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1、模块八 冷却系的构造与维修能阐述冷却系的功用、类型与组成。 能识别发动机冷却系各部件。 能对照实车描述冷却水的循环路线。 掌握发动机水冷却系主要部件的结构与维修。 会发动机冷却系的常见故障的诊断和维修程序。学 习 目 标 在发动机工作时，可燃混合气燃烧的最高温度可达2500以上。活塞、气缸、气缸盖和气门等直接与高温可燃混合气接触的零部件会强烈受热，这将导致发动机工作温度过高（过热），从而引起充气系数下降和燃烧不正常（会产生爆震或早燃）；若不及时冷却，则其中运动机件将可能因受热膨胀而破坏正常间隙，还会使汽油润滑油燃损或变质，造成润滑能力下降，使零部件急剧磨损，甚至还会出现卡死、损坏等现象。因此，
2、为保证发动机正常工作，使其具有较高的经济性、动力性、耐久性和可靠性，必须采用合理的冷却方法。现代汽车发动机上采取的各种冷却措施就是使发动机在工作中得到适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作，只有这样才能保证发动机长期正常运转。项目一 发动机冷却系的认识 一、基本知识 （一）冷却系的功用 冷却系的功用就是使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。在采用水冷却系统的发动机中，发动机的正常工作温度是以冷却液温度85105为最佳。 （二）冷却系的类型汽车发动机的冷却系按冷却介质的不同可以分为两种，即水冷却系和风冷却系，如图8.1所示。目前汽车发动机上大都采用水
3、冷却系，只有少数汽车发动机采用风冷却系。图8.1 冷却系的两种类型 1风冷却系将发动机中高温零件的热量，直接散入大气，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置称为风冷却系，如图8.2所示。发动机最热的部分是气缸盖，为了加强冷却，现代风冷却系发动机气缸盖都用导热性能良好的铝合金铸造，而且为了增大散热面积，在气缸体和气缸盖上制有许多散热片。采用风冷的发动机，利用车辆前进中的空气流，或特设的风扇鼓动空气，吹过散热片，将热量带走。为了更有效地利用空气流加强冷却，发动机上一般都装有导流罩，并设有分流板，以保证各缸冷却均匀。考虑到各气缸背风面冷却的需要，在有些发动机上还装有气缸体导流罩。对于“v”形风冷发
4、动机，有的仍采用一个风扇，装在发动机前方中间位置，靠导流罩将气流分别引向左、右两列气缸外侧表面；有的还采用两个风扇，分别装在左右两列气缸前端。风冷却系结构简单，使用和维修方便，但冷却强度不易控制和调节，功率消耗大，噪声大，由于发动机与空气之间温差较大，故风冷却系的散热能力对气温变化不敏感，在现代汽车发动机上较少采用。图8.2 风冷式冷却系 2水冷却系 将发动机中高温零件的热量先传导给冷却液，再散入大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置，称为水冷却系。 水冷却系冷却均匀可靠，工作噪声小，冷却强度调节方便，效果好，因此被广泛应用于现代汽车发动机中。 （三）水冷却系的组成和冷却原理 1组
5、成 水冷却系一般由散热器、水泵、水管、水套、节温器、散热器、百叶窗、膨胀水箱、冷却液温度表和风扇等组成，如图8.3所示为桑塔纳发动机冷却系。 （1）冷却系的主要部件有水泵、散热器、膨胀水箱(或补偿水箱)、发动机水套、风扇、水管等。 （2）冷却液温度调节装置有节温器、温控开关、风扇离合器等。 （3）冷却液温度监控报警装置有冷却液温度传感器、报警灯等。 图8.3 桑塔纳发动机冷却系 2冷却系的工作原理 发动机的冷却系为强制冷却系，即通过水泵的作用，提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机水套和散热器中循环流动，水套直接布置在气缸的周围，利用冷却液吸收水套周围的热量，冷却液再流到散热器内，将热量传给散热
6、片使之被流经散热器的空气带走，经过冷却后的冷却液再进入水套。如此不断循环进行散热，保持发动机的最佳工作温度。3冷却系的循环水路为了保证发动机在不同负荷、不同转速和气候条件下能够保持正常的工作温度，发动机冷却系的冷却液的循环方式及路线是随着发动机工作温度的变化而改变的。由装在缸盖出水管或水泵进水管上的节温器进行控制。如图8.4所示。图8.4 发动机冷却系循环水路当发动机温度较低时，节温器的副阀门开启，主阀门关闭，冷却液从水泵流出，经分水管水套出水口叶水泵，进行的是小循环。其目的是使发动机温度迅速升高到正常工作温度。当温度达到80C以上时，节温器的副阀门闭，主阀开启，冷却液从水泵流出，经分水管水套
7、出水口上水管散热器下水管水泵，进行大循环。在这一过程中，由于冷却液流经水套周围时，吸收了气缸和燃烧室的热量，并经散热器将热量散发到空气当中去了，从而达到了保持发动机的正常工作温度。水冷却系有大循环和小循环两种循环方式，如图8.5 所示。 图8.5 发动机冷却系两种循环方式 小循环大循环4水冷却系强度调节装置除节温器调节冷却液温度外，一般汽车在散热器前端还安装了百叶窗，根据发动机的温度调节散热器风流强度，以改变发动机的散热效果。有些汽车还装有自动风扇离合器，由发动机周围的温度自动控制风扇离合器的接合或分离，来调节流经散热器中冷却液的流量，从而改变发动机的冷却程度。(1) 改变通过散热器的空气流量
8、：百叶窗 风扇离合器 硅油风扇离合器。(2) 改变通过散热器的冷却水的流量：节温器。二、项目实施任务一 识别汽车上发动机冷却系的各部件。任务二 在实训室面对发动机，正确描述发动机冷却系工作原理。任务三 在实训室面对发动机，正确描述发动机冷却系水路，并画出冷却系循环水路示意图。三、知识拓展（一）桑塔纳轿车JV发动机冷却系循环水路实例分析。桑塔纳轿车JV发动机冷却系的循环水路，如图8.6所示。它与一般发动机有所不同，除有常见的散热器、水泵、节温器、冷却液温度感应器等外、还专门设置了一个热敏开关、电动散热风扇和冷却液位报警灯等。该冷却系统有下述特点：图8.6 桑塔纳轿车冷却系循环水路 （1）当冷却液
9、温度在85C下时，冷却液进行小循环，当温度达85C时，节温器开始打开。当冷却液温度达105C时，节温器全开，冷却液进行大循环。（2）热敏开关控制电动双速散热风扇，当冷却液温度高于93-98C时，热敏开关的低温部分开关合上，风扇以1600rmin旋转。当冷却液温度高于99-105C，热敏开关的高温部分开关合上，风扇以2400rmin转速旋转。（3）当冷却液液面过低时，液位报警灯点亮。（二）冷却液冷却液是发动机冷却系中重要的工作介质，汽车常用的冷却液有水冷却液和加有防冻剂的防冻冷却液。1水冷却液水冷却液是指直接用水作发动机的冷却液。它的特点是简单、方便，但易结冰、结垢、沸点低。水在0时会结冰，如果
10、发动机水冷却系中的冷却液结冰，将会使冷却液终止循环而影响发动机正常工作，甚至可能会使气缸体、气缸盖和散热器等因为水结冰时体积膨胀而胀裂；冷却水最好选用软水，即含矿物质少的水（如雨水、雪水、自来水等），否则易在水套内产生水垢，使气缸体和气缸盖的导热性能变差，造成发动机过热；水的沸点低，容易蒸发，需经常添加。2防冻冷却液防冻冷却液是一种含有特殊添加剂的冷却液，起冷却、防冻、防锈、防积水垢和提高冷却液沸点等作用，现代汽车发动机普遍采用防冻冷却液。（1）防冻冷却液的种类防冻冷却液主要由冷冻剂和水按一定比例混合而成。按冷冻剂种类的不同，防冻冷却液分为酒精型、甘油型、乙二醇型3种。目前使用较多的为乙二醇型
11、防冻冷却液。乙二醇是一种无色黏稠液体，能与水以一定比例混合，沸点为1974，冰点为11.5，与水混合后还可使防冻冷却液的冰点显著降低（最低可达68）。乙二醇型防冻冷却液是用乙二醇作为冷冻剂，与水、防腐剂、染色剂等多种添加剂配制而成。用不同比例的乙二醇和水混合可配制不同冰点的防冻冷却液。这类防冻冷却液沸点高、冰点低、冷却效率高，但有毒性、对金属有腐蚀作用，故使用中应注意安全。专用防冻冷却液（长效冷却液）一般呈红色或绿色。两者几乎都有相同的成分。（2）乙二醇型防冻冷却液的牌号乙二醇型防冻冷却液分为防冻冷却液和防冻浓缩液两大类。防冻冷却液按其冰点不同，分为25、30、35、40、45、50共6个牌号
12、，可直接加入车中使用。防冻浓缩液是为了便于储运，使用时应根据产品说明书规定的比例，用蒸馏水或去离子水稀释。（3）乙二醇型防冻冷却液的选用 乙二醇型防冻冷却液的牌号是按冰点来划分的，选用时应根据车辆使用地区冬季的最低气温来选择合适的牌号。为防意外，选用的防冻冷却液冰点应比最低气温低10左右。（4）乙二醇型防冻冷却液使用注意事项。 车辆首次使用乙二醇型防冻冷却液时，应将散热器中原有的水放尽，最好能用散热器清洗剂将其中的水垢和沉淀物清除，其加入量一般为散热器容量的95。 用防冻浓缩液配制时，不能使用河水、井水、自来水等。 防冻冷却液和添加剂均为有毒物质，使用中应注意安全。 定期检查冷却液液面高度，并
13、适时补充冷却液。乙二醇型防冻冷却液使用一段时间后，会因蒸发而使液面下降，此时可补充蒸溜水或去离子水使其保持原有量，在补充数次后，考虑到添加剂的损耗，应补充同型号的冷却液。补充冷却液时，应在发动机关闭后处于冷却状态时进行，否则热水喷出会伤人。根据行驶里程或时间长短来更换发动机冷却液，因为难以通过目视来判断它的变质程度，更换周期一般为每40 000Km或l2年。不同牌号的防冻冷却液不可混合使用。项目二 冷却系的构造与维护 在冷却系的组成中，有些部件已在前述模块中阐述过，这里介绍其中主要部件的结构、原理及检修方法。一、基本知识（一）发动机水套1水套的功用水套就是水冷发动机的气缸盖和气缸体中都铸造出来
14、的贮水和连通的夹层空间，使水得以接近受热零件，并可在其中循环流动，如图8.7所示。2构造水套主要由分水管和喷水管组成。（1）分水管水套中的分水管能使冷却液均匀流到各缸，从而达到多缸发动机各气缸冷却强度均匀的目的。插入缸体水套的分水管一般是一根铜制的扁管，沿纵向开了若干个出水孔。离水泵愈远处，出水孔愈大。这就使水流速度较低的发动机后部的气缸有足够的冷却强度，如图8.7（a）。（2）喷水管水套中的喷水管，强制冷却排气门，如图8.7（b）所示。（a） （b）图8.7 水套（二）水泵1水泵的功用水泵的作用是对冷却液加压，强制冷却液在冷却系中循环流动。常见的水泵安装在发动机前端，由发动机曲轴通过三角皮带驱动。目前，汽车发动机上广泛采用离心式水泵，其结构简单、体积小、出水量大、维修方便，同时当水泵因故障而停止工作时，不妨碍冷却液在冷却系统内热对流而自然循环等优点，在汽车发动机上得到了广泛的应用。2构造水泵安装在发动机前端，现代汽车发动机均采用离心式水泵。这种水泵结构简单、体积小、出水量大、维修方便，获得广泛应用。离心式水泵主要由壳体、叶轮转子、水泵轴、轴承、水封等组成。叶轮转子上有6枚叶片，壳体与叶轮转子之间用橡胶密封圈进行密封，如图8.8所示。1V带轮； 2、5轴承； 3水泵轴 ；4油嘴； 6一旁通口；7盖板； 8衬垫 ；9胶木弹簧垫； 10水封弹簧； 11叶轮；
