汽车发动机构造与维修项目七课件.ppt

1、汽车发动机构造与维修 第2版 主编主编 胡胜胡胜 正文学习目标学会发动机冷却系统典型故障的诊断和排除方法。典型工作任务1.发动机水泵的拆装与检修。2.发动机节温器的拆装与检查。3.检查发动机的冷却液。4.清除发动机的水垢。5.更换发动机的冷却液。6.发动机过热、温度过低及冷却液消耗过快的诊断与排除。正文任务分析本项目主要学习汽车发动机的冷却系统,通过学习,学生能够掌握冷却系统的作用和组成;熟悉冷却系统各零部件的结构和工作原理;学会冷却系统的正确拆装及主要零部件的检修方法;能对冷却系统进行维护和常见故障的排除。学习方式为观看多媒体课件、相互讨论、现场教学、专题讲座等。正文知识准备第1课发动机冷却

2、系统概述正文一、冷却系统的作用冷却系统的主要作用是把受热零部件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。汽车发动机的冷却液正常工作温度为8090。冷却液温度过高,将造成零部件机械强度降低,零部件受热膨胀造成正常的配合间隙被破坏,发动机功率下降和燃烧不正常,机油变稀或氧化变质降低润滑效果,并且加剧机件的磨损;冷却液温度过低,将造成热量损失大,机油黏度大、流动性差,降低润滑效果。正文二、冷却系统的类型冷却系统按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷两种,如图7-1所示。把发动机中高温零部件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系;把这些热量先传给冷却液(或水),然后再散入大气而

3、进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀、效果好,而且发动机运转噪声小,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。正文图7-1冷却系统的类型a)水冷b)风冷正文水冷系是以冷却液作为冷却介质,把发动机受热零部件吸收的热量散发到大气中去。目前,汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水冷系,即利用水泵强制加压使冷却液在冷却系统中进行循环流动。水冷系由散热器、膨胀水箱、冷却风扇、冷却液进水管和冷却液温度传感器等组成,如图7-2所示。三、水冷系的组成及水路正文图7-2水冷系的组成正文散热器内的冷却液加压后,通过气缸体进水孔压送到气缸体水套和气缸盖水套内,冷却液在吸收了机体的大量热量后,经气缸盖出水孔流回

4、散热器。由于有风扇的强力抽吸,空气流由前向后高速通过散热器。因此,受热后的冷却液在流过散热器芯的过程中,热量不断地散发到大气中去,冷却后的水流到散热器的底部,又被水泵抽出,再次压送到发动机的水套中,如此不断循环,把热量不断地送到大气中去,使发动机不断地得到冷却。正文通常,冷却液在冷却系统内的循环流动路线有两条,如图7-3所示。一条为大循环,另一条为小循环。大循环是冷却液温度高时,冷却液经过散热器而进行的循环流动;而小循环就是冷却液温度低时,冷却液不经过散热器而进行的循环流动,从而使冷却液温度升高。正文 图7-3冷却水路正文第2课发动机冷却系统主要零部件的拆装与维修正文 一、散热器的拆装与维修1

5、.散热器的作用和材料散热器的作用是增大散热面积,加速冷却液的冷却。冷却液经过散热器后,其温度可降低1015,为了将散热器传出的热量尽快带走,在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。散热器一般用铜或铝制成。正文2.散热器的构造散热器又称为水箱,由上水室、散热器芯和下水室等组成,如图7-4所示。散热器上水室顶部有加水口,用散热器盖盖住,冷却液由此注入整个冷却系统。在上水室和下水室分别装有进水管和出水管,进水管和出水管分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。这样既便于安装,而且当发动机和散热器之间产生少量位移时也不会漏水。在散热器下面一般装有减震垫,防止散热器受振动损坏。在散热器下水室的出水

6、管上还有放水开关,必要时可将散热器内的冷却液放掉。正文散热器芯由许多冷却管和散热片组成。对于散热器芯应该有尽可能大的散热面积,采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的构造形式有多样,常用的有管片式和管带式两种,如图7-5所示。正文 图7-4散热器正文 图7-5散热器芯a)管片式b)管带式正文汽车发动机多采用闭式水冷系,这种冷却系统的散热器盖具有空气蒸汽阀,如图7-6所示。图7-6散热器盖的结构及原理a)蒸汽阀开启b)空气阀开启c)散热器盖正文 图7-7散热器盖空气蒸汽阀的检查a)检查蒸汽阀b)检查空气阀散热器盖空气蒸汽阀好坏的检查,如图7-7所示。正文膨胀水箱如图7-8所示。图7-8

7、膨胀水箱正文3.散热器密封性检查(1)车上密封性检查用检漏仪就车检查散热器密封性,方法如下:1)封闭散热器进出水口,将散热器加水至加水口下方1020mm处。2)用气泵向散热器内加压至200kPa,压力表在5min内压力应不下降。3)检查散热器有无渗漏现象,如有渗漏,应进行修复或更换,如图7-9所示。(2)车下检查密封性散热器从车上拆下后,检查密封性的方法是:先封闭散热器的进出水口,然后把散热器放到比散热器大的水池中,观察是否有气泡冒出。若无气泡冒出,说明密封良好;反之,冒气泡的地方即为漏气点,需要维修。正文4.散热器的拆卸1)拔下散热器上的传感器插头。2)拆卸散热器的上下水管。3)拆除散热器与

8、车身之间的连接螺栓。5.散热器的检修散热器常见的故障是变形、渗漏和芯管堵塞等。散热器变形可用焊丝拉平修复,散热器渗漏可用锡焊或黏结方法修复,散热器芯管堵塞可用清洗或换管方法修复。如图7-10所示为散热器换芯。正文 图7-9散热器的就车检查正文 图7-10散热器换芯正文1.风扇的作用风扇的作用是提高通过散热器芯的空气流速和流量,增加散热效果,加速冷却液的冷却。风扇通常安排在散热器后面,并与水泵同轴,此为机械式风扇;安装在散热器上的风扇为电动风扇。当风扇旋转时,对空气产生吸力,使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯,使流经散热器芯的冷却液加速冷却,如图7-11所示。二、风扇的构造与维修正文 2

9、.风扇的类型风扇按制造材料可分为金属叶片风扇和工业塑料风扇,如图7-12所示。传统发动机风扇叶片一般用钢板冲压制成;现代发动机风扇通常采用塑料风扇,塑料风扇一般用合成树脂材料制成,以减少噪声。风扇按驱动的动力可分为机械风扇和电动风扇,如图7-13所示。正文 图7-11空气流由前向后通过散热器芯正文 图7-12风扇按制造材料分a)金属叶片风扇b)工业塑料风扇正文图7-13风扇按驱动的动力分a)机械风扇b)电动风扇正文风扇按所产生的风的流向分有轴流式和离心式两种。轴流式风扇所产生的风,其流向与风扇轴平行;离心式风扇所产生的风,其流向为径向方向。轴流式风扇效率高、风量大、结构简单、布置方便,因而在车

10、用发动机上得到了广泛的应用。正文3.风扇的控制装置风扇控制装置用以控制风扇的运转与转速,改变流经散热器芯部的空气流量,从而调节冷却强度,保证发动机在最有利的温度范围内工作,提高发动机的使用寿命。同时,还可以减少风扇的功率消耗,降低发动机噪声。正文(1)机械风扇的控制装置机械风扇的控制装置主要有硅油风扇离合器和电磁风扇离合器两种。1)硅油风扇离合器。硅油风扇离合器是一种以硅油为介质,利用通过散热器芯、吹向风扇的气流的温度高低改变风扇转速的风扇控制装置。硅油风扇离合器安装在风扇与水泵之间,如图7-14所示。图7-14硅油风扇离合器正文图7-15硅油风扇离合器结构正文 当发动机冷起动或小负荷下工作时

11、,冷却液及通过散热器的气流温度不高,进油孔被阀片关闭,工作腔内无硅油,离合器处于分离状态。主动轴转动时,由于密封毛毡圈和轴承的摩擦,使风扇随同壳体在主动轴上空转打滑,转速极低。当发动机负荷增加时,冷却液和通过散热器的气流温度随之升高,双金属感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。当流经双金属感温器的气流温度超过338K(65)时,进油孔被完全打开,于是硅油从储油腔进入工作腔。硅油十分黏稠,主动板即可利用硅油的黏性带动壳体和风扇转动。此时,风扇离合器处于接合状态,风扇转速迅速提高。硅油风扇离合器的工作原理:正文 当发动机负荷减小,流经双金属感温器的气体温度低于308K(35)时,双金属感温器恢复原

12、状,阀片将进油孔关闭,工作腔中油液继续从回油孔流回储油腔,直至甩空为止。风扇离合器又回到分离状态。正文图7-16电磁风扇离合器正文2)电磁风扇离合器。电磁风扇离合器是一种根据冷却液温度,通过冷却液温度感应开关和电路控制风扇运转的装置,如图7-16所示。电磁风扇离合器的结构,如图7-17所示。电磁风扇离合器的工作原理如下:当冷却液温度低于92,冷却液温度感应开关的电路不通,线圈不通电,离合器处于分离状态;当冷却液温度超过92,冷却液温度感应开关的电路自动接通,线圈通电,电磁壳体吸引衔铁环将摩擦片压紧,离合器处于接合状态,风扇毂随电磁壳体一起转动。正文(2)电动风扇的控制装置有些轿车上采用双电动风

13、扇的冷却系统,该系统风扇噪声小、功率低、冷却效果好,但结构复杂、成本高。电动风扇以蓄电池为动力,其转速与发动机转速无关。电动机的开关由位于散热器的温度传感器控制,由于冷却液温度高,即使发动机已熄火,风扇仍可能转动,如图7-18所示。正文 图7-17电磁风扇离合器的结构正文 图7-18电动风扇温控开关正文三、水泵的构造与维修1.水泵的作用水泵的作用是对冷却液加压,加速冷却液的循环流动,保证冷却可靠。车用发动机上多采用离心式水泵,离心式水泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。正文2.水泵的结构及工作原理图7-19离心式水泵的构造正文离心式水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴组成,叶轮一般是径向

14、或向后弯曲的,其数目一般为69片,如图7-19所示。当叶轮旋转时,水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转,在离心力作用下,冷却液被甩向叶轮边缘,然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时,叶轮中心处的压力降低,散热器中的冷却液便经进水管被吸进叶轮中心部分。如此连续的作用,使冷却液在水路中不断地循环,如图7-20所示。正文(1)水泵叶轮的检修水泵叶轮与水泵轴的配合为静配合或过渡配合,其配合间隙为-0.0480.013mm。若叶轮孔与泵轴配合间隙超过0.04mm,应搪孔并进行镶套,衬套材料可用灰铸铁或20号钢。水泵叶轮裂纹较小的,可锡焊或胶补;裂纹较大或碎裂的,应予以更换。3.水泵

15、的检修正文 图7-20离心式水泵的工作原理正文 (2)水泵壳的检修水泵壳裂纹,可用环氧树脂胶补,也可开V形槽进行焊补。受进水口负压吸力作用,有时水泵叶轮会前移,叶轮接盘与泵壳相摩擦,磨损后冷却液会产生回漏。此时,可用环氧树脂胶黏结多层胶布粘贴磨损处,以消除回漏。(3)水泵轴的检修水泵轴是用低碳钢、中碳钢或合金钢制作,轴颈磨损后可进行堆焊,也可用镀铁或镀铬法修复,并修磨至标准尺寸。正文1)衬套和水封的更换。水泵轴前衬套受叶轮振动较小,润滑条件较好,磨损量较小;而后衬套(靠水泵叶轮一端)受叶轮影响较大,磨损较大。当衬套磨损与水泵轴的配合间隙超过0.30mm时,应更换衬套。前后衬套应同时更换,以保证

16、前后衬套的同轴度。水封密封端面磨损不平、有麻点或沟槽时,可进行研磨磨平或用铰刀修整;拧紧水封螺母后仍出现漏水,可更换水封填料;水封损坏失效时应更换水封总成。2)水泵的装后试验。水泵装复后,用手转动泵轴应无卡滞现象。将水泵叶轮推至前端,叶轮端面不得与泵壳相碰擦。堵住泵壳进水口,将水加入叶轮工作室,转动泵轴,这时应无漏水现象,否则应查明原因并予以排除。正文四、节温器的构造与维修1.节温器的作用及种类节温器的作用是根据发动机不同工况和不同使用条件,改变冷却液的循环流动路线,改变冷却系统的散热能力,即改变冷却强度,从而保证发动机经常在最有利的温度状态下工作。改变冷却强度通常有两种调节方式,一种是改变通

17、过散热器的空气流量,另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种,目前多数发动机采用蜡式节温器。正文2.蜡式节温器的结构和工作原理蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡,为提高导热性,石蜡中常掺有铜粉或铝粉,其结构如图7-21所示。常温时,石蜡呈固态,阀门压在阀座上。此时,阀门关闭了通往散热器的水路,来自发动机缸盖出水口的冷却液,经水泵又流回气缸体水套中,进行小循环,如图7-22a所示。当发动机冷却液温度升高时,石蜡逐渐变成液态,体积随之增大,迫使橡胶管收缩,从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定,故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力,阀门开启

18、,当发动机冷却液温度达到80以上时,阀门全开,来自气缸盖出水口的冷却液流向散热器,而进行大循环,如图7-22b所示正文 图7-21蜡式节温器的结构正文 图7-22蜡式节温器工作原理a)小循环b)大循环正文 图7-23节温器的检查正文3.蜡式节温器的检查(1)就车检查发动机起动后,待冷却液温度表指针读数为80时,用手触摸散热器的上水室,若冷却液温度迅速上升,表示节温器和水泵工作正常,否则说明节温器有故障。然后打开散热器盖,加大节气门,如观察到散热器上水室中冷却液有翻腾现象,即表明节温器和水泵工作正常。(2)将节温器拆下检查检查时将节温器放在水中逐渐加热,如图7-23所示。当水温高于762,主阀门

19、应开始打开,副阀门应逐渐关闭;当水温超过86时,主阀门应全开,全开升程应不小于8mm(新节温器为9mm)。如不符合上述要求,则说明节温器工作不正常,必须予以更换。正文节温器是冷却系统中用来调节冷却温度的重要机件,它的工作是否正常,对发动机工作温度影响很大,并间接地影响了发动机的动力性能和耗油量。因此,节温器不可随便拆除。正文。五、发动机冷却系统的故障诊断与排除冷却系统的常见故障现象、诊断与排除,见表7-1。正文表7-1冷却系统的常见故障现象、诊断与排除正文 第3课发动机的冷却液的检查和水垢的清除正文一、检查发动机的冷却液和清除水垢的原因解或过饱和析出在零件表面上沉积形成的。冷却液减少和水垢的产

20、生均会降低发动机的散热能力,从而加速发动机零件的磨损。因此,必须加注冷却液和清除水垢。图7-24发动机水垢正文二、冷却液的检查散热器一般安装在发动机的前部,膨胀水箱一般安装在发动机室内一侧,如图7-25所示。图7-25散热器和膨胀水箱的位置正文发动机冷却液液位检查一般在汽车行驶之前和汽车收车后,在行驶中一般只注意冷却液温度即可。冷却液的检查方法有两种:一种是旋下水箱盖检查冷却液的多少,另一种是通过观察膨胀水箱内的液位,或者通过液位指示灯提示。冷车时可以直接打开水箱盖,热车时必须等发动机停机30min后才能打开水箱盖。作业人员用湿毛巾包水箱盖,徐徐地打开第一道开关(约1/4转),待水蒸气压力释放

21、完毕后,再将水箱盖慢慢打开,以防高压蒸汽从加水口喷出造成烫伤。正文三、冷却液的添加发动机处于冷态时,冷却液液面应在膨胀水箱上“最高”和“最低”两个标记之间,如图7-26所示。发动机处于热态时,冷却液液面略高于“最高”标记。如果发现冷却液液面低于膨胀水箱上所标的最低刻线或打开水箱盖后液面较低,应及时添加冷却液。正文图7-26冷却液液位正文添加的冷却液应与发动机使用要求加注的冷却液一致,环境温度高于0的地区,也可加注清洁的水。冷却液加注过程中,要随时挤压上水管,以便排出冷却系统中的空气,如图7-27所示。然后起动发动机,视情况再加注冷却液,从而完成冷却液的添加。正文全无毒、操作简便。四、发动机水垢

22、的清除发动机水垢高效清洗剂具有高效清洗效果,除垢快速彻底,不腐蚀冷却系统内各种金属零部件,对橡胶、塑料件无影响,安正文 图7-27挤压上水管排出空气正文 1.使用发动机水垢高效清洗剂清除水垢方法一1)拆下散热器盖。2)放出发动机中的冷却液,然后拧紧放水螺栓。3)将一袋(400g)除垢剂加入5kg水中,搅拌溶解后加满水箱。4)起动发动机,让发动机怠速运转,使水温升至60,熄火浸泡34h。正文5)排净发动机中的废液,用清水冲洗23遍,至排出水澄清即可。2.使用发动机水垢高效清洗剂清除水垢方法二1)拆下散热器盖。2)放出发动机中的冷却液,然后拧紧放水螺栓。3)将一袋(400g/袋)除垢剂加入5kg水

23、中,搅拌溶解后加满水箱。4)正常出车运行。5)45h后排去废液,用清水冲洗23遍,至排出水澄清即可。任务实施正文任务一拆装并检修发动机水泵正文1.任务目的描述1)知道发动机水泵的结构。2)能正确拆装发动机水泵。3)学会检测发动机水泵各零部件。4)能积极主动参与任务,能与小组成员团结协作,能执行实训室“6S”规定。正文2.任务准备1)知识准备:完成第1课发动机冷却系统概述和第2课发动机冷却系统主要零部件的拆装与维修的学习。2)设备准备:发动机水泵、汽车发动机拆装工量具、演示课件(或操作视频)。正文2)学生练习发动机水泵的拆装与检修(或老师演示时同步练习),并完成汽车发动机构造与维修工作页相应部分

24、内容的填写。发动机水泵的拆装与检修,内容包括拆卸、清洗、检测和安装。4.任务评价任务评价内容及标准见表7-2。3.任务步骤1)老师演示或播放视频:发动机水泵的拆装与检修。正文表7-2任务评价内容及标准正文任务二拆装并检查发动机节温器正文1.任务目的描述1)知道发动机节温器的结构。2)能正确拆装发动机节温器。3)学会检查发动机节温器的方法。4)能积极主动参与任务,能与小组成员团结协作,能执行实训室“6S”规定。正文2.任务准备1)知识准备:完成第2课发动机冷却系统主要零部件的拆装与维修的学习。2)设备准备:发动机、汽车发动机拆装工量具、演示课件(或操作视频)。正文2)学生练习发动机节温器的拆装与

25、检查(或老师演示时同步练习),并完成汽车发动机构造与维修工作页相应部分内容的填写。发动机节温器的拆装与检查,内容包括拆卸、清洗、检查和安装。4.任务评价任务评价内容及标准见表7-3。3.任务步骤1)老师演示或播放视频:发动机节温器的拆装与检查。正文表7-3任务评价内容及标准正文任务三检查发动机的冷却液正文1.任务目的描述1)学会发动机冷却液的检查和添加方法。2)能积极主动参与任务,能与小组成员团结协作,能执行实训室“6S”规定。2.任务准备1)知识准备:完成第3课检查发动机的冷却液和清除水垢的学习。2)设备准备:汽车、演示课件(或操作视频)。正文3.任务步骤1)老师演示或播放视频:检查发动机的

26、冷却液。2)学生练习检查发动机的冷却液(或老师演示时同步练习),并完成汽车发动机构造与维修工作页相应部分内容的填写。检查发动机冷却液,检查内容包括检查冷却液的多少和添加冷却液。正文4.任务评价任务评价内容及标准见表7-4。表7-4任务评价内容及标准正文任务四清除发动机的水垢正文1.任务目的描述1)学会发动机水垢的清除方法。2)能积极主动参与任务,能与小组成员团结协作,能执行实训室“6S”规定。2.任务准备1)知识准备:完成第3课检查发动机的冷却液和清除水垢的学习。2)设备准备:汽车、汽车发动机拆装工量具、演示课件(或操作视频)。正文3.任务步骤1)老师演示或播放视频:清除发动机的水垢。2)学生

27、练习清除发动机的水垢(或老师演示时同步练习),并完成汽车发动机构造与维修工作页相应部分内容的填写。清除发动机的水垢,内容包括清除水垢和添加新的冷却液。正文4.任务评价任务评价内容及标准见表7-5。表7-5任务评价内容及标准正文巩固与提高一、填空题1.冷却系统的主要作用是把受热零部件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在 的温度状态下工作。汽车发动机的冷却液正常工作温度为 。2.冷却系统按照冷却介质不同可以分为 和 两种。3.把发动机中高温零部件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为 ,热量先传给冷却液(或水),然后再散入大气而进行冷却的装置称为 。正文4.强制循环式水冷系由散热器、风扇、和

28、等组成。5.冷却液在冷却系内的循环流动路线有两条:一条为,另一条为。6.散热器的作用是增大 ,加速 的冷却。7.散热器又称为 ,由 、和下水室等组成。8.风扇的作用是提高通过散热器芯的空气 和流量,增加散热效果,加速 的冷却。正文9.风扇按制造材料可分为 风扇和 风扇,风扇按驱动的动力可分为 风扇和 风扇。10.机械风扇的控制装置主要有 和 两种。11.水泵的作用是对冷却液 ,加速冷却液的循环流动,保证冷却可靠,车用发动机上多采用 水泵。12.节温器的作用是根据 不同工况和不同使用条件,改变冷却液的循环流动路线,改变冷却系统的散热能力,即改变 ,从而保证发动机经常在最有利的温度状态下工作。13.发动机冷却液液位检查一般在汽车 之前和汽车 正文 之后,在行驶中一般只注意 即可。14.发动机处于冷态时,冷却液液面应在膨胀水箱上 和 两个标记之间。二、问答题1.简述水冷却系统大小循环路线。2.简述蜡式节温器的检查方法。3.发动机过热的原因有哪些?怎样诊断?4.发动机冷却液消耗过多的原因有哪些?怎样诊断?