汽车发动机构造与维修 课件冷却系统

任务一：冷却系的组成及水路任务二：冷却系的主要零部件任务三：冷却液

发动机冷却系统复习回顾：1、润滑油路中限压阀的作用？限制机油泵输出的润滑油最高压力2、润滑油路中旁通阀的作用？当机油滤清器堵塞后，保证有润滑油进入主油道3、润滑油路中高低压阀的作用？监测机油压力，润滑油路出现故障后，接通仪表盘报警指示灯发动机过热发动机过冷充气效率低，早燃和爆燃易发生，发动机功率下降运动机件易损坏润滑油粘度减小、润滑油膜易破裂加剧零件磨损

燃烧困难，功率低及油耗高润滑油粘度增大，零件磨损燃油凝结而流入曲轴箱，增加油耗，且机油变稀，从而导致功率下降，磨损增加思考：发动机过热或过冷的危害?有试验显示，车辆行驶时发动机水温在40℃~50℃时，发动机磨损增加60％~80％，功率下降25％，油耗增加8％~10％。

一、冷却系的作用：发动机正常工作时，可使温度维持在80～90℃

任务一：冷却系的组成及水路

二、冷却系的类型：

冷却介质：

风冷：发动机产生的热量直接散入大气

水冷：发动机产生的热量通过冷却水散入大气而进行冷却的装置水箱发动机机体水泵三、水冷系的组成及水路循环桑塔纳轿车水冷系统膨胀水箱发动机水套水箱风扇水管水泵节温器热敏开关

1、组成：风扇(有的装风扇离合器)、水泵、水套(在气缸盖或气缸体上制出的夹层空间)、散热器、节温器、水管、水温表和传感器等。上贮水箱散热器盖风扇节温器水温表水套水套分水管水泵放水开关下贮水箱散热器活动：一组到电控台架上找出图示冷却系的组成零部件的位置并能准备说出其名称。 其于组的同学自学冷却系的组成零部件的作用，后各组派代表总结。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。你了解汽车空调的暖风原理吗？冷却系的工作演示一、散热器

散热器俗称水箱，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。任务二：冷却系的主要零部件

进水室出水室散热器芯1、散热器结构纵流式散热器横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。2、散热器芯的结构形式（了解）管片式散热器芯（冷却管的断面大多为扁圆形）

管带式散热器芯板式散热器芯思考：管片式采用的扁圆形的冷却管与圆形冷却管的比较？散热器芯结构比较管片式：散热面积大，气流阻力小，结构刚度好。管带式：冷却管呈扁平形，减少空气阻力，增加散热面积。与管片式相比，散热能力强，制造工艺简单，质量轻，成本低，在使用条件较好的汽车上广泛使用。（AJR）板式：散热效果好，制造简单，但焊缝多，不坚固，容易沉积水垢且不易维修。要求：足够的散热面积，所用材料导热性要好。散热器芯一般采用铜或者散热片采用铝覆锌带材制成。4-散热器盖3、散热器盖（水箱盖）回顾：汽油箱盖的特殊结构？

思考：水箱盖的空气—蒸汽阀的作用？

现代汽车散热器盖一般具有空气——蒸汽阀。当散热器内部压力大于规定值时（一般为0.026～0.037MPa，某些轿车可达0.1MPa），蒸汽阀打开，蒸汽及冷却液由蒸汽排出管流出。为了减少冷却液的损失，保证冷却系的正常工作，散热器的溢流管与储水箱相连，散热器内的蒸汽压力升高到某一值时，其盖上的压力阀打开，冷却液通过压力阀通过溢流管进入储水箱；当发动机停止工作，冷却液温度降低，体积收缩后，散热器内的压力低于大气压力时，空气阀打开，使空气或储存箱中的冷却液流入散热器内，以防止散热器或水管塌陷，并保持冷却液的量。散热器盖的这种结构可以提高冷却液的沸点，使冷却液不易沸腾；同时可以提高散热器水与空气的温差，提高冷却效率，并且可以减少冷却液的流失。

作用：密封水冷系并调节系统的工作压力二、水泵1-水泵壳体2-叶轮3-进水管4-出水管离心式水泵示意图1、作用：对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。2、

离心式水泵的工作原理(2)吸水：与压水同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。(1)压水：当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，由于离心力的作用，水被甩向叶轮边缘，在蜗行壳体内将动能转变为压能，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。

三、补偿水桶（膨胀水箱）

活动2：分组观察帕萨特电控台架的补偿水桶水管的连接方式（几根水管，分别连接什么地方），并思考其作用。

补偿水桶为塑料制品并用软管与散热器冷却液加注口上的蒸汽排出管连接，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器。1-散热器；2-水泵进水管；3-水泵；4-节温器；5-水套出气管；6-水套出水管；7-进水口处保持较高的水压，减少膨胀水箱；8-散热器出气管；9-补充水管；10-旁通管作用(1)把冷却系变成永久性封闭系统，减少冷却液的损失；(2)避免空气不断进入，避免了机件的氧化腐蚀；(3)减少了穴蚀；(4)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。膨胀水箱的作用原理

(1)一般冷却系冷却液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，使水泵的出水量下降，并引起水泵叶轮和水套的穴蚀，在其表面产生麻点和凹坑，缩短了叶轮和水套的使用寿命。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，使水泵进水口处保持较高的水压，减少了汽泡的产生。

(2)散热器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通过蒸汽导管进入膨胀水箱，从而使水、汽彻底分离。由于膨胀水箱温度较低，进入的水蒸汽得到冷凝，一部分变成液体，重新进入水泵。而积存在膨胀水箱液面上的气体起缓冲作用，使冷却系内压力保持稳定状态。补充冷却液

如何补充冷却液？当冷却液受热膨胀后，部分冷却液流入补偿水桶；当冷却液温度下降时，散热器内产生一定的真空度，部分冷却液又被吸回散热器。在补偿水桶的外表面上刻有两条显示液面高度的标记线：“DI”(低)和“GAO”(高)。补偿水桶内的液面应位于两条标记线之间。若液面低于“DI”线时，应向桶内补充冷却液。在向桶内添加冷却液时，液面不应超过“GAO”线。“FULL”（充满）与“ADD”（添加）四、冷却强度调节装置

思考：为何要进行冷却强度的调节？

1、冷却强度调节目的：

强制式水冷却系统的冷却强度，一般受汽车的行驶速度，曲轴、水泵和风扇的转速及外界气温的影响。当行驶条件变化时，如外界气温高，发动机在低速大负荷情况下工作，要求冷却强度大，否则发动机容易过热。而当外界气温低，发动机负荷又不大时，其冷却强度应小些，否则发动机容易过冷。因此，要保证发动机在最佳的温度下工作，不出现过热过冷现象，就必须能根据使用条件的变化自动调节发动机冷却强度。(一)概述2、冷却强度调节方法：一是改变散热器的冷却液量；二是改变流经散热器的空气流量。即第一种方式是通过节温器来实现；第二种通过控制百叶窗和风扇来完成案例：某车主反映：冬季温度较低，汽车发动机却出现开锅现象，且温度一直下不去。

原因：节温器打不开。(二)节温器常用：石蜡式1、作用随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。回顾并思考：冷却水的小循环与大循环的区别？2、安装位置节温器3、节温器损坏的两种方式

1）达到规定温度打不开或开度不够，造成冷却系统形不成大循环，就是冷却液不走水箱了，所以散热效果差，会造成水温高；2）不管温度多少都是打开的，造成冷却系统总是进行大循环，会造成水温过低，特别是冬季。不装节温器的后果发动机不仅怕高温还怕低温，车辆行驶时发动机正常水温应在80℃~90℃，而拆掉节温器会导致水温偏低，导致发动机动力下降、油耗上升，加剧零件磨损。有试验显示，车辆行驶时发动机水温在40℃~50℃时，发动机磨损增加60％~80％，功率下降25％，油耗增加8％~10％。蜡式节温器（以AJR发动机为例）的工作原理

特性：冷却液温度达到87±2度时，节温器阀开始打开，102±3度时全开，升程应不小于7mm

注意：AJR发动机的小循环常循环，提高冷却系统的温度，改善发动机的热效率，确保冷却系统始终有冷却液通过不小于7mm4、节温器的检查

由于节温器长期工作，阀门开度不足或石蜡泄漏，弹簧顶紧阀门后无法大循环，仅进行小循环，会使发动机过热造成损坏机件或严重机件事故。一般行驶5000km应更新。故定期检查节温器工作情况十分必要。1）解体发动机节温器检查方法：思考：如何进行节温器的解体检查方法？

首先将节温器放在盛于热水的器皿中，然后升温加热检查阀门，不符合规定的应更换：

A、测定开始开启温度87±2℃；

B、测定完全开启温度102±3℃；

C、全开时阀门升程约为7mm。

活动3:分组进行节温器的解体检查。2）对于不解体冷却系统来节温器检查方法：主要是通过散热器进水管和出水管的温差来判别。在发动机冷机启动的前段时间内，进、出水管用手触摸应有明显的温差，在工作了一段时间以后，温差明显缩小。当发动机到达正常工作温度时（80℃-90℃）时用手触摸已无明显温差感觉。若发动机怠速运行一段时间后，用手摸上下水管温差来判断，温度相差大，说明节温器没有打开，故障了。出现此情况，一定要及时检查更换之，否则高温易严重损坏发动机的。（三）风扇1、

作用：提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力，并冷却发动机附件。2、安装位置：风扇多为轴流式，装在发动机与散热器之间。风扇有轴流和径流式两种，是以风扇工作时，空气的流动方向而得名的。轴流式风扇工作时，叶片推动空气以与轴相同的方向流动，所以称为轴流风扇；径流式风扇工作时，叶片推动空气以与轴相垂直的方向（即径向）流动，所以称为径流风扇。活动4:分组观察492Q发动机与帕萨特电控发动机台架上风扇安装方式的区别？机械控制的风扇

传统风扇一般采用钢板冲压而制成，和水泵同轴，与发电机一起同时由曲轴带轮通过V带驱动。一般将发电机支架作成可移动式，以调节V带的张紧度。

电动风扇现代汽车发动机风扇通常采用合成树脂材料制成，以减少噪声，且广泛采用电动风扇，其特点是风扇不与水泵同轴，而由电动机驱动，并受冷却液温度作用的温度开关控制。发动机低温时风扇不转动，当发动机高温后风扇才转动，且某些发动机风扇有高、低两个档位，由专门的电路控制。AJR发动机采用两个轴流风扇，分别由两个独立的电机驱动电动风扇思考：电动风扇受什么控制？与发动机转速影响吗？电动风扇由电机驱动，受冷却液温度控制的温控开关控制风扇的转动，不受发动机转速的影响。一种：温控开关（热敏电阻）①以桑塔纳轿车为例：冷却液温度高于368K（95℃），温控开关的低温触点闭合，风扇电机以1600r/min低速运转；冷却液温度升高到378K（105℃）时，温控开关的高温触点闭合，风扇电机以2400r/min高速运转空调压缩机工作，风扇常转。二种：电脑控制（水温传感器）电脑①风扇离合器一些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功率损耗，节约燃料，还能降低发动机噪声，提高发动机使用寿命。目前，常见的风扇离合器有硅油式、机械式和电磁式三种类型。百叶窗由于节温器的存在，在冬季冷车起动后的热车过程中，或在严寒冷却液温度较低时，水只进行小循环，水在散热器内有冻结的危险。为此，需在散热器前安装挡风装置，用来调节流过散热器的空气流量，以调节冷却液的冷却强度，使发动机保持在狭窄的正常温度范围内。并保持机罩内的正常温度不低于20℃，以改善燃油的汽化条件，减少排气的污染。百叶窗由许多片活动挡板组成的，安装在散热器前面，有垂直安装的，也有水平安装的。百叶窗的开度通过一套操纵机构由驾驶员控制，有些汽车采用调温器来自动控制百叶窗开度。

任务三：冷却液一、冷却液的组成与特点冷却液的全称应该叫防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液。防冻液可以防止在寒冷冬季停车时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体或盖。汽车正常的保养项目中，每行驶一年，需更换发动机防冻液。组成：水、防冻剂、添加剂3部分组成，防冻剂成分不同：酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。酒精型冷却液是用乙醇(俗称酒精)作防冻剂，价格便宜，流动性好，配制工艺简单，但沸点较低、易蒸发损失、冰点易升高、易燃等，现已逐渐被淘汰；甘油型冷却液沸点高、挥发性小、不易着火、无毒、腐蚀性小，但降低冰点效果不佳、成本高、价格昂贵，用户难以接受，只有少数北欧国家仍在使用；乙二醇型冷却液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68℃，这种冷却液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点，是一种较为理想的冷却液，目前国内外发动机所使用的和市场上所出售的冷却液几乎都是这种乙二醇型冷却液。汽车冷却液的四大功能1、冬季防冻为了防止汽车在冬季停车后，冷却液结冰而造成水箱、发动机缸体胀裂，要求冷却液的冰点应低于该地区最低温度10℃左右，以备天气突变。

2、防腐蚀冷却液应该具有防止金属部件腐蚀、防止橡胶件老化的作用。3、防水垢冷却液在循环中应尽可能少地减少水垢的产生，以免堵塞循环管道，影响冷却系的散热功能。4、高沸点（防开锅）符合国家标准的冷却液，沸点通常都是超过105℃，比起水的沸点100℃，冷却液能耐受更高的温度而不沸腾（开锅），在一定程度上满足了高负荷发动机的散热冷却需要。

冷却系的清洗水垢是一种热阻很大的物质，当其厚度超过1mm时，散热器的性能就会大大降低。因此，必须定期清除冷却系统中的水垢。清除水垢常用的清洗剂有两种，一种是在5000g水中加入750g苛性钠和250g煤油；另一种是在5000g水中加入1000g苏打粉和500g煤油，清洗剂的用量应根据冷却水量而定。其除垢步骤为：1、发动机在正常工作温度下熄火，立即放净冷却水，将清洗剂加入冷却系统。2、启动发动机，中速运转5～10分钟，期间可改变几次转速，以改变清洗剂的流速，冲掉系统中的沉积物。然后熄火静置10～12小时，使清洗剂充分与水垢进行反应。3、重新启动发动机，中速运转5～10分钟后熄火，趁热放掉清洗剂。4、换入清洁水继续清洗二三次，直至放出的水无污物时为止。5、装复节温器，除垢即告结束。

二、冷却系常见故障

冷却系常见故障是冷却液泄漏、发动机温度过高、过低等。1、冷却液泄漏一般发动机的冷却系是全封闭的，在正常情况下，冷却液不需经常添加。如果冷却液液面下降很快，即表明冷却系有泄漏故障。

故障原因

散热器盖及密封垫损坏。散热器盖及其密封垫损坏，将破坏冷却系的密封，在发动机工作时，冷却液蒸发逸出或汽车摇晃造成冷却液酒出损失。为检验散热器盖是否密封，可进行散热器盖加压检查。

外部渗漏。由于冷却液加有染料着色，很容易看到渗漏部位。常见的渗漏点是软管、软管接头、散热器芯和水泵等部位。

内部渗漏。若冷却液从冷却系内渗漏到发动机内，可检查缸盖螺栓是否拧紧，缸垫是否密封，缸盖是否翘曲，缸盖、缸体是否破裂。2、发动机温度过高

（1）故障现象：冷却液温警报灯闪烁或水温表指针长时间在红区，冷却液沸腾出现蒸汽；在上述情况下，发动机动力不足。

（2）故障原因

冷却系的原因导致发动机过热的原因有：冷却液量不足，水泵损坏，冷却液泵堵塞或损坏，散热器或缸体内水套结垢多、堵塞，使冷却液冷却效果降低。

A、节温器失效、卡死或堵塞；节温器不能正常开启，冷却液不能流过散热器。节温器能否正常工作，可由试验确定，其表现应符合技术规定。

B、散热器风扇电机或散热器双温热敏开关出现故障。温控风扇的损坏不能正常工作，从而使发动机过热。

C、非冷却系故障引起的发动机过热的原因：超负荷、低速档行驶时间过长，点火过早过晚都会引起发动机过热。因此，必要时应检查点火提前角并予以调整。混合气过浓或过稀，燃烧室积炭过多等也会引起发动机过热。

汽车使用条件如气候、风向、道路、负荷等因素也影响发动机温度。3