汽车发动机构造与维修项目五

汽车发动机构造与维修项目五汽车发动机构造与维修项目五汽车发动机构造与维修项目五任务5.1冷却液液面及系统密封性检查1.冷却系统的功用发动机运转时，混合气在气缸中燃烧后产生大量热能，最高燃烧温度可达2500℃，其中一部分热能直接传导给发动机机件，若不进行适当冷却，发动机将会过热，导致工作条件恶化，零部件强度降低，机油变质，零部件磨损加剧，最终使发动机动力性、经济性、排放性、可靠性及耐久性全面恶化。冷却系统的功用就是对发动机进行冷却，使发动机在最适宜的温度范围内工作（80~90℃），并使各机件维持正常的膨胀性能，且相互之间保持正常间隙，燃料供给及润滑系统正常发挥作用。任务5.1冷却液液面及系统密封性检查2.冷却系统的类型

根据冷却介质的不同，冷却系统可分为风冷式和水冷式，如图所示。汽车发动机大多采用水冷系统。

任务5.1冷却液液面及系统密封性检查3..冷却系统的组成

目前汽车发动机中广泛采用强制循环式水冷却系统。它主要由冷却风扇、水套、散热器、节温器、水管、水泵和传感器等组成，如图所示。

任务5.1冷却液液面及系统密封性检查4.冷却系统的工作原理

水冷发动机的气缸体和气缸盖中都铸有用于储水的连通的夹层空间，称为水套。水泵将冷却液由机外吸入并加压，使其经分水管流入发动机机体、缸盖。冷却液接近受热的高温零件并吸收热量，温度升高后经节温器和进水管进入散热器内。经冷却风扇强力抽吸，空气流由前向后穿过散热器，散热器中的冷却液在高速气流作用下降温，最后经散热器出水软管返回水泵，如此不断循环。

任务5.1冷却液液面及系统密封性检查5.冷却液的成分冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，如图所示。冷却液要能在低于水的冰点温度和高于水的沸点温度时自由流动，且不会产生沉积和腐蚀。因此，在配制冷却液时切忌用硬水调配，同时要参照维修手册，选用标准推荐的防冻、防腐剂和混合比。任务5.1冷却液液面及系统密封性检查6.冷却液的作用（１）防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。市场上销售的该类冷却液，乙二醇浓度一般保持在33％~55％之间，即冰点-45~-20℃之间。要根据不同地域的实际需求合理选择，如图所示。任务5.1冷却液液面及系统密封性检查6.冷却液的作用（２）防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高，冷却液的沸点也就越高。－20℃时冷却液的沸点为1045℃，而－50℃时沸点达到1085℃。如果冷却系统采用压力盖，则冷却液的实际沸点会更高，即使在炎热的夏天，也能有效防止冷却液“开锅”，如图所示。任务5.1冷却液液面及系统密封性检查6.冷却液的作用（３）防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀会逐步破坏冷却系统内的金属表面，严重时可使冷却系统的管路壁穿孔，引起冷却液漏失，导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀现象的出现，如图所示。任务5.1冷却液液面及系统密封性检查6.冷却液的作用（４）防锈。锈蚀是由冷却系统内的氧化作用造成的。高温和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀产生的残余物会堵塞冷却系统，加速机件磨损并降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内出现锈蚀。如图所示。任务5.1冷却液液面及系统密封性检查6.冷却液的作用（５）防垢。水中所含的各种杂质，包括金属离子、无机盐等，导致了结垢和沉淀，会大大降低冷却系统的导热效率，在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水，可以避免结垢和沉淀的形成，从而保护发动机，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修1.散热器的功用散热器将冷却液的热量通过流动空气进行散发，使冷却液迅速得到冷却，以维持发动机的正常工作温度，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修2.散热器的类型按照冷却液流动的方向，可将散热器分为纵流式和横流式，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修3.横流式散热器的结构任务5.2散热器及冷却风扇的维修4.膨胀罐的功能和结构（１）膨胀罐的结构。膨胀罐多用半透明材料（如塑料）制成。透过罐体可直接观察到冷却液液面高度，无须打开散热器盖。膨胀罐的上部用较细的软管及散热器的加水管相连，底部通过水管及水泵的进水侧相连。其安装位置略高于散热器，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修4.膨胀罐的功能和结构（２）膨胀罐的作用。当冷却液受热膨胀时，部分流入膨胀罐；当冷却液降温时，部分又被吸回散热器，可使冷却液不会溢失。当水冷系统中有气泡时，会使冷却液传热效率降低，尤其是有空气时，还会加速金属的腐蚀，因此膨胀罐的另一个作用是可以消除水冷系统中的所有气泡，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修5.散热器盖的工作原理散热器盖上带有空气－蒸汽阀。空气阀在散热器内的气压下降时，及大气连通，防止散热器芯管被大气压坏。蒸汽阀一般在散热器内压力达到一定值时开启，部分水蒸气经泄气管排入大气，避免损坏散热器，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修6.冷却风扇（１）冷却风扇的类型。冷却风扇分为机械传动式、硅油传动式和电动式三种，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修6.冷却风扇（２）冷却风扇的作用。冷却风扇用于提高流经散热器的空气的流速和流量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。（３）冷却风扇的安装位置。冷却风扇多为轴流式，装在发动机壳及散热器之间，及水泵同轴驱动。（４）冷却风扇扇风量的相关因素。冷却风扇的扇风量主要及风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数量有关。

任务5.2散热器及冷却风扇的维修6.冷却风扇（５）电动式冷却风扇的结构及工作原理。轿车多采用由电动机驱动的温控电动风扇，风扇电动机由装在散热器一侧的双速热敏开关控制。当冷却液温度为８１～８４℃时，冷却风扇停转；当冷却液温度为９２～９７℃时，冷却风扇以低速运转；当冷却液温度升至９０～１０５℃时，冷却风扇高速运转；当冷却液温度降至９１～９８℃时，冷却风扇又改为低速运转。

任务5.2散热器及冷却风扇的维修7.散热器常见损伤散热器常见损伤有散热管渗漏，散热翼片堵塞、散热翼片倒伏，如图所示。

任务5.2散热器及冷却风扇的维修8.散热器盖常见损伤散热器盖的常见损伤为限压弹簧弹力减弱，如图所示。任务5.2散热器及冷却风扇的维修9.电动冷却风扇常见损伤电动冷却风扇的常见损伤包括外部损伤和电动机损伤，如图所示。任务5.3检查及更换节温器1.节温器的结构及作用（１）蜡式节温器的结构。蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、副阀门、石蜡、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成，如图所示。任务5.3检查及更换节温器1.节温器的结构及作用（２）蜡式节温器的作用。蜡式节温器随发动机负荷大小和冷却液温度的高低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。当发动机冷起动时，冷却液的温度较低，这时节温器将冷却液流向散热器的通道关闭，使冷却液经水泵入口直接流入机体或气缸盖水套，以便使冷却液迅速升温。任务5.3检查及更换节温器1.节温器的结构及作用（３）节温器的工作原理。①当冷却液温度低于７６℃时，主阀门完全关闭，副阀门完全开启，由气缸盖出来的冷却液经旁通管直接进入水泵，称为小循环。冷却液只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，因此冷却强度弱。②当冷却液温度达７６℃左右时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。杆的上端固定，因此中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，副阀门开度逐渐减小。③当冷却液温度升高到８６℃时，主阀门完全开启，副阀门完全关闭，冷却液全部流经散热器，称为大循环。此时冷却液流动路线长、流量大，故冷却强度强。任务5.3检查及更换节温器1.节温器的结构及作用（４）节温器的分类。节温器分为蜡式、折叠（筒）式、双金属式。蜡式节温器又分为单阀和双阀式，目前多数发动机采用蜡式节温器，如图所示。任务5.3检查及更换节温器2.节温器损伤的原因节温器常见的损伤有两种情况：一种是打不开或升程较小，这样发动机冷却系统就只能进行小循环，从而导致发动机温度过高，不能长时间工作；另一种是不能关闭，这样发动机冷却系统就只能进行大循环，从而导致发动机暖机时间加长，发动机冷却液温度上升缓慢。这些都是石蜡泄漏造成的，如图所示。任务5.4检查及更换水泵1.水泵的结构和作用水泵的功用是对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动。汽车发动机广泛采用离心式水泵，其基本结构由水泵壳体、水泵轴、叶轮及进出水管等组成，如图所示。任务5.4检查及更换水泵2.水泵的工作原理（１）当叶轮旋转时，由于离心力的作用，冷却液被甩向叶轮边缘，在蜗形壳体内将动能转化为压力能，经外壳上及叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。（２）吸水及压水的同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的冷却液经进水管被吸进叶轮中心部分。任务5.4检查及更换水泵3.水泵的常见故障（１）检查有无渗漏。水泵的水封失效时，会有大量