汽车发动机构造与维护冷却系统检测与维修

汽车发动机构造与维护项目三冷却系统维修知识目标：掌握发动机冷却系统功用、组成与类型；掌握发动机水冷系统的循环水路；掌握发动机水冷系统主要部件的结构域维修知识；掌握发动机冷却系统常见故障的诊断知识；掌握发动机冷却系统的日常维护知识。技能目标：掌握水泵、节温器的拆装与检测方法。重难点：水泵的结构和作用；水泵的检修；节温器的结构和作用；水冷系统的维护；冷却系统的常见故障。任务一水泵的拆装与检测任务分析1）掌握水冷系统的组成2）掌握水泵的结构3）掌握水泵的检测知识一冷却系统的功用、类型及组成1.冷却系统的功用冷却系统的功用：使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。发动机冷启动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。发动机在工作时正常水温为80-90℃2.冷却系统的类型风冷系统：以空气为冷却介质的冷却系统。水冷系统：以冷却液为冷却介质的冷却系统。汽车发动机尤其是轿车发动机大都采用水冷系统，只有少数汽车发动机采用风冷系统。3.水冷系统的组成发动机水冷系统主要由水泵、散热器、百叶窗、节温器、冷却风扇、膨胀水箱、温度指示器、报警灯、水套等组成。（1）水泵功用：对冷却液加压，强制冷却液在冷却系统中循环流动。离心式水泵尺寸小、出水量大、结构简单，并且当水泵损坏后不妨碍水在冷却系统内的自然循环，因此被广泛采用。离心式水泵的主要组成：壳体、叶轮、泵盖板、水泵轴、支承轴承、水封等。当叶轮旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，产生一定的压力，然后从出水管流出。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力下降，散热器中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经进水管流入叶轮中心。如此连续的作用，使冷却水在水路中不断地循环。（2）散热器及其附属装置功用：加大冷却液的散热面积，使发动机的水套内流出的热水（或冷却液）的热量尽快传给空气，而迅速冷却。散热器由两个储水室和散热器芯组成。散热器芯是由许多扁圆形和圆形的冷却水管和散热片组成，用导热性能良好的金属材料（如铝、铜等）制造。当高速气流经过管子和散热片的空隙时，就将表面的热量带走，起到散热的作用。散热器上还有散热器盖和放水塞。散热器盖上装有压力控制阀和真空阀，用以调节冷却系统内部的压力，防止因温度变化引起压力过高或过低，造成软管胀裂或损坏散热器及储液罐。散热器按水流方向可分为下流式和横流式两种。1）下流式散热器：在散热器芯的上下各有一个储水室，水流自上而下，比较常见。2）横流式散热器：在散热器芯的左右各有一个储水室，冷却液左右流动。这种散热器宽度大，高度小，适合在现代轿车上安装。（3）节温器安装在冷却水循环的通路中（一般安装在气缸盖的出水口），控制冷却液流动路径。汽车发动机广泛采用蜡式节温器，有单阀型和双阀型两种。（4）膨胀水箱膨胀水箱多用半透明材料（如塑料）制成。透过箱体可直接方便地观察到液面高度，无需打开散热器盖。膨胀水箱上部用一个较细的软管与散热器的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连，通常位置略高于散热器。（5）冷却风扇作用：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。风扇的安装位置常在散热器的后面。扇风量主要与风扇直径、转速、叶片形状和叶片数量有关。任务实施以桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机为例1.水泵的拆卸1）排尽冷却水2）拆卸“V”形驱动带，拆卸风扇电动机。3）拆下同步带的上、中防护罩，将曲轴调整到第一气缸上止点位置。4）拆下凸轮轴上的同步带，但不必拆下曲轴“V”形带轮，以保持同步带在曲轴同步带轮上的位置。5）旋下螺栓，拆下同步带后防护罩，旋下水泵，小心地将其拉出。2.水泵的安装1）清洁“O”形密封圈的密封表面，用冷却水浸湿新的“O”形密封圈。2）安装水泵，罩壳上的凸耳朝下。3）安装同步带后防护罩。4）拧紧水泵螺栓至15NM。5）安装同步带（调整配气相位），安装驱动“V”形带。6）加注冷却水。3.水泵检修水泵常见的损伤有：水泵壳体渗漏、破裂变形，水泵叶轮破裂，水封损坏，水泵轴与轴承磨损，轴承座孔磨损等。水泵的检修过程如下：1）水泵的壳体破裂渗漏、轴承孔磨损，一般应更换新件。水泵壳体平面翘曲变形不大，可在平板上修磨处理；若变形过大，一般应予以更新。2）水泵叶轮破裂，应换用新件。3）水封座圈外径磨损，水封老化、变形，水封弹簧力减弱或腐蚀，应更换水封总成。4）检查水泵轴与轴承内径的配合间隙应不大于0.03mm，若超过规定应换用新件。水泵轴弯曲超过0.5mm，应冷压校直。5）检查水泵叶轮与端面间隙一般为1.0-1.8mm，否则，用垫片调整。6）检查水泵叶轮与泵壳间隙一般为0.8-2.2mm。任务二节温器的拆装与检测任务分析1）掌握节温器的作用2）掌握节温器的结构3）掌握节温器的检测蜡式节温器的作用及工作原理1.节温器的作用节温器的作用是根据发动机负荷的大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系冷却强度的目的。2.节温器的工作原理常温下石蜡呈固态，水温低于349K（76℃）时，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称为小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。当发动机水温达82℃以上时，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。由于杆的上端固定，故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，旁通阀开度逐渐减小。当发动机水温升高到95℃，主阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动路线长，流量大，所以冷却强度强。1.节温器的拆卸1）将发动机前端置于维修工作台上2）在切断点火开关3）排放冷却水4）拆卸“V”形带，拆卸发电机5）从连接体上拆下冷却水管6）松开螺栓，取出节温器、“O”形密封圈和节温器。2.节温器的安装1）清洁“O”形密封圈的密封表面2）安装节温器，节温器的感温部分必须在气缸体内。3）用冷却水浸湿新的“O”形密封圈。4）拧紧螺栓，安装发电机。5）加注冷却水3.节温器的随车检查1）发动机刚启动时的检查。打开水箱加水盖，若水箱内冷却水平静，则表明节温器工作正常。这是因为，在水温低于70℃时，节温器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭；当水温高于80℃时，膨胀筒膨胀，主阀门逐渐打开，水箱内循环开始工作。若水温表指示在70℃以下，水箱进水管处有水流动且水温微热，则表明节温器主阀门关闭不严，使冷却水过早大循环。2）水温升高后的检查。发动机工作初期，水温上升很快，当水温上升到80℃后，升温速度减慢，则表明节温器工作正常。反之，水温一直升高很快，且内压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明是主阀门有长滞而突然打开的原因。水温表指示在70-80℃时，打开水箱盖及防水开关，用手感其水温，若为烫水，说明节温器正常；若加水口处水温低，且水箱上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。任务三冷却系统的日常维护任务分析1）理解冷却系统日常维护的意义2）掌握冷却系统的日常维护知识一冷却系统日常维护的意义发动机的冷却系统如经常出现故障，将导致发动机的整体工作能力下降，并造成发动机的其他零部件损坏。因此，需要做好冷却系统的日常保养与维护工作，发现问题时及时采取对应措施。定期检查冷却系统的密封情况、风扇驱动带的松紧度、水泵、节温器等。知识二散热器盖散热器盖主要由加水口盖、压力阀、真空阀及压力阀弹簧盒真空阀弹簧等组成。散热器盖的工作原理：1）当发动机热状态正常时，压力阀和真空阀各自在弹簧压力作用下，处于关闭状态。2）当冷却系统内的水温升高，散热器中压力达到一定值（一般为26-37kpa）,并且在此压力下冷却系统内水的沸点可达到108℃时，压力阀开启，水蒸气从压力阀经橡胶软管排入膨胀水箱，使散热器内的压力下降到规定值。目前轿车的散热器盖的压力阀开启压力设计得更高，可到达98kpa.3）当冷却水温度下降，冷却系统内的真空达到10-20kpa时，真空阀被大气压力推开，膨胀水箱中的冷却液从橡胶软管进入散热器，以补充散热器中的冷却液。任务实施冷却系统的日常维护内容如下：1）检查冷却系统的管路、插头及部件各部位是否有渗漏现象；机件有否损坏现象。2）检查散热器的液位是否符合要求，必要时应补充冷却液。3）检查散热器正面的芯子是否有污物堵塞、泥土覆盖，必要时予以清理，并清洗干净。4）检查冷却系统的所有软管，观察是否有裂纹、膨胀、老化或损坏现象，必要时，应及时更换。5）检查散热器盖的阀门及密封状况，如不能保证工作，应及时更换。6）检查水泵传动带是否有裂纹、剥层、断线、严重磨损等现象。必要时予以更换。7）检查水泵传动带的张力是否符合要求，必要时，予以调整。8）检查装在进气歧管上的水温传感器工作是否正常；它与水温表的工作是否一致。9）检查装在散热器下水室上的风扇热敏开关工作是否正常。必要时，应予以更换。10）检查风扇电动机工作情况，运转是否正常，电路插接是否符合要求。任务四冷却系统常见故障的诊断与排除任务分析1）了解冷却系统的常见故障类型2）掌握冷却系统常见故障的诊断与排除方法冷却系统常见的故障类型1.水温过高（1）故障现象一般仪表盘上的水温表起始刻度所指示的发动机水温为60℃左右，正常情况下水温应该保持在80-90℃，指针则一般会在第二格内，一旦指针接近刻度表的中间位置并逐渐偏向右边的红色警戒区，则说明发动机水温已经偏高，需要尽快检查故障原因。另外，有时候不开空调时大家会看到水温表指示比较正常，水温不偏高，而当打开空调并制冷时，会发现水温有所升高，而且感觉空调制冷不好，冷风不够冷，这也说明发动机水箱散热不好，需要检查。2.故障原因1）冷却液不足。如果冷却液在储液罐的最低刻度线（min）以下，需要及时添加冷却液，因为冷却液不足会导致其循环不良，影响散热，进而使发动机水温偏高。如果在较短时间内冷却液消耗明显，则需要检查冷却系统是否有渗漏。如果冷却系统管路中存有空气，产生“憋气”，这也会影响循环系统正常散热。2）发动机内部循环不畅。如果长期使用伪劣的防冻液，或者夏天加入大量的自来水，长时间高温循环后将会在发动机内部循环系统产生大量的水垢，会侵蚀发动机缸体内壁及缸垫而形成杂质，容易造成循环系统及发动机内部水道的堵塞，使水温升高，并对发动机内部造成损害。应建议车主每二年更换防冻液时，也彻底清洗水箱，清除内部污垢。3）电子扇工作不良。一般车辆有两个电子扇，而且主电子扇转速都有高低两档，当水温达到一定范围后电子扇将进入高转速加强散热。有时温控开关工作不正常，电子扇就不会进入高转速状态，发动机水温便会逐渐升高。有时某个电子扇的插头或者保险烧坏，或者水温传感器工作异常，也会影响电子扇的正常运转。此时应建议车主尽快到维修站检查并排除故障。4）水泵工作异常。节温器主要控制发动机内部的大小循环，有石蜡式和电子式。由于较早的车型使用石蜡式的节温器，使用时间长会老化、损坏，进而影响发动机内部循环。有些老车型的车主夏天常常会卸掉节温器，让发动机始终处于大循环，这种方法并不适用所有车型，有时反而会使发动机的水温升高，而且会缩短水泵使用寿命。2.水温过低发动机在水温低于65℃以下运行称作冷运转。发动机未曾充分运转使水温达到一定程度就会开始工作，或者当节温器开启温度过低时，冷却水过早进入大循环，都会引起冷运转。气缸壁温度达到80-85℃时，磨损量明显降低。水温过低，燃烧过程恶化，运转性能不良。低温运转的主要原因是节温器失效。检查的方法如下：1）检查冷却水的温升速度。观察仪表板水温表，如水温升得很慢说明节温器工作不正常。2）检查散热器水温，把数字式温度计的传感器插入散热器，测量上水室与水温表读数（发动机水套温度）并作比较。水温升到68-72℃以前，甚至发动机启动不久，散热器的水温就和水套的水温一同升高，表明节温器不良。3）拆检节温器，确认故障。将节温器放在水中，检查节温器阀门开启和完全开启的温度是否符合修理手册的规定。节温器失效，应及时更换，否则会缩短发动机的使用寿命。任务实施1.故障现象运行中温度突然过高。如果汽车在运行过程中，水温表指示很快到达100℃的位置；或在冷车发动时，发动机水温迅速升高至沸腾，在补足冷却水后转为正常，但发动机功率明显下降。2.故障原因（1）冷却系统严重漏水原因；（2）气缸垫冲坏，水套与气缸沟通；（3）节温器主阀门脱落；（4）风扇皮带松脱或断裂；（5）水泵轴与叶轮松脱；（6）风扇离合器工作不良。3.故障排除1）运行中发动机突然过热，应首先注意电流表动态。若加大节气门时电流表不指示充电，指针只是由放电3A-5A间歇摆回“0”位，说明风扇皮带断裂。如电流表指示充电，则应使发动机熄火，用手触摸散热器和发动机，若发动机温度过高而散热器温度低，说明水泵轴与叶轮松脱，使冷却水循环中断；若发动机与散热器温度差别不大，则应查找冷却系统有无严重漏水处。2）冷却水在启动