汽车发动机构造与检修项目七

Home任务1发动机冷却系统的结构与检修任务2发动机润滑系统的结构与检修Home导入知识准备学习目标任务1发动机冷却系统的结构与检修任务实施Home学习目标1.知道冷却系统的结构组成和冷却方式。2.能描述冷却系统的循环水路。3.会对冷却系统主要部件进行检修。4.会对冷却系统的常见故障进行诊断。Home导入如果一台发动机，冷却系统的维修率一直居高不下，往往会引起发动机其他构件的损坏，特别是随着车辆行驶里程的增加，冷却系统的工作效率逐渐下降，对发动机的整体工作能力产生较大影响。冷却系统的重要性在于保持发动机在常温下工作。它犹如人体的皮肤汗腺，如果有一天，人体的汗腺不能正常工作，身体的热量无法散去，那么轻则中暑，重则休克。Home知识准备一、冷却系统的分类二、冷却系统的回路及大小循环三、发动机冷却系统的组成四、发动机冷却系统的检修Home一、冷却系统的分类根据冷却介质的不同，发动机机冷却系统可分为水冷系统和风冷系统两类，如表7-1-1所示。Home二、冷却系统的回路及大小循环汽车发动机的冷却系统多为强制循环水冷系，利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。在冷却系统中，有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内暖风循环。主循环中包括了两种工作循环，即小循环和大循环，如表7-1-2所示。HomeHome三、发动机冷却系统的组成发动机冷却系统主要由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、膨胀水箱、发动机缸体和缸盖水套等组成，如图7-1-1所示。Home1.散热器散热器是一个热交换器，由下水室、散热器芯和上水室等组成（图7-1-2）。利用流进散热器芯缝隙中的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。发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外流过，冷却液向空气散热，温度降低。散热器芯由许多冷却管和散热片组成，散热器芯的构造形式有多种，常见的有管片式和管带式两种，如表7-1-3所示。HomeHome散热器盖使水冷系统成为封闭系统，即闭式水冷系。闭式水冷系可以提高系统内压力和冷却液沸点，扩大散热器与周围空气的温差，提高热交换效率，减少冷却液的流失。当发动机工作时，冷却液的温度逐渐升高。由于冷却液容积膨胀使冷却系统内的压力增高。当压力超过预定值时，压力阀开启，一部分冷却液经溢流管流入补偿水桶，以防止冷却液胀裂散热器。当发动机停机后，冷却液的温度下降，冷却系内的压力也随之降低。当压力降到大气压力以下出现真空时，真空阀开启，补偿水桶内的冷却液部分流回散热器，可以避免散热器被大气压力压坏（图7-1-3）。Home2.节温器节温器（图7-1-4）是控制冷却液流动路径的阀门。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，以便使冷却液能够迅速升温，也就是前面讲的小循环。当冷却液的温度超过一定值（90℃），达到节温器的开启温度时，冷却循环开始正常循环。此时，冷却液从发动机流出，经过散热器散热后，再经水泵流回发动机，也就是前述的大循环。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常。3.冷却风扇冷却风扇（图7-1-5）的作用是提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的冷却。风扇离合器可以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。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。横置发动机前轮驱动的汽车多采用电动风扇，其特点是结构简单，布置方便，不消耗发动机功率，使燃油经济性得到改善。HomeHome4.水泵水泵（图7-1-6）的作用是对冷却液加压，使冷却液能进入发动机水套内进行循环，保证其在冷却系统中循环流动。水泵由水泵叶轮、水泵轴及轴承、水泵外壳、水封等组成。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。5.膨胀水箱现代汽车特别是轿车的冷却系统中都设有膨胀水箱（或补偿水桶）。膨胀水箱由塑料制成，并用橡胶软管与散热器上面的溢流管连接。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，使冷却系统中的水气分离，能消除水冷系统中产生的气泡，增大水泵的泵水量并减小水泵和水套内部穴蚀（图7-1-7）。HomeHome四、发动机冷却系统的检修1.发动机冷却系统关键零件故障现象与检修发动机冷却系统关键零件故障现象与检修如表7-1-4所示。Home2.发动机冷却系统常见故障及原因发动机冷却系统的常见故障为发动机过热，过热的现象主要有冷却水消耗过大、冷却水温度过高和发动机突然过热三种，如表7-1-5所示。Home发动机冷却系统的维护任务实施一、器材与设备桑塔纳轿车、常用工具、清洁用具等。二、注意事项1.注意工具的正确使用。2.注意零部件的清洁。3.零部件解体后，要按部位顺序摆放；安装时，要按正确的步骤进行操作。4.操作完毕后将设备和工具复位。三、操作步骤1.发动机冷却液液面检查发动机冷却液液面的检查步骤如表7-1-6所示。HomeHome2.发动机冷却液的更换发动机冷却液的更换步骤如表7-1-7所示。HomeHome3.发动机冷却液泄露情况检查（1）检查冷却液液面，打开膨胀水箱盖。（2）清洁散热器上下水管以及散热器安装表面。（3）将膨胀水箱盖检验器连接到膨胀水箱盖处。（4）向散热器充入规定值的气压，检验气压是否恒定。注意：如果气压无法保持恒定，则要求检查系统是否存在冷却液泄露情形。——如果发生冷却液从上水管泄露的故障，则更换上水管及其夹子。——如果冷却液从散热器主体部位（例如：填缝部位）发生泄露，则必须更换散热器。Home导入知识准备知识拓展学习目标任务2发动机润滑系统的结构与检修任务实施项目小结项目测试Home学习目标1.知道润滑系统的组成和润滑方式。2.能描述润滑系统的油路。3.会对润滑系统主要零部件进行检修。4.会对润滑系统故障进行诊断。Home导入发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动。有相对运动，零件表面必然产生摩擦，加速磨损。因此，为了减少摩擦阻力，减轻磨损，延长使用寿命，发动机都必须有润滑系。Home知识准备一、润滑方式二、润滑系统的油路三、润滑系统的组成四、润滑系统的检修Home一、润滑方式润滑系统中的机油有润滑、冷却、清洗、密封、防锈等功用。由于发动机运动件的工作条件不尽相同，因此对负荷及相对运动速度不同的运动件采用不同的润滑方式。根据润滑方式的不同，发动机的润滑可分为压力润滑、飞溅润滑和润滑脂润滑三类。压力润滑是利用机油泵，以一定的压力把润滑油供入摩擦表面的润滑方式。该方式润滑可靠，但结构较为复杂，主要用于曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等承受较大载荷及相对运动速度较大摩擦表面的润滑。飞溅润滑是利用发动机工作时运转零件撞击机油搅动起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。该方式结构简单，但可靠性较差，主要用于负荷较轻的气缸壁面和配气机构的凸轮、挺柱、气门杆、摇臂等零件的工作表面。润滑脂润滑是指通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件工作表面的一种润滑方式，如水泵及发电机轴承等。Home二、润滑系统的油路现代汽车发动机润滑系统的油路大致相同（图7-2-1）。在此系统中，曲轴的主轴颈、连杆轴颈、凸轮轴颈及中间轴（分电器和机油泵的传动轴）颈均采用压力润滑，其余部分则用飞溅润滑或润滑脂润滑。Home当发动机工作时，机油从油底壳经集滤器被机油泵送入机油滤清器。如果油压太高，则机油经机油泵上的安全阀返回机油泵入口。全部机油经滤清器滤清之后进入发动机主油道。滤清器盖上设有旁通阀，当滤清器堵塞时，机油不经过滤清器滤清，由旁通阀直接进入主油道。机油经主油道进入五条分油道，分别润滑五个主轴承。然后，机油经曲轴上的斜油道，从主轴承流向连杆轴承润滑连杆轴颈。主油道中的部分机油经第六条分油道供入中间轴的后轴承。中间轴的前轴承由机油滤清器出油口的一条油道供油润滑。主油道的另一条分油道直通凸轮轴轴承润滑油道，此油道也有五个分油道，分别向五个凸轮轴轴承供油。在凸轮轴轴承润滑油道的后端，也就是整个压力润滑油路的终端装有最低机油压力报警开关。当发动机起动之后，机油压力较低，最低油压报警开关触点闭合，油压指示灯亮。当机油压力超过一定值时，最低油压报警开关触点断开，指示灯熄灭。部分发动机的润滑油路中并联了机油细滤器，用以清除细小的杂质，少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。Home三、润滑系统的组成Home1．机油泵机油泵用于将油底壳中的机油吸出，并以一定压力压向各润滑部位，维持润滑油在润滑系中的循环。机油泵大多装于曲轴箱内，也有些柴油机将机油泵装于曲轴箱外面。机油泵多采用齿轮驱动方式，通过凸轮轴、曲轴或正时齿轮来驱动。机油泵按其结构不同分为齿轮式和转子式两种，齿轮式又分外接齿轮式和内接齿轮式两种，如表7-2-1所示。Home机油泵由发动机驱动，当发动机转速加快时，机油泵运转速度加快，输油量增加，机油压力升高。为了防止压力过高，在润滑油路中（有的直接在机油泵上或滤清器上）设有安全阀，当机油压力超过规定值时，安全阀打开，多余的润滑油经安全阀流回机油泵的进油腔或流回油底壳。Home2．机油滤清器机油滤清器的功用是滤除机油中的金属磨屑、机械杂质和机油氧化物等，保证摩擦表面的良好润滑，延长其使用寿命。机油滤清器分为机油集滤器、机油粗滤器和机油细滤器三种，如表7-2-2所示。Home3．油底壳油底壳（图7-2-3）用于存储润滑油。它由薄钢板冲压而成，为防止润滑油渗漏，其与机体结合面加垫片和密封胶密封。在油底壳底部装有放油螺栓，用于润滑油的更换。4．油尺油尺（图7-2-4）用于检查油底壳内油量和油面高低，是一片金属杆，下端制成扁平，并有刻线。机油油面必须处于油尺上下刻线之间。Home5．机油压力表机油压力表（图7-2-5）用以指示发动机工作时润滑系中机油压力的大小，一般都采用电热式机油压力表，它由油压表和传感器组成。传感器装在粗滤器或主油道上，它把感受到的机油压力传给油压表。油压表装在驾驶室内仪表板上，显示机油压力的大小值。Home四、润滑系统的检修1．发动机润滑系统关键零件故障的诊断与检修发动机润滑系统关键零件故障的诊断与检修如表7-2-3所示。Home2．发动机润滑系统常见故障及其原因发动机润滑系统的常见故障为发动机机油压力过高，发动机机油消耗过大、机油变质等，如表7-2-4所示。HomeHome发动机润滑系统的维护任务实施一、器材与设备桑塔纳轿车、常用工具、清洁用具等。二、注意事项1.注意工具的正确使用。2.注意零部件的清洁。3.零部件解体后，要按部位顺序摆放；安装时，要按正确的步骤进行操作。4.操作完毕后将设备和工具复位。三、操作步骤1.机油数量检查（1）将汽车停放在水平地面上，将发动机预热到正常工作温度。（2）停止发动机，等待5分钟。（3）拿出机油标尺，检查机油的液面，确保油液高度在机油标尺上的F标记与L标记之间。Home注意：如果油液水平面低于标记L，则需要添加油（图7-2-6）。2.机油及机油滤清器更换机油更换的步骤如表7-2-5所示。HomeHomeHome可变流量机油泵知识拓展机油泵的能力是发动机润滑系统设计中的主要指标，关系到发动机的性能及可靠性，能力小了会导致发动机油压低，造成烧瓦等严重的后果；相反，如果能力大了，会造成浪费。因此，机油泵能力是否与发动机相匹配已经成为评价发动机开发水平的重要指标。目前，传统的发动机机油泵设计过程中，尽管在确定机油泵能力的过程中进行了大量的优化，但当发动机达到一定转速时仍会有大量机油通过限压阀泄掉。这说明定排量的机油泵无法在发动机的所有转速范围内都达到最优化设计。可变流量机油泵（图7-2-7）即通过改变机油泵的输出量，来满足发动机不同工况下的需求，因此也叫做可变容积机油泵。Home可变流量机油泵包括转子式可变流量机油泵、齿轮式可变流量机油泵和叶片式可变流量机油泵三类。转子式可变流量机油泵的外转子被分为两个厚度相同的转子，利用一套机械来控制其中的一个转子，使其可以与内转子以任意长度啮合。另外一半外转子则与内转子始终啮合，通过这个方法实现对内、外转子啮合长度的控制，也就等同于改变转子的厚度，实现机油流量的可变。

叶片式可变流量机油泵的工作原理是当油泵出口压力达到一定限制时，弹簧阀将逐步被压缩，使油泵工作腔的容积逐渐变化，达到改变油泵排放的目的。