汽车发动机构造与维修（第2版）课件：冷却系统构造与维修

冷却系统构造与维修汽车发动机

检查冷却系统02任务描述03相关知识04学习任务单05实训任务06实训任务单目录CONTENTS01任务目标01学习目标知识目标1）掌握冷却系统的作用、组成与冷却方式。2）掌握冷却系统的工作过程。技能目标1）会检测与更换冷却液。2）会熟练拆装冷却系统各部件。素养目标1）能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力。2）养成7S的工作习惯。3）养成服从管理、规范作业与精益求精的良好工作习惯。02任务描述有一位丰田卡罗拉轿车用户打电话到维修站，反映车辆在高速路上行驶时，突然发现仪表板的水温指示表指针偏到红色区域，发动机冷却液温度报警灯亮起，如图所示。现在不敢继续行驶，车辆停靠在路边，等待救援服务。03

相关知识相关知识

一、冷却系统的作用发动机冷却系统的主要作用是在任何工况下，对发动机高温机件进行适度的冷却，使发动机始终在最合适的温度范围内工作，以便燃烧室附近的部件（如活塞、气门、气缸和缸垫等）不被损坏、润滑油不被蒸发或性能不被降低，从而保证发动机长久的正常工作。相关知识

二、冷却系统的分类汽车发动机的冷却系按冷却介质不同可分为水冷却系和风冷却系。汽车发动机大多采用水冷却系统。相关知识

三、水冷却系统的组成汽车发动机采用的水冷系统大部分是强制循环式水冷系统，它是利用冷却液泵（简称水泵）将冷却液在水套和散热器之间进行循环来完成对发动机的冷却。强制循环式水冷却系统一般由散热器、水泵、水管、水套、节温器、膨胀水箱和风扇等组成。相关知识1.散热器（1）作用

散热器也称为水箱，作用是将冷却液从水套内吸收的热量传递给外界空气，使冷却液降温，并为冷却系统储存一定量的冷却液。相关知识

（2）结构

散热器主要由左右或上下储水室，进、出冷却液软管，散热器芯、散热器翼片和散热器盖等组成。散热器一般以弹性方式安装在发动机前方的支架上，通过橡胶软管，散热器上进水孔与发动机气缸盖出水孔相连接，散热器下出水孔与水泵进水孔相连接。相关知识

（3）分类

散热器有横流式和纵流式两种。横流式散热器的两个储水室焊接在散热器芯的左右两侧，冷却液沿水平方向从一侧流向另一侧；纵流式散热器的两个储水室焊接在散热器芯上下部位，冷却液在重力的作用下从顶部流向底部。相关知识（4）散热器芯

散热器芯由许多散热管和散热片组成。它主要有管带式和管片式两种。相关知识

（5）散热器盖

散热器盖通常称为水箱盖，且为压力式，以提高冷却液的沸点，使冷却液不易沸腾，同时可以加大水箱冷却水与空气的温度差，提高冷却效率，并且可以减少冷却水的流失。冷却系统中液体的温度升高时，液体发生膨胀，导致冷却系统压力增加。一般压力式水箱盖水箱内压力可达105～115kPa，可使冷却液的沸点提高到110～125℃。水箱盖由密封衬垫、压力阀弹簧、真空阀和蒸汽阀等组成。相关知识

水箱盖的工作过程相关知识

2.膨胀水箱膨胀水箱有溢液管接口和补偿管接口两个软管连接接口，分别通过橡胶软管连接到发动机的水冷系统中。发动机工作时会使冷却水温度升高并膨胀，水箱内压力上升，部分冷却液溢入膨胀水箱；当冷却液降温时，部分冷却液又被吸回散热器，膨胀水箱还可消除水冷系统中的气泡。相关知识

3.水泵（1）作用

水泵的作用是将冷却液加压后输送到发动机气缸体水套中，使之在冷却系统中循环流动。（2）结构

汽车发动机冷却液泵一般采用离心式，主要由叶轮、水泵盖、水泵轴承、水泵轴和皮带轮等组成。相关知识

（3）工作过程

水泵由曲轴通过正时皮带或驱动皮带带动叶轮旋转。当叶轮旋转时，冷却液泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在离心力的作用下，向叶轮的边缘甩出，将动能转变为压能，然后经水泵壳体上与叶轮成切线方向的出水口，被压送到气缸体水套内。与此同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的冷却液便经进水管被吸入叶轮中心，使冷却液循环流动。相关知识

4.节温器节温器的作用是根据发动机的温度自动控制冷却液的循环路线。目前，大多数发动机采用蜡式节温器，安装于缸盖出水口处，控制冷却水通往散热器的流量。压力式冷却系统均使用蜡式节温器，由支架、推杆、胶管、蜡管、石蜡、弹簧、通气孔摆锤、主阀门和副阀门等组成。相关知识

节温器的工作过程：相关知识

发动机小循环路线图：发动机大循环路线图：相关知识

5.风扇风扇是为了提高流经水箱散热片空气的流速和流量，以提高冷却强度，一般安装在水箱和发动机之间，由发动机皮带或电动机驱动。常见的冷却风扇驱动方式有机械传动式、硅油传动式和电动式三种。相关知识

目前，汽车上采用的多为电动式冷却风扇，电动风扇由风扇电动机、冷却风扇以及导风罩等组成。相关知识

风扇的控制方式如图所示，发动机ECU接收位于气缸盖水套上的水温传感器的信号，当发动机温度低于95℃时，ECU不发送信号给风扇控制器（风扇IC），冷却风扇不工作；当发动机温度高于95℃时，ECU发送信号给风扇控制器，冷却风扇工作。04

学习任务单学习任务单检查冷却系统学习任务单班级：姓名：1.发动机冷却系统的作用是对发动机高温机件进行适度的

，使发动机始终在最合适的

内工作，从而保证发动机长久的正常工作。2.汽车发动机的冷却系按冷却介质不同可分为

系和风冷却系，汽车发动机大多采用

系统，它是以

作为介质，吸收高温机件的热量，再由这些吸收了热量的冷却液经过散热器，将热量散发到大气中，可使冷却液温度维持在

℃。3.写出下图划线处零部件的名称。学习任务单4.散热器的作用是将冷却液从水套内吸收的热量传递给

，使冷却液降温，并为冷却系统储存一定量的冷却液。它主要由左右或上下储水室，

、

、散热器翼片和散热器盖等组成。它安装在

，通过橡胶软管，散热器

孔与发动机气缸盖出水孔相连接，散热器

孔与水泵进水孔相连接。5.散热器盖安装在散热器上部储水室上或冷却液储液罐上，现代汽油发动机所使用的水箱盖均为压力式，以提高冷却液的

，使冷却液不易

，提高冷却效率，并且可以减少冷却水的流失。它由密封衬垫、压力阀弹簧、

阀和

阀等组成，6.膨胀水箱的作用是发动机工作时会使冷却水温度升高并膨胀，水箱内压力上升，部分冷却液溢入

；当冷却液降温时，部分冷却液又被吸回

。7.水泵的作用是将冷却液加压后输送到发动机

中，使之在冷却系统中

流动。它主要由

、水泵盖、水泵轴承、水泵轴和

等组成。安装在发动机

上。由

通过正时皮带或驱动皮带带动叶轮旋转。8.节温器的作用是根据发动机的温度自动控制冷却液的

。目前，大多数发动机采用蜡式节温器，安装于

处，控制冷却水通往散热器的流量。当发动机的冷却水温度低于70℃时，控制冷却水不经水箱散热，可使发动机温度迅速提高，这种循环方式称为

循环；当发动机冷却水温度高于90℃时，控制冷却水经过水箱散热，可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

循环。9.风扇是为了提高流经水箱散热片空气的流速和流量，以提高冷却强度，一般安装在

之间，由发动机皮带或

驱动。学习任务单答案1.发动机冷却系统的作用是对发动机高温机件进行适度的

冷却

，使发动机始终在最合适的

温度

内工作，从而保证发动机长久的正常工作。2.汽车发动机的冷却系按冷却介质不同可分为

水冷却系和风冷却系，汽车发动机大多采用

水冷却

系统，它是以

冷却液

作为介质，吸收高温机件的热量，再由这些吸收了热量的冷却液经过散热器，将热量散发到大气中，可使冷却液温度维持在

80~90

℃。3.写出下图划线处零部件的名称。学习任务单答案4.散热器的作用是将冷却液从水套内吸收的热量传递给

外界空气

，使冷却液降温，并为冷却系统储存一定量的冷却液。它主要由左右或上下储水室，

进、出冷却液软管

、

散热器芯

、散热器翼片和散热器盖等组成。它安装在

发动机前方的支架上

，通过橡胶软管，散热器

上进水

孔与发动机气缸盖出水孔相连接，散热器

下出水孔与水泵进水孔相连接。5.散热器盖安装在散热器上部储水室上或冷却液储液罐上，现代汽油发动机所使用的水箱盖均为压力式，以提高冷却液的

沸点

，使冷却液不易

沸腾

，提高冷却效率，并且可以减少冷却水的流失。它由密封衬垫、压力阀弹簧、

真空

阀和

节气

阀等组成，6.膨胀水箱的作用是发动机工作时会使冷却水温度升高并膨胀，水箱内压力上升，部分冷却液溢入

膨胀水箱

；当冷却液降温时，部分冷却液又被吸回

水箱

。学习任务单答案7.水泵的作用是将冷却液加压后输送到发动机

水套

中，使之在冷却系统中

循环

流动。它主要由

叶轮

、水泵盖、水泵轴承、水泵轴和

皮带轮

等组成。安装在发动机

气缸体

上。由

曲轴

通过正时皮带或驱动皮带带动叶轮旋转。8.节温器的作用是根据发动机的温度自动控制冷却液的

循环路线。目前，大多数发动机采用蜡式节温器，安装于

缸盖出水口

处，控制冷却水通往散热器的流量。当发动机的冷却水温度低于70℃时，控制冷却水不经水箱散热，可使发动机温度迅速提高，这种循环方式称为

小

循环；当发动机冷却水温度高于90℃时，控制冷却水经过水箱散热，可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。9.风扇是为了提高流经水箱散热片空气的流速和流量，以提高冷却强度，一般安装在

水箱和发动机

之间，由发动机皮带或

电动机

驱动。05

实训任务实训器材：

（1）整车或可运行的发动机实训台架。（2）水箱压力检测器、冰点仪、万用表、量杯、温度计等。（3）常用维修工具和维修手册等。作业准备：

（1）车辆在工位停放周正（2）辅好车内和车外护套

实训任务

如果仪表板指示水温过高，严禁马上打开水箱盖检查冷却系统的状况，否则冷却系统的高温蒸汽会喷出对人员造成伤害，而应该等待冷却系统温度自然降下来后，再进行如下的检查作业。一、冷却水的检查、添加与更换1.冷却液的检查与添加（1）检查冷却液的液面位置

检查补偿水箱里的液面，冷却水的液面位置应在最低（min或low）和最高(max或full)两条标记线之间。如果冷却液位过低或没有冷却液，说明冷却液发生了泄漏，需要检查冷却液的泄漏部位，一般泄漏部位都会有水垢的痕迹，然后更换发生泄漏的部件，再将冷却液添加到合适的位置。（2）检查冷却液的质量

在水箱盖或水箱加水口的周围应没有较严重的锈迹或积垢。如果过脏，则应更换冷却水。（3）检查冷却液的冰点

用冰点仪检测冷却液的冰点。实训任务2.冷却液的更换（1）拧下水箱盖；（2）从水箱和发动机的泄放开关处排出冷却水，如丰田车系在水箱的下方有个放水开关，而部分车系可能要把水箱的出水管拆卸下来才能排出冷却水；（3）关闭放水开关；（4）向系统内注入冷却水或防冻液；（5）装上水箱盖；（6）起动发动机的同时，检查是否有渗漏现象；（7）再检查冷却水液面位置，如有必要再次添加冷却水或防冻液（打开水箱盖的时候应注意安全，以防万一可把毛巾放到水箱盖上，缓慢拧松水箱盖，直至蒸汽释放后再拆下水箱盖）。实训任务二、水泵皮带的检查与调整1.皮带张力的检查与调整皮带松紧度的检查方法：用手指压下皮带的中部，若压下量过大，说明水泵或风扇皮带过松，应调整。皮带松紧度的调整方法：拧松调整支架的固定螺栓，通过拧进和拧出调整支架上的调整螺栓就可调节皮带的张力。2.皮带的检查目视检查皮带是否过度磨损，加强筋是否损坏，如传动带中间带棱上出现一些裂纹是可以继续使用的，如果带棱有脱落，则必须更换皮带。实训任务三、风扇的检查当发动机水温过高或打开空调时，冷却风扇应能旋转，如果检查时发现风扇不转或转速过低，说明风扇电机损坏或风扇控制电路故障。检查风扇电机是否损坏，可以给电机施加蓄电池电压，检查电机是否运转正常，如不运转，则更换风扇电机总成。如运转正常，则需要检查水温感应器和风扇控制电路的故障。四、水箱的拆装、清洗与检查1.水箱的检查水箱及冷却系统密封性检查：发动机停止运转时，在水箱加水口装上水箱压力检测器，在水箱内充入100KPa压力的压缩空气，观察压力检测器的压力下降值，若2分钟内压力下降超过15Kpa，则水箱或冷却水道等有泄漏。2.水箱的拆装（1）排放冷却水；（2）松开水箱进、出冷却水管上的夹箍，拔下水箱上的进、出冷却水软管；（3）拔下冷却风扇电机线束的连接器；（4）拆下水箱上部的固定螺丝；（5）将水箱连同风扇一起拆下。实训任务3.水箱的清洗水箱在使用过程中，会因腐蚀和积垢等原因影响冷却效果。清洗水箱、去除水垢，是恢复水箱散热能力的有