发动机冷却系的构造和维修

第一节发动机冷却系的构造和工作原理一、概述1、冷却系的作用:保持发动机在最适宜的温度（85℃～93℃）范围内工作。2、冷却系的分类{水冷风冷风冷系利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。1、工作机理：2、结构发动机气缸和气缸盖采用传热较好的铝合金铸成，结构简单、重量轻、故障少，无需特殊保养，但是由于材料质量要求高，冷却不够均匀，工作噪音大等缺点，目前在汽车上很少使用。冷却程度后果过冷热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。不足发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动功率下降润滑不良，加剧磨损。

3、不正常冷却对发动机的影响二、水冷系的组成及水路1、工作机理：水冷却系是以冷却液作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水冷系，利用水泵强制冷却液在冷却系中进行循环流动。2、水冷系的组成：水冷系由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。

3、水冷系的水路气缸盖和气缸体中铸造出水套，水泵将冷却水由机外吸入并加压，由分水管分流入水套吸走热量，温度升高流入气缸盖水套，温度升高流入散热器，由于风扇强力抽吸将热量散到空气中，降温后冷却水又流入水泵。三、水冷系主要部件的构造1、散热器（1）作用：将水套出来的热水自上而下或横向地分成许多小股并将其热量散给周围的空气（2）散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成。散热器盖上贮水室散热片下贮水室实物图（3）散热器的材料：黄铜、铝（4）散热器管芯分类：常用散热器芯的结构型式（1）管片式由若干扁形或圆形冷却管组成。

空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。（2）管带式由若干扁平冷却管组成

水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗的孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。管带式管片式2、散热器盖散热器盖上带有空气-蒸汽阀空气阀在散热器内气压下降时，与大气相通，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，阀门开启，部分水蒸气经管路进入膨胀水箱，避免发动机温度过高。

结构：蒸汽阀弹簧空气阀3、膨胀水箱作用： 密封冷却系统，减少了冷却液的散失，使冷却系统内水、气分离，保持压力稳定。避免空气不断进入，给冷却系统内部造成氧化、穴蚀。材料：塑料4、补偿水桶1-散热器；2-橡胶软管；3-补偿水桶补偿水桶的作用是减少冷却系冷却液的损失。当冷却液受热膨胀后，散热器内多余的冷却液流入补偿水桶；而当温度降低后，散热器内产生一定的真空度，补偿水桶中的冷却液又被吸回散热器内，所以冷却液不会溢出。补偿水桶上印有两条液面高度标记线：“DI”（低）标记与“GAO”（高）标记或者“ADD”（添加）标记与“FULL”（充满）标记。补偿水桶5、水泵

当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。（2）水泵的工作原理（1）功用：对冷却水加压，使之在冷却系中加速循环流动1－水泵壳体2－叶轮3－进水管7－出水管

汽车广泛使用离心式水泵。它具有结构紧凑、泵水量大及因故障而停止工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环等优点。

水泵一般由曲轴通过V带驱动。传动带环绕在曲轴带轮与水泵带轮之间。有些发动机的水泵由凸轮轴直接驱动。（3）水泵的典型结构（4）制作材料：铸铁（或铸铝）的壳体1-水泵壳体；2-叶轮；3-夹布胶木密封垫圈；4-垫圈；5-螺钉；6-水封皮碗；7-弹簧；8-衬垫；9-泵盖；10-水封座圈；11-球轴承；12-水泵轴；13-半圆键；14-凸缘盘；15-轴承卡环；16-隔离套筒；17-润滑脂嘴；18-水封环；19-管接头；A-进水口；B-水泵内腔；C-泄水口（5）离心式水泵的结构图组成：水泵壳体与泵盖、叶轮与水泵轴以及轴承和水封（6）水封:作用：防止泵腔中的冷却水进入轴承组成：密封垫圈、水封皮碗、水封座圈、弹簧等装配关系：教材p120图4-10（7）水泵轴上安装的抛水圈的作用：当水封泄漏时、向右渗出的水被抛水圈挡住，并由检视孔流出5、风扇（3）风扇叶片:对空气产生吸力，使之沿轴向流动。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。装在发动机壳与散热器之间.材料有钢板、塑料和铝合金。叶片数：4～6片。（1）作用：（2）安装位置：实物图车用发动机采用轴流式风扇的三种型式结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为7～6片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～75°的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。

风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为调节V带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的。可调节支架风扇的驱动V带张紧装置（4）护风罩的作用：（6）风扇和水泵不同轴传动使通过散热芯的气流分布均匀（5）风扇——水泵同轴由曲轴带传动的要求：传动带松紧度适中，过松造成打滑，冷却散热效果差；过紧使轴承的磨损加剧，带的寿命缩短。采用温控电风扇控制冷却强度调节装置1、调节原理：用改变通过散热器的空气流量（采用百叶窗、自动风扇离合器、温控电风扇等）和改变冷却水的循环路线和流量的方法进行改变（采用节温器）2、适用范围：轿车采用节温器和温控电风扇；中型以上的车辆采用节温器、百叶窗、自动风扇离合器。3、蜡式节温器（1）结构特点：中心杆上端固定在支架上，下端插入橡胶管中心腔内，橡胶管与节温器感应体的外壳之间的环形腔体内装有石蜡，感应体外壳上装有主阀门，在主阀门与支架下底之间装有主阀门弹簧（2）功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。

推杆弹簧主阀门石蜡胶管外壳（3）工作原理小循环大循环

当水温低于358K时，主阀关，副阀开—小循环。

当水温高于358K时低于378K时，主阀渐开，副阀渐关—大小循环同时进行。

当水温高于378K时，主阀全开，副阀关—大循环。蜡式节温器工作情况实物图

4、冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条，一条为大循环，另一条为小循环。所谓大循环是水温高时，水经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，水不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温升高。小循环大循环节温器小循环大循环混合循环5、双散热器冷却系统组成：主散热器、副散热器、水泵、节温器和电动风扇等工作过程：水温82℃，节温器不打开，冷却水在水套和副散热器之间循环，电动风扇不工作，水温升高；水温82℃以上时，节温器打开，冷却水同时经过主副散热器，冷却强度增大，水温保持82-92℃水温超过92℃，副散热器上的温控电动风扇开始转动，副散热器的散热器散热能力增大，水温低于88℃时，风扇停止转动6、百叶窗安装位置：水箱散热器的前面。通过手控和蜡式节温器自动控制7、风扇离合器作用：改变通过散热器的空气量，实现冷却强度调节分类：硅油式、电磁式、机械式三种第二节发动机水冷却系的维修一、水泵的检修水泵总成的外部检查内容：(1)检查有无渗漏。水泵壳体如有裂纹，会发生渗漏。(2)检查带轮的转动和轴向、径向窜动量。用手转动带轮，应运转灵活，无卡滞现象；否则，泵轴可能弯曲或轴承浸水锈蚀。2、水泵的修理（1）水泵的分解①拆下水泵盖和密封盖②拆下水泵叶轮③取出水封密封性垫圈和水封总成④拆下风扇带轮⑤拆下凸缘盘、半圆键和轴承卡环⑥自右向左将水泵轴及轴承组件压出⑦取下水泵轴上的卡环和抛水圈，支承水泵轴承内圈端面，压出水泵轴（2）水泵零件的检修①水泵壳体和带轮的检修Ⅰ、水泵壳体与水泵盖接合面变形大于0.05mm,应予以修平Ⅱ、水泵壳体裂纹应更换或焊修；轴承座孔磨损，应予以报废。Ⅲ、V形带轮的带槽底部如发现被带磨亮，应更换带轮，否则带很容易打滑。②水泵轴的检修Ⅰ、当弯曲度大于0.05mm时，应予以冷压Ⅱ、水泵轴与轴承配合处轴颈磨损，应予以报废Ⅲ、轴端螺纹损坏应予以修复或更换③球轴承的检修轴承滚道出现麻坑，轴向间隙大于0.30mm，径向间隙大于0.15mm，应予以更换④水泵叶轮的检查叶轮轴孔磨损或叶片等处“穴蚀”严重时，应予以报废。⑤水封更换一般拆卸水泵总成时，都应更换薪水套（3）水泵的装配顺序（与其拆卸顺序相反）①各零件装配间隙按规定标准安装②水泵壳体下方的检视孔和上方的通气孔应畅通③各螺栓、螺母应按规定的力矩拧紧，锁止应可靠④水泵装合后，应对水泵轴承加注规定牌号的润滑脂（4）水泵的试验①水泵装合后，用手转动皮带轮，泵轴转动应无卡滞现象；水泵叶轮与泵壳应无碰擦现象。

②将水泵装在试验台上按原厂规定进行规定转速下的压力-流量试验。例如，桑塔纳2000轿车发动机水泵在规定转速6000r/min时，进口压力为0.1MPa，系统压力为0.14MPa，出口压力为0.16MPa。二、散热器的维修散热器的主要维修内容是：清堵、焊漏和整形以及水冷却系的密封检查。清堵(1)散热器外部堵塞的清理采用机械疏通或者压缩空气、高压水流冲洗(2)散热器内部堵塞的清理采用化学法，即用酸碱类物质与水垢化学反应·焊漏（1）散热器渗漏的检查

·将散热器注满水，用手推测试器，使压力达到100Kpa，观察压力是否下降及散热器外部有无漏水现象（2）焊修·散热器外层，锡焊法焊补；内层把冷却管两端用焊锡堵死的方法。使用工具电阻加热器（3）冷却管的更换工艺·选与冷却管尺寸相适应的扁平铜条置于冷却管内，抽拉去除水垢，然后将电阻加热器插入冷却管内，接通24V电源，约1min后，焊接融化，将电阻加热器和冷却管同时抽出，待冷却后抽出电阻加热器，将新冷却管插入孔内，整理好散热片，将电阻加热器插入新管内加热，融化其表面焊锡，待焊锡冷却后凝固，取出电阻加热器。（4）整形·贮水室塌陷在凹坑的底部焊一钩环，向外拉扯的同时，用小锤轻击凹坑四周·倒伏变形的散热片用梳理散热片的工具梳理扶正三、节温器的检查节温器的检查方法：用温度可调式恒温加热设备检查节温器主阀门的开启温度、全开温度及升程，其中有一项不符合规定值，则应更换节温器。·蜡式节温器的寿命50000km四、散热器盖阀门密封性的检查将散热器盖旋装在测试器上，用手推测试器，直至蒸汽阀打开为止。蒸汽阀应在压力0.026-0.037mpa时打开，若压力低于0.026Mpa时，应更换散热器盖第三节冷却系的常见故障诊断与排除常见故障：水温不正常和冷却水泄露1．故障现象

水温高温报警，散热器上贮水箱有开锅现象；发动机产生爆燃，不易熄火；活塞膨胀，发动机熄火后，不易启动。2．故障原因、诊断和排除方法①冷却液不足。检查膨胀水箱的冷却液是否充足，如不足应补存并查明原因。②水温表指示值过高。观察散热器水温是否过热或开锅，如水温正常，即为感应塞或水温表故障，应先更换感应塞；若水温表的指示值还高，则是水温表已坏。③风扇不转。检查风扇控制电路。④节温器故障。若发动机温度过高，而散热器的温度并不高，或散热器上贮水箱温度高，下贮水箱却较冷时，可能是节温器的阀门没打开或阀门升程太小，应检查更换节温器。⑤水泵损坏。可将水箱盖打开，操纵油门，突然变化发动机转速，从加水口观察冷却水面有无变化，若无搅动现象，则为水泵工作不正常，应检查排除水泵故障。⑥散热器性能下降。多为散热器内部被水垢或泥沙阻塞，或散热片之间被阻塞，应清洗、疏通散热器⑦散热器盖损坏。⑧护风罩坏或不起作用，百叶窗打不开等3、故障现象暖机后水温表指示值在353K以下；发动机加速困难、无力。4、故障原因、诊断和排除①节温器故障。发动机冷车升温时间长，节温器失效后其主阀门常开，冷却水没有小循环，应检查更换节温器。②冬季保暖措施不良，百叶窗、挡风帘关闭不严。③水温表或水温感应塞故障。实际水温与指示值有误差时，多为感应塞或水温表故障，更换水温表后无效，则为水温感应塞故障，应更新感应塞

故障现象一:一辆行驶仅1200公里的奥迪200型轿车,冷却液随行驶里程的增加而减少较多,每百公里约减少500毫升。分析思路：1、管路渗漏：检查冷却系统连接管路，有无渗漏，水泵、散热器有无腐蚀渗漏。2、是否渗漏到曲轴箱:a检查润滑油油位为高度及润滑油加注口有无奶油状沫。b检查冷却液液面有无润滑油，如有说明机油冷却器渗漏，着车时压力大，油进入冷却液中。反之，不启动时，可能冷却液渗入润滑油中。3、是否渗漏到气缸中形成气体排到大气中。检查排气管口水蒸气排量是否正常。三、冷却液渗漏故障故障检查:经检查,没有发现任何外漏迹象,各部密封良好,初步判定为发动机内漏。但检查发动机油底壳机油液面却正常,油质也无变化,