第4章 发动机冷却系的构造与维修 学习目标 • 知识目标 • 1．能正确叙述水冷却系的功用、结构及工作原理； • 2．能正确描述水冷系冷却强度调节的方式； • 3．能正确描述水冷系主要机件的检测及维修方法 • 能力目标 • 1．能对水冷系主要机件进行熟练拆卸、检验、装配、调 整； • 2．能对水冷系进行一、二级维护作业； • 3．能对水冷系的一般故障进行诊断并予以排除 第一节 发动机冷却系的构造 和工作原理 一、冷却系的作用 保持发动机在最适宜的温度（80℃～90℃ ）范围内工作 • 发动机的冷却方式 • 根据所用冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式 • 水冷式——以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠 水的流动把热量带走而后散入大气中散热后的水再重新 流回到受热机件处适当调节水路和冷却强度，就能保持 发动机的正常工作温度同时，还可用热水预热发动机， 便于冬季起动 • 风冷式——高温零件的热量直接散入大气 二、水冷系的组成及水路 • 膨胀水箱、风 扇(有的装风扇 离合器)、水泵 、水套(在气缸 盖或气缸体上 制出的夹层空 间)、散热器、 百叶窗、节温 器、水管、水 温表和传感器 等 三、水冷系主要部件 • 1.散热器 • 将水套出来的热水自上而下或横向地分成许多小股并将其 热量散给周围的空气。
• 散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成 散热器盖 • 散热器盖上带有空气-蒸汽阀 • 空气阀在散热器内气压下降时，与大气相通，防止散热器 芯管被大气压坏 • 蒸汽阀一般在散热器内压力达到一定值时，阀门开启，部 分水蒸气经泄气管排入大气，避免损坏散热器 膨胀水箱 • 膨胀水箱多用半透明材 料(如塑料)制成透过 箱体可直接方便地观察 到液面高度，无需打开 散热器盖膨胀水箱的 上部用一个较细的软管 与水箱的加水管相连， 底部通过水管与水泵的 进水侧相连接，通常位 置略高于散热器 水泵 • 作用：对冷却水加压，使之在 冷却系中循环流动 • 压水：当叶轮旋转时，由于离 心力的作用，水被甩向叶轮边 缘，在蜗形壳体内将动能转变 为压能，经外壳上与叶轮成切 线方向的出水管被压送到发动 机水套内 • 吸水：与压水同时，叶轮中心 处压力降低，散热器中的水便 经进水管3被吸进叶轮中心部 分 (1)组成：水泵由壳体、叶轮、泵盖板、水泵轴、支承轴承、 水封等组成 (2)水泵与风扇同轴，通过V带传动 (3)泵盖上有出水孔泵壳上有进水孔A，用橡胶管与散热器 出水管相连泵壳上面有旁通孔，与气缸盖上的出水管相连， 当冷却水温度低于349K(76℃)时，部分冷却水由此直接进入水 泵。
(4)叶轮工作室的进水室B与进水孔、旁通孔相通；出水室 由出水孔与水套相连 (5)水泵轴通过两个轴承支承在壳体，轴承间有隔套定位 (6)水泵轴上装有抛水圈，以防水封渗漏时浸湿轴承，渗出 的水被抛水圈从检视孔甩出，可避免破坏轴承润滑 (7)水封装在叶轮的左面，水封通常由密封垫圈、水封皮碗 和弹簧等组成 水泵 风扇 • 1.作用：提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热 器的散热能力并冷却发动机附件 • 2.安装位置：风扇多为轴流式，装在发动机壳与散热器之 间，与水泵同轴驱动 • 3.风扇扇风量的相关因素：风扇的扇风量主要与风扇的直 径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数目有关 • 4.风扇叶片材料有钢板、塑料和铝合金叶片数：4～6片 • 叶片与叶轮旋转平面之间有一偏扭角 风扇 节温器 • 1.作用 • 随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循 环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗 和机件的磨损 • 2. 蜡式节温器的结构 • 蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、副阀门、石蜡、 感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成 蜡式节温器的工作原理 • (1)当水温低于349K(76℃)时，主阀门完全关闭，副阀门 完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故 称小循环。
由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散 热器，且流量小，所以冷却强度弱 • (2) 当发动机水温达349K(76℃)左右时，石蜡逐渐变成液 态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部 锥面产生向上的推力由于杆的上端固定，故中心杆对橡 胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门 逐渐打开，副阀门开度逐渐减小 • (3)当发动机内水温升高到359K(86℃)时，主阀门完全开 启，副阀门完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循 环由于此时冷却水流动路线长、流量大，故冷却强度强 硅油风扇离合器 硅油风扇离合器 硅油风扇离合器 电动风扇 • 原理：电动机的 开关由散热器的 水温开关控制， 并且有高低速两 个挡位，低速挡 在沸点内使用， 高速挡在沸点外 使用，需要冷却 时自动起作用 水温开关和电动风扇 第二节 发动机水冷系的维修 一、水泵的检修 • 1．水泵总成的检查 • 水泵总成的检查程序是：先进行总成的外部检查，如 发现不合格，即应拆检修理或更换水泵总成(有的轿车， 如奥迪，不供应水泵零件) • 外部检查合格者，应在试验台上按原厂规定进行规定转 速下的压力和流量试验，合格的水泵可继续使用，不合格 的应拆检修理或更换。
水泵总成的外部检查内容： • (1)检查有无渗漏 • 水封失效时会有大量的冷却水从检视孔处流出水泵壳体 如有裂纹，也会发生渗漏 • (2)检查带轮的转动和轴向、径向窜动量 • 用手转动带轮，应运转灵活，无卡滞现象；否则，泵轴可 能弯曲或轴承浸水锈蚀 • 2．水泵的修理 • 参考该型发动机水泵维修手册进行 二、散热器的维修 • 散热器的主要维修内容是：清堵、焊漏和整形，以及水冷 却系的密封检查 • 1．清堵 • (1)散热器外部堵塞的清理 • (2)散热器内部堵塞的清理 • 2．焊漏 • (1)散热器渗漏的检查 • (2)焊修 • 3 ．整形 三、节温器的检查 • 节温器的检查方法： • 用温度可调式恒温加热设 备检查节温器主阀门的开启 温度、全开温度及升程，其 中有一项不符合规定值，则 应更换节温器 四、散热器盖阀门密封性的检查 • 将散热器盖旋装在测试器 上，用手推测试器，直至 蒸汽阀打开为止蒸汽阀 应在压力0．026~0．037 MPa时打开，若压力低于0 ．026MPa时打开，应更换 散热器盖 第三节 发动机水冷却系的常见故障 诊断与排除 一、水冷系的水温过高 • 1．故障现象 • ①水温表指针指示在373 K(100℃)以上，散热器上贮水箱 有开锅现象； • ②发动机产生爆燃，不易熄火； • ③活塞膨胀，发动机熄火后，不易起动。
• 2．故障原因、诊断和排除方法 • ①冷却水不足检查冷却水箱或膨胀水箱的水是否充足 ，加水或疏通膨胀水箱的通气孔 • ②水温表指示值过高观察散热器水温是否过热或开锅 ，如水温正常，即为感应塞或水温表故障，应先更换感应 塞；若水温表的指示值还高，则是水温表已坏 • ③风扇不转检查风扇传动带是否过松打滑，若打滑应进 行调整松开电机支架固定螺栓，向外扳动电机，同时拧 紧固定螺栓风扇传动带松紧度的检查方法是，用拇指按 压两轮距中点处，带的下沉量为10～15 mm时为宜 • ④节温器故障若发动机温度过高，而散热器的温度并不 高，或散热器上贮水箱温度高，下贮水箱却较冷时，可能 是节温器的阀门没打开或阀门升程太小，应检查更换节温 器 • ⑤水泵损坏可将水箱盖打开，操纵油门，突然变化发动 机转速，从加水口观察冷却水面有无变化，若无搅动现象 ，则为水泵工作不正常，应检查排除水泵故障 • ⑥散热器性能下降多为散热器内部被水垢或泥沙堵塞， 或散热片之间被堵塞，应清洗、疏通散热器 • ⑦散热器盖损坏若冷却水的沸点温度未提高，发动机冷 却后散热器内的真空度未形成，有膨胀水箱的箱内液面无 变化，则为散热器盖坏，应修复或更换。
• ⑧护风罩坏或不起作用，百叶窗打不开等 二、水冷系水温过低 • 1．故障现象 • ①暖机后水温表指示值在353 K(80℃)以下； • ②发动机加速困难、无力 • 2．故障原因、诊断和排除 • ①节温器故障发动机冷车升温时间长，节温器失效后 其主阀门常开，冷却水没有小循环，应检查更换节温器 • ②冬季保温措施不良，百叶窗、挡风帘关闭不严 • ③水温表或水温感应塞故障实际水温与指示值有误差 时，多为感应塞或水温表故障 • 更新水温表后无效果，则为水温感应塞故障，应更新感应 塞 三、冷却液泄漏 • 1．故障现象 • ①冷却液外漏一般是散热器、进出水橡胶管或水泵向外 流水或滴水；气缸垫坏和气缸体的水堵处漏水等 • ②冷却液内漏表现为油水相通，水套漏水，气缸套漏水 等其现象是：水箱的水减少，但是不见水外流，而在油 底壳中发现有水时，均属内漏 • ③零件损坏造成的漏水，如气缸盖、气缸体、气缸套裂纹 等引起的漏水 • 2 ．故障诊断和排除 • ①外漏通过表面观察，便可判断出渗漏的部位根据渗漏 原因进行修理例如因水封失效而引起的水泵漏水应更换 水封等 • ②内漏应抽油样检查，如发现机油中有较多的水，即应解 体检查：气缸盖和气缸体是否有裂纹及平面是否翘曲；气 缸垫及气缸套阻水囤是否损坏等。
找出内漏原因后，更换 有关零件，按要求进行组装和试验 •END 。