第05章 冷却系统教材

第五章冷却系统

第一节冷却系的工作原理

第二节冷却系的机件第三节冷却系的常见故障

汽车发动机构造与维修图解2024/3/21一、冷却系的作用发动机在工作过程中，汽缸与燃烧室内的气体温度可高达2000℃左右。如图5-1所示，直接与高温气体接触的汽缸体、汽缸盖、活塞和气门等，因热膨胀而破坏正常间隙，导致运动件运动受阻或者卡死；高温使各机件的强度降低甚至损坏；润滑油失去润滑作用等。因此，必须冷却发动机，保证发动机工作温度在规定的范围内。如图5-2所示，汽油燃烧的能量，有转化为机械能，向外输出动力；有通过废气，排放到大气里；需要通过冷却系散发。第五章冷却系统第一节冷却系的工作原理2024/3/21

第五章冷却系统第一节冷却系的工作原理图5-1发动机温度的分布2024/3/21第五章冷却系统第一节冷却系的工作原理图5-2汽油燃烧能量的转化2024/3/21二、冷却水的循环，如图5-4所示当冷却水温度低于343K(70℃)时，节温器关闭，冷却水不经过散热器，从缸盖水套流出的冷却水通过小循环水管直接进入水泵，并经水泵送入缸体水套。由于冷却水不经散热器散热，可使发动机温度迅速提高。这种循环方式称为小循环。当冷却水温度高于353K(80℃)时，节温器打开，冷却水从缸盖水套流出，进入散热器进行散热。水泵抽吸散热后的冷却水，送回到缸体水套进行循环。散热器使发动机冷却水的温度迅速下降，避免发动机过热，这种循环方式称为大循环。当发动机冷却水温度在343～353K(70～80℃)之间时，节温器使两种循环都存在，这时只有部分冷却水流经散热器散热。第五章冷却系统第一节冷却系的工作原理2024/3/21第五章冷却系统第一节冷却系的工作原理图5-4强制循环式冷却系2024/3/21一、散热器与膨胀水箱散热器芯由扁平的冷却管和散热带组成，图5-5和图5-6所示。散热器盖有蒸气阀和空气阀，如图5-7所示。防冻液冰点很低，可避免冬季结冰。防冻液的沸点较高，散热效果好。如图5-8所示，为防止损失防冻液，在冷却系设置了补偿水桶，对散热器内的防冻液起到自动补偿的作用。如图5-10所示，蒸气进入膨胀水箱后冷凝成流体，使水气及时分离。第五章冷却系统第二节冷却系的机件2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-5散热器芯2024/3/21。第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-6散热器的形式

2024/3/21。第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-7散热器盖当散热器内温度和压力(一般为0.026～0.037MPa，某些轿车可达0.1MPa)升高产生蒸气，蒸气阀打开，水蒸气从蒸气排出管排出到膨胀水箱。如图5-8（b）所示，当散热器内因冷却水冷却温度下降而产生一定的真空度时(一般为0.01～0.02MPa)，空气阀被吸开，空气从膨胀水箱通过蒸气排出管进入散热器内。

2024/3/21。第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-8补偿水桶2024/3/21。第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-10膨胀水箱的原理1-散热器2-水泵进水管3-水泵4-节温器5-水套出气管6-水套出水管7-膨胀水箱8-散热器出气管

补充水管10-小循环旁通管2024/3/21散热器的检修散热器的清洗：先用酸性溶液洗涤，再用碱性溶液冲洗中和。清洗时，除垢剂以10kPa的压力，在汽缸体水套或散热器内循环3min～5min。检查散热器渗漏如图5-11所示。散热器的修理：渗漏不严重时，一般可用钎焊修复。散热管出现渗漏时，可采取局部封堵，封堵的散热管的数量不得超过管数总量的10％，切断散热片的面积不得大于迎风总面积的10％。检查散热器盖与膨胀水箱：用手动气泵检查散热器盖，蒸汽阀的开启压力应在73.5kPa～103kPa的范围内，空气阀的开启压力应在0.98kPa～11.8kPa。膨胀水箱应无渗漏、箱盖密封良好、通气孔畅通，否则就会破坏冷却液的回流，必须立即更换。第五章冷却系统第二节冷却系的机件2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-11检查散热器渗漏2024/3/21二、水泵1.离心式水泵，如图5-12和图5-13所示。2.水泵的检修水泵泵壳裂纹、叶轮松脱或损坏、泵轴磨损或变形、水封漏水和轴承磨损较常见。泵壳裂纹可焊接或更换。壳与盖接合面平面度大于0.05mm，可磨平。轴承及座孔磨损，间隙大于0.15mm，可镶套或更换。水泵轴弯曲大于0.05mm，应冷压校正；轴颈磨损严重，应予更换，轴端螺纹损坏，重新套丝。叶片破损，可焊修或更换；轴孔磨损松旷可镶套。若胶质水封磨损或变形，水泵泄水孔漏水，应更换。水泵试验：水泵安装后，转动带轮，应无卡滞；叶轮与泵壳应无碰擦。在试验台上进行压力-流量试验。水泵转速为2000r／min时，水泵流量不少于140L/min，压力不得低于40.4kPa。第五章冷却系统第二节冷却系的机件2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-12离心式水泵的组成2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-13离心式水泵的工作原理2024/3/21三、汽车发动机风扇（图5-14）有发动机曲轴带轮驱动和电动风扇两种。风扇叶片出现破损、弯曲、变形后，应及时更换。桑塔纳轿车电动风扇，当冷却液温度高于368K(95℃)时，温控开关的低温触点闭合，风扇电机以1600r/min低速转动；当冷却液温度升高到378K(105℃)时，温控开关的高温触点合上，风扇电机以2400r/min高速转动。第五章冷却系统第二节冷却系的机件2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-14汽车风扇2024/3/21四、风扇离合器有硅油式、电磁式和机械式三种类型。控制风扇的风量，以改变冷却强度。硅油风扇离合器，如图5-16所示。电磁风扇离合器如图5-17所示。机械式风扇离合器采用形状记忆合金螺旋弹簧为温控和压紧装置，如图5-18所示。第五章冷却系统第二节冷却系的机件2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-16硅油风扇离合器硅油在工作腔和贮油腔间循环，并通过壳体前盖上的散热片冷却，以防止硅油温度过高。

当发动机负荷下降，吹向感温器的气流温度低于308K(35℃)时，阀片将进油孔关闭，工作腔内油液继续从回油孔甩向储油腔，直至甩空为止，致使风扇离合器又回复到分离状态。

2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-17电磁风扇离合器

1-滑环；2-线圈；3-电磁壳体；4-摩擦片；5-弹簧；6-导向销；7-风扇毂；8-螺母；9-水泵轴；10-风扇；11-螺钉；12-衔铁环；13-接线柱；14-弹簧；15-引线壳体；16-电刷2024/3/21。第五章冷却系统第二节冷却系的机件图5-18机械式风扇离合器

当环境温度下降到54℃时，离合器开始分离，风扇速度随之降低；当温度降到313K(40℃)时，离合器完全分离，轴承只是在轴承摩擦力矩作用下，很缓慢地转动。

2024/3/21五、节温器当冷却水温度低于349K(76℃)时，石蜡为固体，在弹簧的作用下，节温器感应体处于最上端位置，主阀门关闭，旁通阀打开。来自发动机缸盖出水口的冷却水从旁通阀进入小循环软管，经水泵又流回水套中，如图5-19和图5-20所示。当发动机冷却水温度达到349K(76℃)时，石蜡体积膨胀而产生推力。主阀门开始打开，有部分冷却水经主阀门进入散热器散热。当水温超过359K(86℃)时，主阀门全开。如图5-22所示，把节温器放在盛有水的器皿中加热，检查主阀门开始开启和完全开启时的温度，以及全开时主阀门的升程。金杯海狮发动机的节温器主阀门开启温度为80~84℃；95℃时升程大于8mm。第五章冷却系统第二节冷却系的机件2024/3/21第五章冷却系统第二节冷却