挡在高于100℃时使用，需要冷却时自动起作用。这样，在一般行驶条件下，电动冷却风扇几乎不转，功率消耗减少，油耗率降低，而在低速、大负荷时又能得到充分的冷却。桑塔纳系列轿车的冷却风扇由利用水温变化来控制的热敏开关控制，当冷却风扇置于“１”挡时，转速为1600ｒ／min，工作温度为93-98℃，关闭温度为88-93℃；当冷却风扇置于“２”挡（快速）时，转速为2400ｒ／min，工作温度为102±３℃，关闭温度为93-98℃。电动冷却风扇省去了风扇皮带轮和发电机轴的驱动皮带连接，风扇叶片尺寸和散热器等布置自由度大，具有能耗低，噪音小等优点。项目六发动机冷却系

②水温开关和风扇继电器控制（图6-24）温度91℃以上时（或空调压缩机开关闭合），水温开关接通风扇继电器线圈电路，风扇继电器触点闭合，电动风扇工作。项目六发动机冷却系

b.硅油式风扇离合器的修理当双金属片感温器的双层金属间出现脱层开裂时，会失去温控能力，应予以更换。当阀片不能全开或全关时，离合器不能正常的接合或分离，应对阀片进行调整。当阀片变形时，应进行校正或更换。密封毛毡团失去密封性能时，应进行更换，以防止硅油泄漏。C.硅油式风扇离合器装配后的试验硅油式风扇离合器装配后，应在台架上进行性能试验。首先进行全速试验，检查风扇离合器主、从动板的转速差率。试验时，取下双金属片感温器，保证硅油以最大流量流人工作腔，再把主动板转速提高到3000r／min测出从动板的转速两者转差率允许范围为3％-7％。若大于7％，可向贮油室内注入3cm3的硅油增加传动介质，以提高从动板的转速。然后进行接合、分离温控试验，若超出规定应进行调整。②电磁式风扇离合器的检修电磁式风扇离合器常见的故障是电刷、主动摩擦片、衔铁环的磨损，线圈的损坏，温度传感器的损坏等。当电刷磨损不平时，可用砂布磨成与滑环相适应的弧面，当磨损过多时，应更换新电刷。主动摩擦片应比电磁壳体的端面高出0.50mm左右；如果摩擦片与电磁壳体磨平时，应更换摩擦片。衔铁环磨损起槽时，可用车床车平。但车削后，导致大头端面应低于衔铁环表面，否则应用铣床铣导销沉头孔。线圈的阻值一般为几欧姆到几十欧姆。如果线圈无阻抗或阻抗无穷大，则应更换电磁离合器，也可拆除旧线圈按原来的线圈导线直径、匝数及线圈形状重新绕制线圈。当温度传感器损坏后，表现为风扇离合器的技术状态良好，但工作不正常，这时应更换温度传感器。项目六发动机冷却系

③电动风扇热敏开关检修发动机热态时，即使发动机已经熄火，风扇仍然可能转动。如果冷却液温度很高但风扇不转，应检查熔断器，若熔断器完好，则应停止检查温控开关，必要时检查电动机的功能，或更换有关部件。以桑塔纳2000发动机为例子，检查电动风扇热敏开关，将风扇热敏开关放入加热的水中，用万用表测量第一档，当水温达到93℃-98℃时应能导通，当水温达到88℃-93℃时，应断开，而第二档105℃时为导通，93℃-98℃时应断开，否则，应更换电动风扇热敏开关。④检查风扇、皮带与调整风扇皮带松紧度的方法和步骤：风扇和发电机一般同时由曲轴带轮通过三角皮带驱动，—般将发电机的支架作成可移动式，以调节皮带的张紧度.用手轻轻轴向扳动风扇叶片，水泵轴应无轴向间隙，叶片安装牢固,检查风扇皮带无表面开裂、油污等。皮带过松，将引起皮带相对带轮打滑，使风扇的扇风量减少，发动机过热及发电机的发电效率下降；皮带过紧，将增加发电机轴承的磨损。因此要求皮带必须保持合适的松紧度，一般用大拇指以30-50N的力，按下皮带产生10-15mm的挠度为宜。项目六发动机冷却系

（一）电子控制冷却系组成与工作原理电子控制冷却系主要由信号输入装置、ECU和控制输出装置组成，其中信号输入装置主要有发动机转速传感器、带进气温度传感器的空气流量计、发动机出口温度传感器、散热器出口温度传感器、温控开关等元件组成；控制输出装置主要有温度调节单元、散热风扇等元件组成。该系统的传感器采集必要的信息，发动机控制单元对这些信息时刻进行计算，并根据计算结果进行相应控制，激活加热电阻，打开大循环，调节冷却液温度；激活冷却风扇，迅速降低冷却液温度，如图6-27所示。项目六发动机冷却系

（二）温度调节单元温度调节单元即温度调节执行机构，其功能和基本机械设计与传统的节温器一样。膨胀元件（蜡元件）与发热元件（加热器）制成一体，即节温器和节温器盖制成一体，节温器盖用铝制成，与电加热元件合成并连接到节温器膨胀元件上。1、发动机冷起动、小负荷时当发动机冷起动、暖机及小负荷时，冷却液经过发动机缸盖、分配器上平面流入，此时，小阀门打开，冷却液通过小阀门直接流回水泵处，形成小循环，冷却液温度为95-110℃，如图6-28所示。2、发动机全负荷时当发动机全负荷时，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，溶解石蜡体，使大阀门打开，进行大循环。同时，关闭小循环通道，切断小循环，冷却液温度为85－95℃，如图6-29所示。项目六发动机冷却系

2、温度调节单元的控制当处于起动或停车工况时，无电压加载，温度调节单元的加热系统不是加热冷却液，而是加热温度调节单元石蜡体部分，使大循环打开。加热电阻位于膨胀式温度调节单元的石蜡中，电阻根据特性图加热石蜡，使石蜡膨胀发生位移，温度调节单元通过此位移进行机械调节。加热是由发动机控制单元发出的一个脉冲信号来完成的，加热程度由脉宽和时间决定。散热风扇的控制电控冷却系中装有２个冷却液温度传感器，其中一个是在发动机冷却液出口处，采集发动机出水口处冷却液温度；另一个是在散热器前入水口处，采集散热器前入水口处冷却液温度，并传输给发动机控制单元一个电压信号，写预编与在“电脑”里的冷却液的特性值与温度相比较后，给出一个脉冲信号，为节温器的加热电阻加载电压。温度比较值还调节散热风扇。如果发动机冷却液出口处冷却液温度传感器损坏，冷却液温度控制以95℃为替代值，并且风扇以“１”挡常转；如果散热器前入水口处冷却液温度传感器损坏，控制功能保持风扇以“１”挡常转；如果其中一个温度超出极限，风扇“２”挡被激活；如果上述两传感器都损坏，电压最大值被加载于加热电阻，并且风扇以“２”挡常转当发动机全负荷时要求具有足够的冷却能力，为了提高冷却能力，控制单元为风扇电动机设置了２个转速，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