1、模块四模块四 冷却系冷却系 课题一课题一 冷却系的组成及大小循环冷却系的组成及大小循环课题二课题二 冷却系主要部件的检修冷却系主要部件的检修识别冷却水路识别冷却水路技能点技能点知识点知识点课题一课题一 冷却系的组成及大小循环冷却系的组成及大小循环冷却系的分类冷却系的分类水冷系的组成水冷系的组成 发动机冷却系的功用是使工作中的发动机得到适度的冷却，并保持发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机是一种把热能转化机械能的装置，为什么还要适度冷却呢（为什么不能过热呢）？冷却强度是越强越好吗？ 冷却系的循环路线如何？冷却系在使用中，冷却液由于锈蚀、蒸发、泄露等原因，会造成冷却强度不足等现象，有时需及时更换
2、冷却液，应如何更换呢？ 在发动机工作期间，最高燃烧温度可能高达2500，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000以上。因此，与高温燃气接触的发动机零件受到强烈的加热。在这种情况下，若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机力性，经济性，排气净化性、可靠性及耐久性的全面下降。但是冷却过度也是有害的，过度冷却会使发动机长时间在低温下工作，均会使散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加剧，排放恶化，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率增加。 冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在冷发动机启动之后，冷却系还要保证发
3、动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。一、冷却系的类型及组成一、冷却系的类型及组成 1.1.冷却系的类型冷却系的类型 发动机的冷却系统有两种类型：风冷系统和水冷系统。以空气为冷却介质的冷却系统称风冷系统；以冷却液为冷却介质的为水冷系统。汽车发动机尤其是轿车发动机大都采用水冷系统，只有少数汽车发动机采用风冷系统。汽车发动机的水冷系统均为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动 (冷却液工作温度一般为80105)一、冷却系的类型及组成一、冷却系的类型及组成 2.2.冷却系的组成冷却系的组成 桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机冷却系统的组成如图4-1所示，主要
4、包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、冷却液膨胀箱（补偿水桶）、发动机汽缸体水套和汽缸盖水套以及其他附加装置等。一、冷却系的类型及组成一、冷却系的类型及组成 图4-1桑塔纳冷却系统 冷却液在冷却系统中的循环路径如图4-1所示。冷却液在水泵6中增压后，进入发动机的汽缸体水套7。冷却液从水套壁周围流过并从水套壁吸热而升温。然后向上流入汽缸盖水套8，从汽缸盖水套吸热之后经由汽缸盖的出水口流出。此后冷却液分两路，一路不经散热器，直接通过节温器流入水泵进口，它又称为小循环，如图4-2a所示；另一路经上橡胶软管流入散热器2。二、冷却水路二、冷却水路 在散热器中冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温，最后经冷
5、却液下橡胶软管、节温器返回水泵，称其为大循环，如图4-2b所示。 AJR型发动机冷却液工作温度为93105。桑塔纳2000GSi型轿车AJR发动机冷却系当水温低于85时，冷却液只走小循环；当水温升高到约为（87 2）以上时，节温器阀门开启，大循环开始，即使水温达到105以上时仍然有小循环。故小循环是常开的。二、冷却水路二、冷却水路a)b)图4-2 冷却系的大、小循环示意图a)小循环b)大循环1-水泵齿形带轮2-散热器3-曲轴齿形带轮4-水泵叶轮5-节温器6-控制阀7-暖风装置的热交换器8-节温器芯9-节温器阀10-阀座二、冷却水路二、冷却水路 大多数汽车装有暖风系统。暖风机是一个热交换器，也称
6、作第二散热器。桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机的水冷系与暖风装置相连，如图4-1右侧和图4-2所示，热的冷却液从汽缸盖水套流出，经暖风机进水软管、控制阀流入暖风机芯，然后经暖风机出水软管、节温器流回水泵。吹过暖风机的空气被冷却液加热之后，一部分送到挡风玻璃除霜器，一部分送人驾驶室或车厢。二、冷却水路二、冷却水路 冷却液是水与添加剂的混合物。冷却液用水最好是软水。 为了适应冬季行车的需要，在水中加入添加剂，添加剂通常含有防冻剂、防锈剂和泡沫抑制剂。防冻剂用以防止水结冻及提高沸点。防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀或腐蚀。冷却液中的空气在水叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨
7、碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。在使用过程中，添加剂会逐渐消耗殆尽，因此，定期更换冷却液是十分必要的。三、冷却液三、冷却液 桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机的冷却液添加剂为N052 744 C0。切勿混用不同牌号的冷却液。禁止使用磷酸盐和亚硝酸盐作为防腐剂的冷却液。冷却液推荐使用的混合比例（体积比）见表4-1。表4-1 冷却液混合比例防冻最低温度添加剂G11（%）水（%） -25 40 60-35 50 50 1.加注冷却液至冷却液膨胀箱最高点标志处。 2.旋紧膨胀箱盖。 3.使发动机运转5 7分钟。 4.检查冷却液液面高度，必要时加注冷却液到最高标记。二、排放冷却液
8、的步骤二、排放冷却液的步骤 1.将仪表板上的暖风开关拨至右端，打开暖风控制阀。注意：在热态时不可立即取下冷却液膨胀箱盖，以防蒸汽喷出伤人。 2.在盖子上盖一块抹布，小心地旋开盖子。 3.在发动机下放置一个干净的收集盘 4.松开夹箍，拔下散热器的下水管（如图4-4所示），放出冷却液。一、加注冷却液的步骤一、加注冷却液的步骤一、加注冷却液的步骤一、加注冷却液的步骤图4-3 散热器的下水管图4-4 发动机强制循环式水冷系示意图解放解放CA6102CA6102型以、东风型以、东风EQ6100-1EQ6100-1型型发动机冷却系统的循环路线发动机冷却系统的循环路线 解放CA6102型以及东风EQ6100
9、-1型发动机冷却系统的构造与桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机略有不同（见图4-4）1-百叶窗2-散热器3-散热器盖4-风扇5-水泵6-节温器7-水温表8-水套9-分水管10-放水阀解放解放CA6102CA6102型以、东风型以、东风EQ6100-1EQ6100-1型型发动机冷却系统的循环路线发动机冷却系统的循环路线 如图4-4所示：冷却液在水泵5中增压后，经分水管9进入发动机的机体水套。冷却液从水套壁周围流过并从水套壁吸热而升温。然后向上流入汽缸盖水套，从汽缸盖水套吸热之后经节温器6及散热器进水管流入散热器2。在散热器中冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温，最后冷却液经散热器出水软管
10、返回水泵，如此循环不止。 在汽车行驶或冷却风扇工作时，空气从散热器周围高速流过以增强对冷却液的冷却。铜制或不锈钢制的分水管或直接铸在机体上的分水道，沿其纵向开有出水孔，并与机体水套相通，离水泵越远出水孔越大，其数目通常与汽缸数相同。分水管或分水道的作用时使多缸发动机各汽缸的冷却强度一致。 有些发动机的水冷系，其冷却液的循环流动方向与上述相反，可称其为逆流式水冷系。在这种水冷系中，温度较低的冷却液首先被引入汽缸盖水套，然后才流过机体水套。由于它改善了燃烧室的冷却而允许发动机有较高的压缩比，从而可以提高发动机的热效率和功率。解放解放CA6102CA6102型以、东风型以、东风EQ6100-1EQ6
11、100-1型型发动机冷却系统的循环路线发动机冷却系统的循环路线 课题二课题二 冷却系主要部件的检修冷却系主要部件的检修技能点技能点知识点知识点散热器、风扇、水泵、节温器的功用与构造散热器、风扇、水泵、节温器的功用与构造散热器的拆装与检修散热器的拆装与检修节温器的拆装与检查节温器的拆装与检查水泵的拆装与检修水泵的拆装与检修 桑塔纳2000GSi型轿车在运行中，散热器伴随有“开锅”现象，发动机熄火困难。这是什么故障呢？ 从以上现象可以判断故障为发动机过热，其原因可能为：1.冷却系堵塞，缸体有水垢；2.水泵损坏；3.节温器失灵；4.温控开关失效；5.风扇电动机损坏；6.点火正时不准。若要排除故障，应
12、掌握水冷系主要部件的构造、拆装、检查及检修方法。 水冷系的主要部件包括散热器、风扇、水泵、冷却强度调节装置等。一、散热器一、散热器 散热器又称为水箱，发动机水冷系统中的散热器由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成，还包括散热器盖、冷却液补偿装置等附属装置，如图45所示。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温，所以散热器是一个热交换器。图45 散热器的结构一、散热器一、散热器 1.1.散热器的类型散热器的类型 按照散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种。 纵流式散热器芯竖直布置，上接进水室，下连出水室
13、。冷却液由进水室自上而下地流过散热器芯进入出水室（图4-6a）。 横流式散热器芯有两种布置形式：一是横向布置，左右两端分别为进、出水室，二是由左右两个塑料水室与散热器芯压装而成。水室中部有隔板 （图47b）。一、散热器一、散热器 图图4 46 6 散热器类型散热器类型a) a) 纵流式散热器纵流式散热器 b)b)横流式散热器横流式散热器一、散热器一、散热器一、散热器一、散热器2.2.散热器芯的类型散热器芯的类型 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，常用的有管片式和带式两种，如图4-7所示。 （
14、1）管片式散热器芯 冷却管的断面大多为扁圆形，它连通上、下水室，是冷却水的通道。和圆形断面的冷却管相比，不但散热面积大，而且万一管内的冷却水结冰膨胀，扁管可以借其横断面变形而避免破裂。采用散热片不但可以增加散热面积，还可增大散热器的刚度和强度。这种散热器芯强度和刚度都好，耐高压，但制造工艺较复杂，成本高。一、散热器一、散热器图47 散热器芯 （2）管带式散热器芯 采用冷却管和散热带沿纵向间隔排列的方式，散热带上的小孔是为了破坏空气流在散热带上形成的附面层，使散热能力提高。这种散热器芯散热能力强，制造工艺简单，成本低，但结构刚度不如管片式大，一般多为轿车发动机采用，近年来在一些中型车辆上也开始采
15、用。 传统的散热器芯由黄铜制造，但近年来更多的是用铝制造，而且有些散热器的进、出水室由复合材料制造，使散热器重量大为减轻。 桑塔纳2000型轿车散热器为全铝装配横流式，即散热片为铝质，采用圆形冷管，机械装配式连接。一、散热器一、散热器一、散热器一、散热器 3.3.散热器盖散热器盖 目前水冷系广泛采用具有空气-蒸汽阀的散热器盖，其构造如图4-9所示。装有蒸汽阀2和空气阀3的散热器盖4，紧盖在加水口上。在一般情况下，两阀均在弹簧力作用下处于关闭状态。图4-8 散热器盖a） 空气阀开启 b）蒸气阀开启1-蒸气排出管 2-蒸气阀 3-空气阀 4-散热器盖 当散热器中压力升高到一定数值（一般为0.026
16、MPa0.037MPa)时，蒸汽阀2便开启而使水蒸汽顺管1排出，如图4-9b）所示。当水的温度下降，冷却系中产生的真空度达一定数值(一般为0.01MPa0.02MPa),空气阀3开启，空气即从管1进入冷却系，如图4-9a所示，以防止水管及贮水室被大气压瘪。 很多轿车的散热器盖的蒸汽阀开启压力设计得更高，可达0.1MPa，而水的沸点可升高至120。显然,这种散热器与环境空气温差大，故散热能力较强。在发动机热状态下开启散热器盖时,应该缓慢旋开,使冷却系内的压力逐渐降低,以免被喷出的热水烫伤。一、散热器一、散热器一、散热器一、散热器4.4.冷却液补偿装置（补偿水桶）冷却液补偿装置（补偿水桶） 补偿水
17、桶的功用是减少冷却系冷却液的损失。当冷却液受热膨胀后，散热器内多余的冷却液流入补偿水桶；当温度降低后,散热器内产生一定的真空度, 补偿水桶中的冷却液又被吸回散热器内。补偿水桶上印有两条液面高度标记线：“DI”(低)标记 “GAO”(高)标记、或者“FULL”(充满)标记与“ADD”(添加)标记。当水温在50以下时，膨胀水箱内液面高度应不低于“DI”(ADD)线；若低于此线时需要补充冷却液。补充冷却液时可以从补偿水桶口加入，在添加冷却液时,箱内液面高度不应超过“GAO”(FULL)线。一、散热器一、散热器图 4-9 补偿水桶二、风扇二、风扇 由图4-4可知，风扇通常安装在散热器后方，且与水泵同轴
18、。风扇的外径略小于散热器的宽度与高度。当风扇工作时，对空气产生吸力，使空气沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器冷却管表面，使冷却水加速冷却，使发动得到冷却。 风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片安装角及叶片数目等有关。汽车用的水冷发动机上大多数采用螺旋桨式风扇，其叶片多用薄钢板冲压制成，横断面多为弧形；也可以用塑料或铝合金铸成翼型断面。塑料或铝合金风扇在轿车和轻型汽车上得到广泛的应用。二、风扇二、风扇 为了提高风扇的效率使通过散热器芯的气流分布的更均匀，且集中穿过风扇，减少空气回流现象，可以在风扇外围装设一个护风罩（参看图4-1）。另外，还有一种带有辅助叶片的导流风扇，如图4-12所示。它
19、在叶片表面上铸有凸起的辅助叶片，增加了空气的径向流量，防止了叶片表面的气流发生附面层分离和涡流现象，从而提高了效率，并降低了噪声图4-11 导流风扇 二、风扇二、风扇 风扇和发电机一般同时由曲轴带轮通过V带驱动，如图4-12所示。一般将发电机的支架做成可移动式，以调节带的张紧度。带过松，将引起带相对带轮打滑，使风扇的扇风量减少，发动机过热及发电机的发电效率下降；带过紧，将增加发电机轴承的磨损。因此要求带必须保持合适的松紧度，一般用大拇指以3050N的力按下带,以1015mm的挠度为宜。二、风扇二、风扇图4-12汽车风扇带张紧装置 桑塔纳2000型轿车发动机有两套风扇，安装在散热器后方，且不与水
20、泵同轴。其一由电动机驱动，其二由电动机带动的从动风扇，并由受冷却液温度作用的热敏开关控制。而桑塔纳2000型轿车AJR发动机的两只风扇都有独立的直流电动机驱动（见图4-1）。设置两只风扇，满足了散热器长宽比大及散热器面积大的需要，排风量大，散热效果好。三、水泵三、水泵 1.水泵的功用水泵的功用 水泵的功用是：对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。车用发动机上多采用离心式水泵（图413），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。三、水泵三、水泵2.水泵的组成与原理水泵的组成与原理 离心式水泵主要由固定的铸铁（或铸铝）的外壳和装在轴一端的旋转的叶轮组成。叶轮一般是径向的或向后弯曲的，其数目一般为6-8个。当水泵工作时叶轮旋转，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在本身的离心力作用下，向叶轮的边缘甩出，然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管，压力升高被送到发动机水套内。同时，叶轮中心处压力降低，散热器下水室经进水管被吸进叶轮中心处。如此连续的作用，使冷却水在水路中不断地循环。如果水泵因故停止工作时，冷却水仍然能从叶轮叶片之间流过，进行热流循环，不致于很快产生过热。
