情境四冷却系

汽车发动机构造与维修知识目标能力目标能对水冷系主要机件进行熟练拆卸、检验、装配、调整

能对水冷系的一般故障进行诊断并予以排除

能叙述水冷却系的功用、结构及工作原理

建议学时（理论6学时、实训4学时）能描述水冷系冷却强度调节方式

能正确描述水冷系主要机件的检测及维修方法

能对水冷系进行一、二级维护作业

情境四发动机水温过高故障检修

任务1冷却系统概述

任务2冷却系统主要部件

任务3冷却系统检修

任务4冷却系统典型故障分析

任务5冷却液

情境四发动机水温过高故障检修情境引入客户反映汽车水温表指针在100℃以上，散热器有“开锅”现象，发动机产生爆燃，不易熄火，熄火后不易起动。

情境四发动机水温过高故障检修一、冷却系作用：维持发动机正常工作温度，保证发动机正常运行。发动机过热不良影响发动机过冷不良影响

任务1冷却系统概述

二、冷却系种类种类：风冷系统和水冷系统两大类。1.水冷系统以冷却液（水和各种添加剂）为冷却介质，将冷却液导入发动机缸体和缸盖的水套中，将混合气燃烧的多余热量带出气缸，散发到大气中2.风冷系统在发动机缸盖和缸体四周装上散热片，空气流导入散热片四周，将气缸内多余的热量带出发动机外的冷却方式任务1冷却系统概述

桑塔纳发动机强制水冷系图任务1冷却系统概述

风冷系图任务1冷却系统概述

三、水冷系统构造1.冷却介质：冷却液2.强制循环式水冷系统组成：水泵气缸体和气缸盖中的冷却水套冷却水道恒温器散热器散热器冷却风扇等任务1冷却系统概述

发动机强制循环式水冷系图请点击图片观看该图片对应的教学动画任务1冷却系统概述

四、冷却液的循环路线1.大循环回路：当冷却液的温度超过一定值（90℃），冷却液在节温器的控制下全部经过散热器，水泵从散热器抽吸经过冷却的冷却液送人气缸水套。2.小循环回路：当冷却液的温度低于规定值（80℃），冷却液在恒温器控制下不经过散热器，冷却强度小。当冷却液的温度在两个规定值的之间时，大小循环同时存在。任务1冷却系统概述

循环动画图请点击图片观看该图片对应的教学动画任务1冷却系统概述

冷却系统大循环示意图任务1冷却系统概述

冷却系统小循环示意图任务1冷却系统概述

一、散热器1.功能利用流进散热器芯缝隙中空气流来带走散热器中冷却液热量，达到降低冷却液温度的目的。2.构造上贮水室下贮水室散热器芯组成任务2冷却系统主要部件

散热器结构图任务2冷却系统主要部件

二、膨胀水箱1.作用冷却液通过膨胀水箱使冷却系成为一个封闭系统，从而避免了冷却液因蒸发而导致耗损，冷却液面高度可保持不变。将冷却系统中水气分离，增大水泵的泵水量和减小水泵和水套内部穴蚀。2.工作特点如图所示任务2冷却系统主要部件

膨胀水箱示意图任务2冷却系统主要部件

三、散热器盖1.结构蒸汽阀空气阀2.作用提高冷却水沸点（108～120℃）提高冷却效果防止冷却水量减少3.工作特点当散热器内压力大于蒸汽阀弹簧压力时，蒸汽阀开启，水蒸气从蒸汽排出管排出。当散热器内冷却水冷却收缩而形成真空时，空气阀开启，让空气进入水箱内，防止水箱内受真空吸力作用而造成散热器受损。任务2冷却系统主要部件

散热器盖图请点击图片观看该图片对应的教学动画任务2冷却系统主要部件

四、散热器检修1.常规检查：检查散热器有无破漏、损坏、堵塞，并定期对散热器进行清洗或检修清除散热器外部脏物2.检测散热器的密封性能

3.散热器修理4.散热器盖密封性检测任务2冷却系统主要部件

散热器盖蒸汽阀密封性检测任务2冷却系统主要部件

五、水泵1.功能使冷却液能进入发动机水套内进行循环，以提高发动机冷却效果。

2.构造水泵叶轮、水泵轴及轴承、水泵外壳、水封等组成。任务2冷却系统主要部件

AUDI水泵结构示意图任务2冷却系统主要部件

3.工作原理当叶轮旋转时，水泵中的冷却液被轮叶带动一起旋转，在离心力作用下，冷却液向叶轮的边缘甩出，并且沿切线方向从出水管处被压送到发动机水套内产生循环。同时，叶轮中心处的压力下降，散热器中的冷却液经进水管吸入到叶轮中心。任务2冷却系统主要部件

水泵工作原理图请点击图片观看该图片对应的教学动画任务2冷却系统主要部件

4.水泵的检修（1）常见损伤现象：泵壳裂纹叶轮松脱或损伤泵轴磨损或变形水封漏水轴承松旷等任务2冷却系统主要部件

（2）检修壳体和带轮检修水泵轴承检修检查水泵叶轮和轴配合水泵叶轮检查任务2冷却系统主要部件

六、风扇1.功能：增加通过散热器的空气量，使流过散热器的冷却液温度迅速下降，提高冷却效果。2.构造：目前轿车水冷发动机广泛采用螺旋浆式风扇，其叶片多用塑料或铝合金铸成翼形断面。3.风扇控制：由装在散热器一侧的热敏开关和点火开关控制。任务2冷却系统主要部件

风扇控制原理：（1）当点火开关ON时，发动机已达到工作温度，使温度开关也在ON位置时，继电器线圈形成回路，从而建立磁场，将触点闭合，大电流从蓄电池流进风扇马达，使风扇开始转动，加强冷却。（2）点火开关ON时，但发动机未达到工作温度，温度开关处于OFF位置，继电器线圈无法建立磁场，故风扇马达无电流通过不转。（3）点火开关OFF时，不管温度开关ON或OFF，因无电源供应，继电器OFF，风扇马达不转。任务2冷却系统主要部件

风扇控制图请点击图片观看该图片对应的教学动画任务2冷却系统主要部件

4.检修风扇叶片有破损、弯曲、变形现象应及时更换。电动冷却风扇和热敏开关检测：当冷却水温度高于98℃（桑塔纳设定温度）时风扇不转，先检查保险丝是否熔断。如果保险丝良好，再拔下热敏开关插头，将两插片直接接通。此时若风扇仍不转，说明电动风扇损坏，应更换。若两插片接通后风扇转动，表明热敏开关损坏，应更换热敏开关。任务2冷却系统主要部件

七、风扇离合器1.功能：根据发动机温度自动控制风扇的转速，改变通过散热器的空气量，实现冷却强度的自动调节。减少发动机功率消耗，降低发动机的噪声。

2.种类硅油式电磁式机械式任务2冷却系统主要部件

3.硅油式风扇离合器构造主动轴、水泵轴主动板、从动板前盖、壳体、风扇工作室、进油孔、阀片任务2冷却系统主要部件

风扇离合器图任务2冷却系统主要部件

4.工作过程当流进散热器的空气温度升高时，双金属热敏弹簧受热变形，迫使阀片轴相对于从动板转动，而阀片与阀片轴固定在一起，从而带动阀片转动，进油孔打开，硅油进入到工作室。在主动板和从动板之间的缝隙中有了硅油后，主动板利用硅油的粘性带动从动板和风扇一起转动。风扇离合器处于接合状态，风扇转速逐渐升高。任务2冷却系统主要部件

5.检修日常维护时，应就车冷态检视。当汽车停放几个小时后，起动前用手指拨动风扇叶片应感受到有明显的转动阻力。当发动机起动几分钟后马上熄火，再拨动风扇叶片，应感受到转动阻力明显减少，由此可说明风扇离合器工作正常。任务2冷却系统主要部件

八、节温器1.功能通过控制冷却液通往散热器的流量来保证发动机在最短时间内达到工作温度。在发动机运行过程中保证其始终维持在正常的工作温度范围内。2.结构任务2冷却系统主要部件

节温器图请点击图片观看该图片对应的教学动画任务2冷却系统主要部件

3.节温器工作原理在87±2℃时开启，节温器开始工作，来自气缸盖水套水流和暖风装置与进气歧管水流经过节温器进入水泵进口，冷却液处于小循环状态。随着水温升高，石蜡开始膨胀，阀门B逐步开启，当温度升高到102±3℃时，阀门B大开，升程在8mm左右时，节温器阀门A关闭，来自散热器水流和暖风装置与进气歧管水流通过节温器进入水泵进口，此时，冷却液处于大循环，冷却强度大。任务2冷却系统主要部件

SANTANAAJR发动机节温器工作原理图任务2冷却系统主要部件

水冷系统还分为大循环和小循环两种循环方式。示意图如图5-8所示。任务2冷却系统主要部件

如果电动冷却风扇在发动机冷却液温度升高到规定温度后没有及时运转，会导致发动机冷却液温度过高，甚至出现水箱开锅的现象。对于不同牌号的汽车或同一牌号不同年份生产的汽车，其电动冷却风扇的控制电路都不完全相同，因此在

检修电动冷却风扇不转的故障时，应参照该车型维修手册中的内容和诊断程序。电动冷却风扇不转的原因及排除案例一般车型的电动冷却风扇控制电路的原理，如图5-14所示。安装在发动机水道或散热器上的冷却液温度开关和汽车空调开关，通过继电器共同控制冷却风扇电机，在发动机冷却液温度达到规定数值时或开启汽车冷气空调时，电动冷却风扇电机都会运转。若发动机冷却液温度升高后，电动冷却风扇没有运转，其原因可能是风扇电机的故障，也可能是继电器、冷却液温度开关或电路方面的故障，可按下述步骤进行诊断：案例案例

（1）找到电动冷却风扇继电器，将继电器拔下，用试灯检查继电器插座上触点电源的插孔上有无12V电源。如果没有电源，应检查电源熔断丝或检修电源线路。若有电源，可用一条电线将继电器插座上触点的两个插孔短接，同时察看电动冷却风扇有无运转，如果没有运转，则可能是风扇电机有故障，也可能是继电器到风扇电机的线路或风扇电机的搭铁线有故障。（2）打开点火开关后，用试灯检查继电器插座上接继电器线圈的插孔上有无电流，如没有电流，应检查点火开关到继电器插座的线路。（3）安装好电动冷却风扇继电器，将冷却液温度开关上的线束插头拔下，打开点火开关后将冷却液温度开关的接线搭铁（如果插头内只有一个插孔）或将线束插头内的两个插孔短接，如果此时风扇有运转，说明继电器及风扇电机是正常的，冷却液温度升高后，电动冷却风扇没有运转的原因是冷却液温度开关有故障，应更换冷却液温度开关。（4）如果在步骤（3）中风扇没有运转，应检查继电器，如果继电器是正常的，则继电器到冷却液温度开关的线路有断路，应检修。案例（7）燃烧室内积炭过多。清洗燃烧室。（8）风扇离合器接合时间过晚或打滑。检修或更换风扇离合器。（9）散热器的进水管或出水管凹瘪。检修或更换散热器水管。（10）节温器主阀门不能打开或打开时间过迟。检修或更换节温器。（11）散热器内部水垢堵塞或外部过脏。清洗散热器。（12）百叶窗不能完全打开。抢修百叶窗及控制机构。（13）电动风扇性能不良。检修或更换电动风扇。（14）温控开关或冷却液温度传感器和控制器失效。检修或更换温控开关、冷却液温度传感器或控制器。案例

冷却液温度过低

冬季运行的汽车，冷却液温度表和冷却液温度传感器技术状况完好的情况下，发动机达不到正常的工作温度；发动机动力不足，油耗增加。出现这些现象，可判定发动机有冷却液温度过低的故障发生。造成冷却液温过低的原因及处理方法有：（1）百叶窗关闭不严。检修百叶窗及控制机构。（2）风扇离合器接合过早。检修或更换风扇离合器。（3）温控开关闭合太早。检修或更换温控开关。案例冷却液消耗过多

冷却液消耗过多是指冷却液比正常情况下消耗过快的现象。其主要原因有冷却系内部渗漏，冷却系外部渗漏和散热器盖开启压力过低。通过目测检查外部有没有漏水的痕迹，确定有无外部渗漏；通过检查机油是否发白（乳化）或在发动机冷却液温度正常时排气是否冒白烟确定内部是否渗漏。此外还可用专用手动压力测试器进行就车检测。封闭的冷却系统，只有在冷却液过热，温度超过其沸点时才会发生损耗。驾驶方式不当或冷却气流受到阻碍常会引起过热。一般引起过热的原因有：（1）冷却空气流量减少。如果散热器损坏、阻塞，或在散热器护栅上装了附加灯光，都会使冷却空气流量减少。（2）散热风扇不工作，或工作不正常。（3）车辆行驶在陡坡上档位太低，或行驶在长坡上，或环境温度过高。

案例

在检查冷却系统有无泄漏之前，应先加足冷却液，然后运转发动机，在发动机冷车、热车、怠速、中速、高速等状态下，以目视的方法检查发动机外部是否漏水。冷却系统的泄漏检查，还可以借助一种专用工具（冷却系统压力试验器）来进行。（如5-5图所示）。冷却系统泄漏的检修案例

若冷却液充足但发动机温度却很高，而且经检查并未发现有燃烧气体窜入水道，则故障原因只可能是散热风扇皮带松弛打滑、硅油风扇耦合器失效、电动风扇的电机或冷却液温度开关或其电路有故障、散热器堵塞、节温器损坏、水泵工作不正常等。

如果在发动机运转中上、下水管的水温上升很慢，同时仪表板上的水温表指示的水温却较高，说明节温器有故障，其阀门打不开，也可能是节温器已被人为拆除。此时冷却水直接经小水管流回水泵，没有经过散热器散热。应更换或安装新的节温器（如图5-6所示）。冷却液充足但发动机温度高的检修案例案例奥迪A6发动机过热

故障现象：一辆奥迪A6轿车，发动机为V型6缸电控多点燃油喷射。该车在市区无法正常行驶，怠速行驶时间过长则发动机出现高温，同时仪表盘中的高温警告灯点亮，冷却液从储液罐的上盖中溢出，马上停车检查发现电子冷却风扇不转，因此故障原因很明显，发动机高温是由于电子冷却风扇不能正常工作所致。案例故障原因：(1)是冷却系统本身损坏或性能不良，包括散热器（内部或外部脏污）、节温器（性能不良）、水泵（泵水能力差）、水道（脏污、堵塞）。该原因导致发动机水温高的故障一般有以下故障特征：运行一段时间后发动机水温高，甚至开锅。(2)是配气相位和点火正时错误。这两个方面错误，会导致可燃混合气燃烧时间延长，散发的热量增加，冷却系统来不及散热导致发动机水温高，此类故障均伴随有发动机容易开锅的故障特征。案例(3)是汽缸垫烧蚀。这类原因导致的发动机水温高且发动机运行不稳，冷却液变质，汽缸垫边缘有漏水现象。(4)是散热控制系统性能不良。该系统能够根据发动机的温度和负荷对发动机冷却系统的散热强度进行控制。分析电路图可知，在冷却系统的温度超过设定的上限时，启动风扇的高速运转电路，增强风力，加大散热强度，使发动机温度迅速下降，从而达到调节水温的目的；在发动机负荷增大（比如开空调等）时，为了防止发动机因负荷过大而产生高温，从而强制启动散热风扇的高速运转，增强散热能力，此时即使水温没有达到设定的高速运转温度，散热风扇也高速运转。案例诊断与排除：据车主反映该车因发动机高温的故障曾多次维修，换过温控开关，第一次更换之后试车正常，即发动机电子冷却风扇能够正常运转，但出厂不久发动机又出现高温而电子冷却风扇不转的故障。给电子冷却风扇连接了临时控制线，用手动开关在驾驶室根据水温表的指示进行人为控制。案例首先拔下温控开关的插头，用连接线分别连接附电路图中的1-3号和1-2号插孔，打开点火开关至“ON”挡，发现冷却电子风扇仅有高速，没有低速，表明又出现了新的故障点。检查低速线路系统发现低速串联电阻断路，该元件安装在左前翼子板内衬板下部前方。拆下前风挡的储水壶即可卸下其两个紧固螺丝，再拆开左前挡泥衬板，从下部取出该元件，修复后装复，在温控开关的插头处，用连线方式人为试验电子冷却