福交院汽车发动机构造与维修教案04冷却系统

福建交通职业技术学院汽车发动机与维修教案教学内容备注PAGEPAGE2福建交通职业技术学院（首页）班级：日期：年月日编号004－1教学目的与要求正确理解冷却系的功用与分类正确掌握水冷系的冷却过程本课重点与难点水冷系的组成与水路循环课堂进程次序内容冷却系的功用冷却系的类型水冷系的组成与水路循环冷却液第四章发动机冷却系第一节冷却系的概述冷却系的功用与类型由发动机总体构造导入发动机冷却系统启发分析：1．冷却系的功用（1）发动机过热、过冷的危害1）发动机过热的危害·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2）发动机过冷的危害·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（2）冷却系功用·使发动机得到适度冷却，防止发动机过冷、过热·以保证发动机在正常的温度范围内工作简要分析：·要求学生理解发动机过热、过冷的危害及发动机冷却系的功用2．冷却系的分类（1）风冷却系统（图10-1）·冷却介质是空气，利用气流使散热片的热量散到大气中·组成：风扇、导流罩、散热片、气缸导流罩、分流板。·工作情况：缸体、缸盖均布置了散热片，气缸、缸盖都是单独铸造，然后组装到一起，缸盖最热，采用铝合金铸造，且散热片比较长，为了加强冷却，保证冷却均匀，装有导流罩、分流板·分类：采用一个风扇时，装在发动机前方中间位置；采用两个风扇时，分别装在左右两列汽缸前端。·特点：结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。难以调节，消耗功率大、工作燥声大。对比分析：·要求学生理解风冷却系统组成、原理及特点图10-1：风冷却系统（2）水冷却系统（图10-2）·冷却介质是“水”，通过冷却水的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并散发到大气中·组成：水泵、水套、散热器、百叶窗、风扇、分水管、节温器、水温表等。·要求学生理解掌握水冷却系统组成、原理及特点图10-2：水冷却系统水冷系的组成与水路循环重点介绍：1．水冷系的组成（图10-3）·桑塔纳轿车水冷系统启发分析：·要求学生理解掌握水冷系的组成图10-3：水冷系的组成2．水冷系的水路循环·水泵作用下，水经水套而吸热，沿水管流入散热器（同时风扇作用而散热），水的温度下降后又由水泵泵回水套内（1）大循环（图10-4）·水温高于70°，部分水流经散热器；水温高于83°时，水套中的热水全部流经散热器，进行大循环。重点分析：·要求学生理解掌握水冷系的水路循环：大循环和小循环图10-4：水冷系的大循环（2）小循环（图10-5）·水温低于70°，水套中的水经旁通水道进入水泵，又经水泵压入水套，不经散热器。图10-5：水冷系的小循环2．电控发动机冷却系·凌志LS400发动机冷却系（图10-6）简要介绍：·要求学生了解电控发动机冷却系的组成图10-6：凌志LS400发动机冷却系冷却液1．冷却水·最好使用软水，如雨水、河水、自来水；尽量不用硬水，如泉水、井水，容易产生水垢；硬水可加纯碱、加烧碱、加红矾溶液进行软化。2．防冻液·甘醇、甘油、酒精等配制而成。简单介绍：·要求学生了解冷却液归纳小结：·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容

福建交通职业技术学院（首页）班级：日期：年月日编号004－2教学目的与要求正确理解水泵、水套、散热器、百叶窗、风扇、分水管、节温器、水温表等组成的结构与工作原理本课重点与难点重点掌握水泵、散热器和节温器的结构原理课堂进程次序内容发动机水套水泵散热风扇及其控制散热器膨胀水箱节温器第四章发动机冷却系第二节冷却系主要部件的构造水冷系的组成：水泵、水套、散热器、百叶窗、风扇、分水管、节温器、水温表等。由发动机冷却系统导入一、发动机水套1．概念·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2．主要结构（1）分水管（图10-7a）·水套中的分水管，使冷却水能均匀流到各缸（2）喷水管（图10-7b）·水套中的喷水管，强烈地冷却排气门（a）分水管（b）喷水管简单讲解：·要求学生了解发动机水套及其主要结构图10-7：发动机水套二、水泵1．功用与类型·对冷却水加压，强制冷却水流动·汽车发动机广泛采用离心式水泵2．结构组成（图10-8a）·水泵体水泵盖、叶轮、水泵轴、轴承、水封3．工作原理（图10-8b）·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，经出水口积压到汽缸体水套中去·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，如此循环不息（a）结构组成（b）工作原理重点讲解：·要求学生了解水泵的功用与类型·要求学生理解掌握离心式水泵的结构与原理图10-8：离心式水泵的结构与原理三、散热风扇及其控制重点讲解：1．风扇功用与结构（图10-9）·功用：促进散热器的通风，提高散热器的热交换能力·结构：与水泵同轴，由叶片和连接板组成·风扇型式：叶尖前弯、尖窄根宽、尼龙压铸整体风扇·要求学生了解风扇功用与结构图10-9：风扇功用与结构2．风扇控制（1）曲轴皮带驱动（图10-10）·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：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启发分析：·要求学生理解曲轴皮带驱动风扇控制的特点图10-10：曲轴皮带驱动风扇控制（2）硅油风扇离合器1）结构（图10-11）·主动轴固定在风扇带轮上由曲轴驱动，主动板随主动轴一起旋转·从动板、前盖、壳体、风扇连成一体·前盖与从动板间空腔为储油腔，储有高粘度硅油·壳体与从动板间空腔为工作腔·从动板上有进油孔、回油孔、泄油孔。进油孔由感温器根据水温高低控制封闭或打开2）工作原理·发动机温度低时：进油孔关闭，工作腔内无油，风扇离合器分离，风扇空转·发动机温度高时：阀片使进油孔开，硅油从贮油腔进入工作腔，风扇离合器接合，增强冷却。硅油被甩向外缘，经回油孔流回储油腔，再经进油孔流回工作腔形成循环回路·特点：可以根据发动机的热状况随时对其冷却强度加以调节类比分析：·要求学生理解水硅油风扇离合器的结构与工作原理图10-11：硅油风扇离合器结构（3）电动风扇控制1）温控热敏电阻开关控制（图10-12）·电动风扇由电动机驱动，蓄电池为动力，其转速与发动机的转速无关·电动机由位于散热器的温控热敏电阻开关控制，需要风扇工作时自行启动·风扇无动力损失，结构简单，布置方便·如捷达、桑塔纳等轿车电动风扇均为两挡：温度92~97℃时，热敏开关接通电动风扇1挡，风扇转速为2300r/min；温度99~105℃时，热敏开关接通电动风扇2挡，风扇转速为2800r/min；温度降到84~91℃时，热敏开关切断电源，风扇停转启发分析：·要求学生理解掌握电动风扇控制图10-12：电动风扇温控热敏电阻开关控制2）水温开关和风扇继电器控制（图10-13）·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·要求学生理解掌握水温开关和风扇继电器控制电路及过程图10-13：水温开关和风扇继电器控制（4）电控液压散热风扇1）液压系统组成（图10-14）·散热风扇由液压马达驱动，·由电磁阀控制液压马达流量，控制散热风扇无级变速·与液压动力转向液压系统并联启发分析：·要求学生理解掌握电控液压散热风扇组成及控制过程图10-14：液压系统组成2）凌志ES3003VZ-FE原车位置（图10-15）图10-15：凌志ES3003VZ-FE原车位置3）电控系统电路图（图10-16）·微机接收水温传感器、发动机转速、节气门位置、空调开关信号，控制电磁阀的开度图10-16：电控系统电路图（5）微机控制散热风扇（图10-17）·切诺基4.0L发动机·冷却液温度约达103℃时，微机使散热风扇继电器接柱3l接地，风扇电机工作。·当发动机冷却液温度低于88℃时，微机停止向散热继电器提供接地，风扇电机停止工作·如果空调压缩机工作，不管冷却液温度如何，微机都将使散热器风扇继电器接地，使冷却风扇电机工作。类比分析：·要求学生理解）微机控制散热风扇组成及控制过程图10-17：微机控制散热风扇四、散热器（水箱）1．功用、类型及位置·功用：将冷却水的热量散入大气·类型：磁电式、管带式2．散热器构造（图10-18）·上、下水箱贮存冷却水·散热器芯吸收热量·进水口与缸盖上出水口相连·上水箱上设有加水口，并用散热器盖封闭·下水箱底部开有出水口和放水开关简单讲解：·要求学生了解散热器（水箱）主要结构图10-18：散热器构造3．散热器盖（图10-19）·作用：调节冷却水的工作压力，从而提高水的沸点，使冷却水不易沸腾·水温正常时，空气阀和蒸气阀关闭，上储水箱与蒸气排出管隔开。·蒸汽阀开启（左图）：·蒸气压力达到126-137KPA时，蒸气阀打开，部分蒸气外泄。·空气阀开启：蒸气压力降到99-87KPA时，空气阀被大气压力压开，部分空气被吸入。（a）蒸汽阀开启（b）空气阀开启·要求学生了解散热器盖结构图10-19：散热器盖五、膨胀水箱1．功用·建立封闭系统，减少空气对冷却系内部的氧化·使水、气分离·避免冷却水的流失2．膨胀水箱结构及工作原理（图10-20）·膨胀水箱用橡胶管与散热器相接·水温升高后，流入膨胀水箱·水温降低后，吸回散热器·膨胀水箱的“DI”、”GAO”线简单讲解：·要求学生了解膨胀水箱结构及工作原理图10-20：膨胀水箱结构及工作原理六、节温器1．功用与类型·功用：根据水温的变化，自动调节冷却水的循环路线·类型：蜡式