第8章发动机冷却系统

主要内容8.1冷却系统的作用及类型8.2冷却系统的基本组成8.3冷却系统的工作原理8.4使用维护与常见故障2教学目标与要求掌握冷却系的作用与分类掌握冷却液的分类与选用掌握冷却系的基本组成与结构原理学会冷却系统主要部件的拆装掌握冷却水工作循环38.1冷却系统的作用及类型

8.1.1冷却系统的作用保证发动机在所有工况下都保持在最适宜的温度范围内（80-90℃）下工作。既要防止发动机夏天过热，又要防止发动机冬季过冷。在冷发动机起动后，冷却系还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。

48.1.2冷却系的类型

1.冷却方式:水冷；风冷。风冷系：以空气为冷却介质。水冷系：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。

发动机冷却系统冷却系的类型6汽车发动机水冷系组成

1-散热器2-散热器盖3-散热器进水软管4-补偿水桶5-电动风扇6-散热器出水软管7-暖风机进水软管8-水阀9-节温器10-旁通阀11-暖风机12-暖风机出水软管13-旁通管14-热气排气口15-冷却水泵16-机油冷凝器17-连接管发动机水冷系汽车发动机水冷系统9汽车发动机风冷系组成

1-火花塞2-气缸盖散热片3-缸体散热片4-活塞5-气缸导流罩6-风扇及皮带轮冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成。

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。8.1.3冷却液

酒精型冷却液用乙醇(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；密度：0.78945g/cm^3;(液)；熔点：-114.3°C(158.8K)；沸点：78.4°C(351.6K)）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；相对密度1.26362。熔点17.8℃。沸点290.0℃乙二醇型冷却液用乙二醇作防冻剂，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（197.3℃）、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14

8.2冷却系的基本组成

1.散热器2.冷却风扇

3.冷却水泵

4.节温器

5.冷却液温度传感器

158.2.1散热器散热器的功用散热器又称为水箱，将水套中流出的热水分成许多股小水流，以增大散热面积，加速水的冷却。2.散热器的构造

由上水室、散热器芯和下水室等组成。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散发至外界大气，使水温下降。上水箱散热器盖下水箱散热器芯出水管口进水管安装处17散热器18散热器散热器盖

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—蒸汽阀（压力式），可自动调节冷却系内部压力，提高冷却效果。1）提高了冷却水的沸点，改善了冷却效能。2）压力达到126～137Kpa时，蒸汽阀开启而使水蒸汽从通气孔排出；3）当水温下降，冷却系内部的真空度低于10～20Kpa时，空气阀打开，空气从通气孔进入冷却系，以防散热器及芯管被大气压瘪。218.2.2冷却风扇

1.冷却风扇的功用当风扇旋转时吸进空气，使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却。2.冷却风扇的构造

汽车发动机水冷系多采用大风量、高效率的轴流式风扇，即风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。

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

主要有硅油式和电磁式等。冷却水温度不高时，风扇随离合器壳体一起空转打滑；当发动机气流温度超过338K时，离合器处于接合状态，风扇转速提高。当发动机气流温度低于308K时，风扇离合器又回到分离状态。

硅油风扇离合器风扇的转速的控制23电动风扇

1-电动机2-护风罩3-风扇框架4-风扇叶片水泵

5-继电器6-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电动机，与发动机转速无关，只有当冷却液温度超过一定值（92-97°）才工作。248.2.3冷却水泵

1.冷却水泵的功用与基本工作原理对冷却水加压，使冷却水在冷却系统内循环流动。25冷却水泵工作原理268.2.4节温器

1.节温器的功用

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，使冷却液在散热器和水套之间进行大循环或小循环，调节冷却强度，保证发动机在最适宜的温度下工作。272.节温器的结构1-支架2-主阀门3-推杆4-石蜡5-胶管6-副阀门7-节温器壳体8-弹簧石蜡式节温器283.节温器的工作原理小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，处于关闭副阀门开启，进行小循环。温度升高到一定值，石蜡融化，体积膨胀，主阀门开启，副阀门关闭，冷却液全部经过散热器进行大循环。小循环大循环当水温低于87℃时，主阀关，副阀开——小循环。当水温高于87℃时低于102℃时，主阀渐开，副阀渐关——大小循环同时进行。当水温高于102℃时，主阀全开，副阀关——大循环。蜡式节温器工作情况以桑塔纳为例，87℃关闭，102℃开启奥迪100，85℃关闭，105℃开启31节温器工作原理328.2.5冷却液温度传感器1.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。

2.冷却液传感器的结构及原理

热敏式，安装在发动机缸体、缸盖的水套或者节温器壳内并伸入水套中，与冷却液直接接触。33

电磁式冷却液温度表

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L1和L2的电流相差不多，但L1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。当冷却液温度升高时，热敏电阻的阻值减小，线圈L2中的电流明显增大，电

磁力也增大，使

衔铁带动指针向

右偏转，冷却液

温度表的指针指

向高温刻度。348.3冷却系工作原理

8.3.1冷却系水路

小循环大循环典型的水冷系统37冷却系水路38

8.3.2冷却系工作原理1.小循环当发动机冷却液温度较低时(如奥迪100型轿车低于85℃)，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，从气缸盖水套壁吸热之后流经节温器、小循环通道返回发动机机体水套。

散热器

节温器水套水泵39

2.大循环当发动机冷却液温度升高到一定值(如奥迪轿车高于105℃)，节温器主阀门完全开启、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。散热器

节温器水套水泵冷却系的大小循环实质（以奥迪100为例）当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于105℃，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，形成大循环；当冷却水温低于85℃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，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在85～105℃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，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。42冷却系统基本结构与工作原理43本田轿车冷却系工作原理448.4发动机冷却系的使用维护1．冷却液使用（1）每天出车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置应在上限标记与下限标记之间。（2）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。45（3）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，以防烫伤人和损坏发动机。（4）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力。（5）汽车每行驶40000km(两年)或防冻液中出现锈红色，就应更换防冻液。更换缸盖、缸垫、散热器等，必须更换冷却液，放出的冷却液不宜再使用，并妥善处理。462.冷却系统外部渗漏检查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况、管接头垫片是否损坏、水泵是否损坏漏水等，并及时排除。473.风扇皮带紧度的检查与调整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，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，同时影响发电机的发电。检查万法是：用大拇指按压风扇皮带中部（约98N），皮带应下凹7～18mm（小车）或15～2Omm（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。484.散热器的维护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。5.水垢的清洗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后放出，至清洁无混浊即可。496.硅油风扇离合器检查当汽车停放约12h后，在发动机起动前用手指拨动风扇叶片，应感到有明显的转动阻力。发动机起动后，运转1～2min后熄火，此时拨转风扇叶片，若感到转动阻力明显减小，可以认为硅油风扇离合器工作正常。50本章小结1.发动机冷却系用于保持发动机处在合适的温度下工作。冷却方式有水冷式和风冷式两种。2.发动机水冷系主要由散热器、风扇、水泵、节温器和冷却水道组成。3.节温器是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，使冷却液在散热器和水套之间进行大循环或小循环，调节冷却强