第8章发动机冷却系统

1、l8.1 8.1 冷却系统的作用及类型冷却系统的作用及类型l8.2 8.2 冷却系统的基本组成冷却系统的基本组成l8.3 8.3 冷却系统的工作原理冷却系统的工作原理l8.4 8.4 使用维护与常见故障使用维护与常见故障2教学目标与要求教学目标与要求l掌握冷却系的作用与分类掌握冷却系的作用与分类l掌握冷却液的分类与选用掌握冷却液的分类与选用l掌握冷却系的基本组成与结构原理掌握冷却系的基本组成与结构原理l学会冷却系统主要部件的拆装学会冷却系统主要部件的拆装l掌握冷却水工作循环掌握冷却水工作循环 38.1.1 8.1.1 冷却系统的作用冷却系统的作用 保证发动机在所有工况下都保持在保证发动机在所有

2、工况下都保持在最适宜的温度范围内（最适宜的温度范围内（80-9080-90）下工作。下工作。 既要防止发动机夏天过热，又要防既要防止发动机夏天过热，又要防止发动机冬季过冷。止发动机冬季过冷。 在冷发动机起动后，冷却系还要保在冷发动机起动后，冷却系还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。作温度。 41.1.冷却方式冷却方式: :水冷；风冷。水冷；风冷。 风冷系：风冷系：以空气为冷却介质。以空气为冷却介质。 水冷系：水冷系：以冷却液为冷却介质。以冷却液为冷却介质。 汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系，只有少数汽车发

3、动机采用风冷系。用水冷系，只有少数汽车发动机采用风冷系。 发动机冷却系统发动机冷却系统61-1-散热器散热器 2-2-散热器盖散热器盖 3-3-散热器进水软管散热器进水软管 4-4-补偿水桶补偿水桶 5-5-电动风扇电动风扇 6-6-散热器出水软管散热器出水软管 7-7-暖风机进水软管暖风机进水软管 8-8-水阀水阀 9-9-节温器节温器10-10-旁通阀旁通阀 11-11-暖风机暖风机 12-12-暖风机出水软管暖风机出水软管13-13-旁通旁通管管 14-14-热气排气口热气排气口 15-15-冷却水泵冷却水泵 16-16-机油冷凝器机油冷凝器 17-17-连接管连接管发动机水冷系91-1

4、-火花塞火花塞 2-2-气缸盖散热片气缸盖散热片 3-3-缸体散热片缸体散热片 4-4-活塞活塞 5-5-气气缸导流罩缸导流罩 6-6-风扇及皮带轮风扇及皮带轮 冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成。成。 按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。型、乙二醇型等类型的冷却液。l用乙醇用乙醇( (俗称酒精俗称酒精) )作防冻剂，作防冻剂，l价格便宜，流动性好，配制工艺简单，价格便宜，流动性好，配制工艺简单，但沸点较低、易蒸发损失、冰点易升高但沸点较低、易蒸发损失、冰点易升高、易燃等，现、易燃等，现已逐渐被淘汰

5、已逐渐被淘汰；l 密度：密度：0.78945 g/cm3; (0.78945 g/cm3; (液液) ) ；l 熔点：熔点：-114.3 -114.3 C (158.8 K) C (158.8 K) ；l 沸点：沸点：78.4 78.4 C (351.6 K) C (351.6 K) ）l沸点高、挥发性小、不易着火、无毒、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，高、价格昂贵，用户难以接受，只有少只有少数北欧国家仍在使用；数北欧国家仍在使用；l 相对密度相对密度1.263621.26362。l 熔点熔点17

6、.817.8。l 沸点沸点290.0290.0l 用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。蚀等综合添加剂配制而成。l 由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达的冷却液，其最低冰点可达-68-68，这种冷却，这种冷却液具有沸点高（液具有沸点高（ 197.3197.3）、泡沫倾向低、粘）、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点。温性能好、防腐和防垢等特点。l 是一种较为理想的冷却液，目前是一种较为理想的冷却液，目前国内外国内外发动机发动机所使用的和市场上所出售的冷却液所

7、使用的和市场上所出售的冷却液几乎都是几乎都是这这种乙二醇型冷却液种乙二醇型冷却液141.1.散热器散热器2.2.冷却风扇冷却风扇 3.3.冷却水泵冷却水泵 4.4.节温器节温器 5.5.冷却液温度传感器冷却液温度传感器 15l 散热器的功用散热器的功用 散热器又称为水箱，将散热器又称为水箱，将水套中流出的热水分水套中流出的热水分成许多股小水流，以成许多股小水流，以增大散热面积，加速增大散热面积，加速水的冷却。水的冷却。2. 2. 散热器的构造散热器的构造 由上水室、散热由上水室、散热器芯和下水室等组成。器芯和下水室等组成。安装在发动机前的车安装在发动机前的车架横梁上。架横梁上。其作用是将冷却水

8、在其作用是将冷却水在水套中所吸收的热量水套中所吸收的热量散发至外界大气，使散发至外界大气，使水温下降。水温下降。上水箱上水箱散热器盖散热器盖下水箱下水箱散热器芯散热器芯出水管口出水管口进水管进水管安装处安装处1718散热器盖散热器盖 汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的散热汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的散热气盖具有空气气盖具有空气蒸汽阀（压力式），可自动调节冷蒸汽阀（压力式），可自动调节冷却系内部压力，提高冷却效果。却系内部压力，提高冷却效果。 1 1）提高了冷却水的沸点，）提高了冷却水的沸点，改善了冷却效能。改善了冷却效能。2 2）压力达到）压力达到126126137Kpa137Kpa

9、时，蒸汽阀开启而使水蒸时，蒸汽阀开启而使水蒸汽从通气孔排出；汽从通气孔排出；3 3）当水温下降，冷却系内）当水温下降，冷却系内部的真空度低于部的真空度低于101020Kpa20Kpa时，空气阀打开，空气从时，空气阀打开，空气从通气孔进入冷却系，以防通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。散热器及芯管被大气压瘪。211. 1. 冷却风扇的功用冷却风扇的功用 当风扇旋转时吸进空气，当风扇旋转时吸进空气，使其通过散热器，以增强散使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却热器的散热能力，加速冷却液的冷却。液的冷却。2. 2. 冷却风扇的构造冷却风扇的构造 汽车发动机水冷系多采用汽车发动机水

10、冷系多采用大风量、高效率的大风量、高效率的轴流式风轴流式风扇扇，即风扇旋转时，空气沿，即风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流着风扇旋转轴的轴线方向流动。动。 安装在水泵轴上，并由驱动水泵和发电机的同一根传动带传动安装在水泵轴上，并由驱动水泵和发电机的同一根传动带传动风扇离合器风扇离合器 主要有主要有硅油式硅油式和和电磁式电磁式等。等。冷却水温度不高时，风扇冷却水温度不高时，风扇随离合器壳体一起空转打随离合器壳体一起空转打滑；滑；当发动机气流温度当发动机气流温度超过超过338K338K时，离合器处于接合时，离合器处于接合状态状态，风扇转速提高。，风扇转速提高。当发动机气流温度当发动机气流温

11、度低于低于308K308K时，风扇离合器又回时，风扇离合器又回到分离状态。到分离状态。 硅油风扇离合器硅油风扇离合器231-1-电动机电动机 2-2-护风罩护风罩 3-3-风扇框架风扇框架 4-4-风扇叶片水泵风扇叶片水泵 5-5-继电器继电器 6-6-温度传感器（开关）温度传感器（开关）不用发动机做动力，而是用蓄电池的电能驱动不用发动机做动力，而是用蓄电池的电能驱动电动机，与发动机转速无关，只有当冷却液温电动机，与发动机转速无关，只有当冷却液温度超过一定值（度超过一定值（92-9792-97）才工作。）才工作。241. 1. 冷却水泵的功用与基本工作原理冷却水泵的功用与基本工作原理 对冷却水

12、加压，使冷却水在冷却系统内循环流对冷却水加压，使冷却水在冷却系统内循环流动动。25261. 1. 节温器的功用节温器的功用 根据发动机冷却液温度的高低，打根据发动机冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道，使开或关闭冷却液通向散热器的通道，使冷却液在冷却液在散热器和水套散热器和水套之间进行之间进行大循环大循环或小循环或小循环，调节冷却强度，保证发动机，调节冷却强度，保证发动机在最适宜的温度下工作。在最适宜的温度下工作。271-1-支架支架 2-2-主阀门主阀门 3-3-推杆推杆 4-4-石蜡石蜡 5-5-胶管胶管 6-6-副阀门副阀门 7-7-节节温器壳体温器壳体 8-8-弹簧弹簧石

13、蜡式节温器石蜡式节温器28小循环小循环 大循环大循环 温度低时，石蜡固态，主阀门被弹簧推上与阀座压紧，处于温度低时，石蜡固态，主阀门被弹簧推上与阀座压紧，处于关闭副阀门开启，进行小循环。关闭副阀门开启，进行小循环。温度升高到一定值温度升高到一定值，石蜡融化，体积，石蜡融化，体积膨胀，主阀门开启膨胀，主阀门开启，副阀门关闭，冷，副阀门关闭，冷却液全部经过散热却液全部经过散热器进行大循环。器进行大循环。小循环小循环大循环大循环当水温低于当水温低于8787时，主阀关，副阀开时，主阀关，副阀开小循环。小循环。当水温高于当水温高于8787时低于时低于102102时，主阀渐开，副阀渐关时，主阀渐开，副阀渐

14、关 大小循环同时进行。大小循环同时进行。当水温高于当水温高于102102时，主阀全开，副阀关时，主阀全开，副阀关大循环。大循环。蜡式节温器工作情况蜡式节温器工作情况以桑塔纳为例，以桑塔纳为例，8787关闭，关闭，102102开启开启奥迪奥迪100100，8585关闭，关闭，105105开启开启3132 1. 1. 冷却液温度传感器的功用冷却液温度传感器的功用 感测发动机冷却液温度的变化控制风扇运转。感测发动机冷却液温度的变化控制风扇运转。 2. 2. 冷却液传感器的结构及原理冷却液传感器的结构及原理 热敏式，安装在发动热敏式，安装在发动机缸体、缸盖的水套机缸体、缸盖的水套或者节温器壳内并伸或者

15、节温器壳内并伸入水套中，与冷却液入水套中，与冷却液直接接触。直接接触。33 当冷却液温度较低时，传感器内热敏电阻的阻值较大，流当冷却液温度较低时，传感器内热敏电阻的阻值较大，流经线圈经线圈L L1 1和和L L2 2的电流相差不多，但的电流相差不多，但L L1 1匝数多，产生的磁场强，使匝数多，产生的磁场强，使衔铁带动指针向左偏转，指针指向低温刻度。衔铁带动指针向左偏转，指针指向低温刻度。 当冷却液温度升高时，热敏电阻的阻值减小，线圈当冷却液温度升高时，热敏电阻的阻值减小，线圈L L2 2中的电中的电流明显增大，电流明显增大，电 磁力也增大，使磁力也增大，使 衔铁带动指针向衔铁带动指针向 右偏

16、转，冷却液右偏转，冷却液 温度表的指针指温度表的指针指 向高温刻度。向高温刻度。34 8.3.1 8.3.1 冷却系水路冷却系水路 小循环小循环大循环大循环典型的水冷系统3738 1. 1.小循环小循环 当发动机冷却液温度较低时当发动机冷却液温度较低时( (如奥如奥迪迪100100型轿车低于型轿车低于85)85)，节温器主阀门关闭、副，节温器主阀门关闭、副阀门打开。冷却液经水泵增压后，由发动机的机阀门打开。冷却液经水泵增压后，由发动机的机体水套，再从水套壁周围流过并从水套壁吸热而体水套，再从水套壁周围流过并从水套壁吸热而升温，然后向上流入气缸盖水套，从气缸盖水套升温，然后向上流入气缸盖水套，从

17、气缸盖水套壁吸热之后流经节温器、小循环通道返回发动机壁吸热之后流经节温器、小循环通道返回发动机机体水套。机体水套。 散散热热器器 节温器节温器水水套套水水 泵泵39 2.2.大循环大循环 当发动机冷却液温度升高到当发动机冷却液温度升高到一定值一定值( (如奥迪轿车高于如奥迪轿车高于105)105)，节温器，节温器主阀门完全开启、副阀门关闭。冷却液经主阀门完全开启、副阀门关闭。冷却液经节温器流入散热器，向流过散热器周围的节温器流入散热器，向流过散热器周围的空气散热而降温，最后冷却液经散热器返空气散热而降温，最后冷却液经散热器返回水泵，进行大循环回水泵，进行大循环 。散散热热器器 节温器节温器水水

18、套套水水 泵泵冷却系的大小循环实质（以奥迪冷却系的大小循环实质（以奥迪100100为例）为例）当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于105105，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环大循环；当冷却水温低于当冷却水温低于8585时，节温器阀门关闭了通往散热器时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵

19、，又被水泵压入发动能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行之间进行小循环小循环，从而防止发动机过冷；，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在当发动机的冷却水温在8585105105范围内，通往散热器范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。4243441 1冷却液使用冷却液使用（1 1）每天出车前应检查冷却液是否足够，）每天出车

20、前应检查冷却液是否足够，不足应添加。带膨胀水箱的正确液面位不足应添加。带膨胀水箱的正确液面位置应在上限标记与下限标记之间。置应在上限标记与下限标记之间。（2 2）使用的冷却水应经软化处理，减少水）使用的冷却水应经软化处理，减少水垢的产生。提倡使用防冻液，以防止冬垢的产生。提倡使用防冻液，以防止冬季冷却系结冰。使用防冻液时，添加的季冷却系结冰。使用防冻液时，添加的防冻液应与原先的相同。防冻液应与原先的相同。45（3 3）行车中检查或添加冷却液必须使发动机处）行车中检查或添加冷却液必须使发动机处于冷态，方可添加冷却液，以防烫伤人和损坏于冷态，方可添加冷却液，以防烫伤人和损坏发动机。发动机。（4 4

21、）冬季来临前应检查一次防冻液浓度，并按）冬季来临前应检查一次防冻液浓度，并按规定调配浓度，保证防冻液具有足够的防冻能规定调配浓度，保证防冻液具有足够的防冻能力。力。（5 5）汽车每行驶）汽车每行驶40000km(40000km(两年两年) )或防冻液中出现或防冻液中出现锈红色，就应更换防冻液。更换缸盖、缸垫、锈红色，就应更换防冻液。更换缸盖、缸垫、散热器等，必须更换冷却液，放出的冷却液不散热器等，必须更换冷却液，放出的冷却液不宜再使用，并妥善处理。宜再使用，并妥善处理。46l经常检查冷却系统外部有否冷却液渗漏，经常检查冷却系统外部有否冷却液渗漏，发现渗漏，应检查冷却系统管路紧固情发现渗漏，应检

22、查冷却系统管路紧固情况、管接头垫片是否损坏、水泵是否损况、管接头垫片是否损坏、水泵是否损坏漏水等，并及时排除。坏漏水等，并及时排除。47l 若风扇皮带紧度过大，将增加动力损失，增加若风扇皮带紧度过大，将增加动力损失，增加发电机和水泵轴承的负荷，使轴承磨损加剧，发电机和水泵轴承的负荷，使轴承磨损加剧，同时也可以导致皮带的早期损坏；若风扇皮带同时也可以导致皮带的早期损坏；若风扇皮带紧度过小，则易使皮带打滑，造成发动机过热，紧度过小，则易使皮带打滑，造成发动机过热，同时影响发电机的发电。同时影响发电机的发电。l 检查万法是：用大拇指按压风扇皮带中部（约检查万法是：用大拇指按压风扇皮带中部（约98N9

23、8N），皮带应下凹），皮带应下凹7 718mm18mm（小车）或（小车）或15152Omm2Omm（大车）。如果不符合要求，应松开调整（大车）。如果不符合要求，应松开调整螺母，改变发电机的位置加以调整。螺母，改变发电机的位置加以调整。484. 4. 散热器的维护散热器的维护l经常清除散热器外部杂物和油泥，发现经常清除散热器外部杂物和油泥，发现却管破裂漏水应及时修理。却管破裂漏水应及时修理。5.5.水垢的清洗水垢的清洗l就车清洗水套和散热器水垢，先将冷却就车清洗水套和散热器水垢，先将冷却系的冷却液放净，然后加入配有水垢清系的冷却液放净，然后加入配有水垢清洗液的溶液，工作一个班次后放出清洗洗液的溶液，工作一个班次后放出清洗液，再换用清水让发动机运行一个班次液，再换用清水让发动机运行一个班次后放出，至清洁无混浊即可。后放出，至清洁无混浊即可。49l当汽车停放约当汽车停放约12h12h后后，在发动机起动前用在发动机起动前用手指拨动风扇叶片手指拨动风扇叶片，应感到有明显的转应感到有明显的转动阻力动阻力。发动机起动后发动机起动后，运转运转1 12min2min后后熄火熄火，此时拨转风扇叶片此时拨转风扇叶片，若感到转动若感到转动阻力明显减小阻力明显减小，可以认为硅油风扇离合可以