第8章發(fā)動機冷卻系統(tǒng)

主要內(nèi)容8.1冷卻系統(tǒng)的作用及類型8.2冷卻系統(tǒng)的基本組成8.3冷卻系統(tǒng)的工作原理8.4使用維護與常見故障2教學(xué)目標與要求掌握冷卻系的作用與分類掌握冷卻液的分類與選用掌握冷卻系的基本組成與結(jié)構(gòu)原理學(xué)會冷卻系統(tǒng)主要部件的拆裝掌握冷卻水工作循環(huán)38.1冷卻系統(tǒng)的作用及類型

8.1.1冷卻系統(tǒng)的作用保證發(fā)動機在所有工況下都保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)（80-90℃）下工作。既要防止發(fā)動機夏天過熱，又要防止發(fā)動機冬季過冷。在冷發(fā)動機起動后，冷卻系還要保證發(fā)動機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。

48.1.2冷卻系的類型

1.冷卻方式:水冷；風(fēng)冷。風(fēng)冷系：以空氣為冷卻介質(zhì)。水冷系：以冷卻液為冷卻介質(zhì)。汽車發(fā)動機，尤其是轎車發(fā)動機大都采用水冷系，只有少數(shù)汽車發(fā)動機采用風(fēng)冷系。

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)冷卻系的類型6汽車發(fā)動機水冷系組成

1-散熱器2-散熱器蓋3-散熱器進水軟管4-補償水桶5-電動風(fēng)扇6-散熱器出水軟管7-暖風(fēng)機進水軟管8-水閥9-節(jié)溫器10-旁通閥11-暖風(fēng)機12-暖風(fēng)機出水軟管13-旁通管14-熱氣排氣口15-冷卻水泵16-機油冷凝器17-連接管發(fā)動機水冷系汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)9汽車發(fā)動機風(fēng)冷系組成

1-火花塞2-氣缸蓋散熱片3-缸體散熱片4-活塞5-氣缸導(dǎo)流罩6-風(fēng)扇及皮帶輪冷卻液由水、防凍劑、添加劑三部分組成。

按防凍劑成分不同可分為酒精型、甘油型、乙二醇型等類型的冷卻液。8.1.3冷卻液

酒精型冷卻液用乙醇(俗稱酒精)作防凍劑，價格便宜，流動性好，配制工藝簡單，但沸點較低、易蒸發(fā)損失、冰點易升高、易燃等，現(xiàn)已逐漸被淘汰；密度：0.78945g/cm^3;(液)；熔點：-114.3°C(158.8K)；沸點：78.4°C(351.6K)）甘油型冷卻液沸點高、揮發(fā)性小、不易著火、無毒、腐蝕性小，但降低冰點效果不佳、成本高、價格昂貴，用戶難以接受，只有少數(shù)北歐國家仍在使用；相對密度1.26362。熔點17.8℃。沸點290.0℃乙二醇型冷卻液用乙二醇作防凍劑，并添加少量抗泡沫、防腐蝕等綜合添加劑配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各種冰點的冷卻液，其最低冰點可達-68℃，這種冷卻液具有沸點高（197.3℃）、泡沫傾向低、粘溫性能好、防腐和防垢等特點。是一種較為理想的冷卻液，目前國內(nèi)外發(fā)動機所使用的和市場上所出售的冷卻液幾乎都是這種乙二醇型冷卻液14

8.2冷卻系的基本組成

1.散熱器2.冷卻風(fēng)扇

3.冷卻水泵

4.節(jié)溫器

5.冷卻液溫度傳感器

158.2.1散熱器散熱器的功用散熱器又稱為水箱，將水套中流出的熱水分成許多股小水流，以增大散熱面積，加速水的冷卻。2.散熱器的構(gòu)造

由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發(fā)動機前的車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發(fā)至外界大氣，使水溫下降。上水箱散熱器蓋下水箱散熱器芯出水管口進水管安裝處17散熱器18散熱器散熱器蓋

汽車上廣泛采用閉式水冷系，該水冷系的散熱氣蓋具有空氣—蒸汽閥（壓力式），可自動調(diào)節(jié)冷卻系內(nèi)部壓力，提高冷卻效果。1）提高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。2）壓力達到126～137Kpa時，蒸汽閥開啟而使水蒸汽從通氣孔排出；3）當水溫下降，冷卻系內(nèi)部的真空度低于10～20Kpa時，空氣閥打開，空氣從通氣孔進入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。218.2.2冷卻風(fēng)扇

1.冷卻風(fēng)扇的功用當風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時吸進空氣，使其通過散熱器，以增強散熱器的散熱能力，加速冷卻液的冷卻。2.冷卻風(fēng)扇的構(gòu)造

汽車發(fā)動機水冷系多采用大風(fēng)量、高效率的軸流式風(fēng)扇，即風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時，空氣沿著風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動。

安裝在水泵軸上，并由驅(qū)動水泵和發(fā)電機的同一根傳動帶傳動風(fēng)扇離合器

主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時，風(fēng)扇隨離合器殼體一起空轉(zhuǎn)打滑；當發(fā)動機氣流溫度超過338K時，離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高。當發(fā)動機氣流溫度低于308K時，風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。

硅油風(fēng)扇離合器風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速的控制23電動風(fēng)扇

1-電動機2-護風(fēng)罩3-風(fēng)扇框架4-風(fēng)扇葉片水泵

5-繼電器6-溫度傳感器（開關(guān)）不用發(fā)動機做動力，而是用蓄電池的電能驅(qū)動電動機，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)，只有當冷卻液溫度超過一定值（92-97°）才工作。248.2.3冷卻水泵

1.冷卻水泵的功用與基本工作原理對冷卻水加壓，使冷卻水在冷卻系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。25冷卻水泵工作原理268.2.4節(jié)溫器

1.節(jié)溫器的功用

根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度的高低，打開或關(guān)閉冷卻液通向散熱器的通道，使冷卻液在散熱器和水套之間進行大循環(huán)或小循環(huán)，調(diào)節(jié)冷卻強度，保證發(fā)動機在最適宜的溫度下工作。272.節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)1-支架2-主閥門3-推桿4-石蠟5-膠管6-副閥門7-節(jié)溫器殼體8-彈簧石蠟式節(jié)溫器283.節(jié)溫器的工作原理小循環(huán)大循環(huán)溫度低時，石蠟固態(tài)，主閥門被彈簧推上與閥座壓緊，處于關(guān)閉副閥門開啟，進行小循環(huán)。溫度升高到一定值，石蠟融化，體積膨脹，主閥門開啟，副閥門關(guān)閉，冷卻液全部經(jīng)過散熱器進行大循環(huán)。小循環(huán)大循環(huán)當水溫低于87℃時，主閥關(guān)，副閥開——小循環(huán)。當水溫高于87℃時低于102℃時，主閥漸開，副閥漸關(guān)——大小循環(huán)同時進行。當水溫高于102℃時，主閥全開，副閥關(guān)——大循環(huán)。蠟式節(jié)溫器工作情況以桑塔納為例，87℃關(guān)閉，102℃開啟奧迪100，85℃關(guān)閉，105℃開啟31節(jié)溫器工作原理328.2.5冷卻液溫度傳感器1.冷卻液溫度傳感器的功用感測發(fā)動機冷卻液溫度的變化控制風(fēng)扇運轉(zhuǎn)。

2.冷卻液傳感器的結(jié)構(gòu)及原理

熱敏式，安裝在發(fā)動機缸體、缸蓋的水套或者節(jié)溫器殼內(nèi)并伸入水套中，與冷卻液直接接觸。33

電磁式冷卻液溫度表

當冷卻液溫度較低時，傳感器內(nèi)熱敏電阻的阻值較大，流經(jīng)線圈L1和L2的電流相差不多，但L1匝數(shù)多，產(chǎn)生的磁場強，使銜鐵帶動指針向左偏轉(zhuǎn)，指針指向低溫刻度。當冷卻液溫度升高時，熱敏電阻的阻值減小，線圈L2中的電流明顯增大，電

磁力也增大，使

銜鐵帶動指針向

右偏轉(zhuǎn)，冷卻液

溫度表的指針指

向高溫刻度。348.3冷卻系工作原理

8.3.1冷卻系水路

小循環(huán)大循環(huán)典型的水冷系統(tǒng)37冷卻系水路38

8.3.2冷卻系工作原理1.小循環(huán)當發(fā)動機冷卻液溫度較低時(如奧迪100型轎車低于85℃)，節(jié)溫器主閥門關(guān)閉、副閥門打開。冷卻液經(jīng)水泵增壓后，由發(fā)動機的機體水套，再從水套壁周圍流過并從水套壁吸熱而升溫，然后向上流入氣缸蓋水套，從氣缸蓋水套壁吸熱之后流經(jīng)節(jié)溫器、小循環(huán)通道返回發(fā)動機機體水套。

散熱器

節(jié)溫器水套水泵39

2.大循環(huán)當發(fā)動機冷卻液溫度升高到一定值(如奧迪轎車高于105℃)，節(jié)溫器主閥門完全開啟、副閥門關(guān)閉。冷卻液經(jīng)節(jié)溫器流入散熱器，向流過散熱器周圍的空氣散熱而降溫，最后冷卻液經(jīng)散熱器返回水泵，進行大循環(huán)。散熱器

節(jié)溫器水套水泵冷卻系的大小循環(huán)實質(zhì)（以奧迪100為例）當發(fā)動機在正常熱狀態(tài)下工作時，即水溫高于105℃，節(jié)溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關(guān)閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，形成大循環(huán)；當冷卻水溫低于85℃時，節(jié)溫器閥門關(guān)閉了通往散熱器的通道，同時打開了通往水泵的旁通管，水套內(nèi)的水只能由旁通孔流出經(jīng)旁通管進入水泵，又被水泵壓入發(fā)動機水套，此時冷卻水并不流經(jīng)散熱器，只在水套與水泵之間進行小循環(huán)，從而防止發(fā)動機過冷；當發(fā)動機的冷卻水溫在85～105℃范圍內(nèi)，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉狀態(tài)，此時一部分水進行大循環(huán)，而另一部分水進行小循環(huán)。42冷卻系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作原理43本田轎車冷卻系工作原理448.4發(fā)動機冷卻系的使用維護1．冷卻液使用（1）每天出車前應(yīng)檢查冷卻液是否足夠，不足應(yīng)添加。帶膨脹水箱的正確液面位置應(yīng)在上限標記與下限標記之間。（2）使用的冷卻水應(yīng)經(jīng)軟化處理，減少水垢的產(chǎn)生。提倡使用防凍液，以防止冬季冷卻系結(jié)冰。使用防凍液時，添加的防凍液應(yīng)與原先的相同。45（3）行車中檢查或添加冷卻液必須使發(fā)動機處于冷態(tài)，方可添加冷卻液，以防燙傷人和損壞發(fā)動機。（4）冬季來臨前應(yīng)檢查一次防凍液濃度，并按規(guī)定調(diào)配濃度，保證防凍液具有足夠的防凍能力。（5）汽車每行駛40000km(兩年)或防凍液中出現(xiàn)銹紅色，就應(yīng)更換防凍液。更換缸蓋、缸墊、散熱器等，必須更換冷卻液，放出的冷卻液不宜再使用，并妥善處理。462.冷卻系統(tǒng)外部滲漏檢查經(jīng)常檢查冷卻系統(tǒng)外部有否冷卻液滲漏，發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)檢查冷卻系統(tǒng)管路緊固情況、管接頭墊片是否損壞、水泵是否損壞漏水等，并及時排除。473.風(fēng)扇皮帶緊度的檢查與調(diào)整若風(fēng)扇皮帶緊度過大，將增加動力損失，增加發(fā)電機和水泵軸承的負荷，使軸承磨損加劇，同時也可以導(dǎo)致皮帶的早期損壞；若風(fēng)扇皮帶緊度過小，則易使皮帶打滑，造成發(fā)動機過熱，同時影響發(fā)電機的發(fā)電。檢查萬法是：用大拇指按壓風(fēng)扇皮帶中部（約98N），皮帶應(yīng)下凹7～18mm（小車）或15～2Omm（大車）。如果不符合要求，應(yīng)松開調(diào)整螺母，改變發(fā)電機的位置加以調(diào)整。484.散熱器的維護經(jīng)常清除散熱器外部雜物和油泥，發(fā)現(xiàn)卻管破裂漏水應(yīng)及時修理。5.水垢的清洗就車清洗水套和散熱器水垢，先將冷卻系的冷卻液放凈，然后加入配有水垢清洗液的溶液，工作一個班次后放出清洗液，再換用清水讓發(fā)動機運行一個班次后放出，至清潔無混濁即可。496.硅油風(fēng)扇離合器檢查當汽車停放約12h后，在發(fā)動機起動前用手指撥動風(fēng)扇葉片，應(yīng)感到有明顯的轉(zhuǎn)動阻力。發(fā)動機起動后，運轉(zhuǎn)1～2min后熄火，此時撥轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片，若感到轉(zhuǎn)動阻力明顯減小，可以認為硅油風(fēng)扇離合器工作正常。50本章小結(jié)1.發(fā)動機冷卻系用于保持發(fā)動機處在合適的溫度下工作。冷卻方式有水冷式和風(fēng)冷式兩種。2.發(fā)動機水冷系主要由散熱器、風(fēng)扇、水泵、節(jié)溫器和冷卻水道組成。3.節(jié)溫器是根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度的高低，打開或關(guān)閉冷卻液通向散熱器的通道，使冷卻液在散熱器和水套之間進行大循環(huán)或小循環(huán)，調(diào)節(jié)冷卻強