1、4.1 冷却系概述4.2 冷却系主要部件4.3 冷却系的维护和检修4.4 冷却系的故障诊断4.5 冷却液4.6 一汽大众迈腾轿车CEA发动机冷却系的拆装与检修项目四 冷 却 系4.1 冷却系概述4.1.1 冷却系的功用与冷却方式1冷却系的功用发动机工作时，缸内气体的温度高达18002500，如果不及时进行冷却，机件会因温度过高而使强度、刚度下降，从而使机件变形、损坏；材料膨胀、发卡，配合间隙被破坏；机油黏度下降，润滑条件恶化；易产生炽热点，引起表面点火；充气系数下降，发动机动力性下降等。因此，为保证发动机正常工作，必须对高温条件下的机体加以冷却。2冷却系的冷却方式目前，汽车发动机上广泛采用冷却
2、液强制循环的方法进行冷却，少部分汽车发动机(特别是小排量发动机)采用风冷却。1)液冷却液冷却是利用冷却液在气缸周围水套内吸收热量，再流到散热器内，将热量散到空气中去，然后流回水套，如此不断循环进行散热。液冷却的特点是冷却均匀可靠、使发动机结构紧凑、制造成本低、工作噪声和热应力小等，但其结构复杂、工作中易出现漏液、冻裂等故障。2)风冷却风冷却是在气缸体和气缸盖上制有许多散热片，以增大散热面积，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(见图4-1)。风冷却的特点是结构简单、不易损坏和无须特殊保养等，但在多缸发动机上，会使各缸的冷却不均匀，并且在冬季时起动困难，燃油和润滑油
3、耗量也较大。因此，现代汽车发动机上基本不采用风冷却，本项目介绍液冷却系(简称冷却系)。图4-1 风冷却系统示意图4.1.2 冷却系的组成及工作情况1冷却系的组成汽车发动机液冷却系统主要由散热器、水泵、风扇、风扇离合器、节温器、水套、百叶窗等组成，如图4-2所示。图4-2 液冷却系统示意图2冷却系的工作情况发动机工作时，由曲轴通过皮带轮带动水泵转动，由水泵将冷却液压入机体水套，吸收机体热量后，再流经散热器，将热量传给散热片使之被流经散热器的空气带走，经过冷却后的冷却液再次被水泵吸入后压进机体水套。如此反复循环，保持发动机在最适宜的温度下工作。此时，冷却液经过散热器，循环路线较长，称为大循环。4.
4、2 冷却系主要部件4.2.1 水套水套是指在气缸体的气缸周围和气缸盖内留有的用以充水的空腔。水套各处均保持水流畅通。冷却水一般由气缸体前端面上部进入水套，然后再经气缸体上端面分布在气缸四周的水孔流入气缸盖，再从气缸盖顶部前端流出。为了保证发动机各部位的温度均匀，冷却液应首先流经受热最大的地方，并对某些过热部位加强冷却。4.2.2 散热器1功用散热器统称为水箱，安装在发动机前面的车架上。散热器的功用是将冷却液在水套内吸收的热量传给外界空气，使冷却液降温。2构造普通散热器由上水室、下水室、散热器芯、散热器盖和冷却管等组成，其构造如图4-3所示。图4-3 散热器结构图4-4 散热器芯的结构图4-5
5、散热器盖(a)散热器盖构造；(b)压力阀开启；(c)真空阀开启4.2.3 水泵1.功用水泵一般安装在发动机的前端，由曲轴通过皮带轮驱动。水泵的功用是对冷却液加压，使其在冷却系中循环流动。2.构造汽车发动机多采用离心式水泵。离心式水泵是由水泵泵体、水泵盖、叶轮、水泵轴、球轴承、水封环等组成的(见图4-6)。图4-6 离心式水泵构造图3.水泵的工作情况水泵的工作情况如图4-7所示。发动机工作时，通过皮带传动使水泵轴转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在自身离心力的作用下，向叶轮的边缘甩出，然后经水泵盖上的出水口压送到发动机的套内。同时，叶轮中心部分压力降低，散热器中的冷却液便从进水口被吸入叶
6、轮中心处。图4-7 水泵的工作原理4.2.4 节温器1.功用节温器是冷却强度调节装置，可改变流经散热器的冷却液的流量和循环路线。节温器的功用是当冷却液温度过低时，不经过散热器，只在水套内循环(即小循环)，使冷却液温度很快上升；当冷却液温度过高时，冷却液经过散热器进行循环，使冷却液温度下降，保持发动机在正常的温度下工作。2.构造节温器因构造不同分为折叠式、蜡式和双金属热偶式三种。现代发动机用的大多是蜡式节温器。蜡式节温器由支架、推杆、石蜡、胶管、弹簧、外壳、主阀门和副阀门等组成，如图4-8所示。图4-8 蜡式节温器的构造3.工作情况当冷却液温度较低时，石蜡为固体，弹簧弹力将主阀门推向上方，压在阀
7、座上，关闭水套到散热器的通路，而副阀门随主阀门上移，离开阀座打开小循环通路；当冷却液的温度上升到规定温度时，石蜡熔化成液体，体积膨胀，产生压力，并作用到推杆上，推杆固定在支架上不能动，其反作用力使主阀门克服弹簧力向下移动，打开水套与散热器的通道，冷却液进行大循环，而副阀门也下移关闭小循环通道，如图4-9所示。图4-9 蜡式节温器的工作情况(a)小循环；(b)大循环4.2.5 风扇风扇有机械风扇和电动风扇两种。风扇一般装在水泵皮带盘前端，散热器后端。其功用是将空气吸进散热器并吹向发动机外壳，降低散热器中冷却液的温度，同时使发动机外壳及附件得到适当冷却。为了减小风扇旋转时因共振引起的噪音，提高风扇
8、转速，可以采取将风扇叶片制成不等间隔和不同曲率弧度等措施。图4-10 电动风扇4.2.6 风扇控制装置1.硅油式风扇离合器1)结构硅油式风扇离合器是一种以硅油为扭矩传递介质，利用散热器后面的气流温度自动控制硅油液力的传动离合器。硅油式风扇离合器的结构如图4-11所示。图4-11 硅油式风扇离合器2)工作情况发动机在小负荷下工作时，流经散热器的冷却液的温度不高，即流经散热器的气流温度不高，因而双金属感温器接触的空气温度较低，此时进油孔被阀片关闭，硅油不能从储油腔流入工作腔，工作腔内无油，离合器处于分离状态。主动轴与水泵轴一起转动，风扇随离合器壳体在主动轴上空转打滑，转速很低，风扇流量很小。3)特
9、点硅油式风扇离合器结构简单、工作效果好，并具有明显节省燃油的优点。硅油式风扇离合器在轿车、中小型及重型汽车发动机上都有所应用。2.机械式风扇离合器1)结构机械式风扇离合器是以形状记忆合金作为温控和驱动元件的，如图4-12所示。图4-12 机械式风扇离合器2)工作情况当发动机负荷较小时，若离合器接触的环境气温低于(503)，形状记忆合金螺旋弹簧保持原来形状，离合器处于分离状态。当发动机负荷逐渐增加，使离合器周围的气温超过(503)时，弹簧开始伸长，使离合器逐渐接合，风扇转速也随之增加。当气温上升到60时，弹簧伸长完毕，离合器完全接合，使得风扇转速与主动轴转速相同。当气温逐渐下降到54左右时，离合
10、器开始分离，风扇转速降低。当气温下降到40时，离合器完全分离，风扇此时只是由于摩擦力矩驱动而低速旋转。3)特点与硅油式风扇离合器相比，机械式风扇离合器功率损失小、温控灵敏度高、结构简单、工作可靠，维修也较方便。4.2.7 百叶窗百叶窗是通过调节空气流量的冷却强度调节装置。百叶窗安装在散热器前方，由多片活动挡板组成，其开度由驾驶员根据仪表板上温度表所指示的温度，通过百叶窗手柄调节。4.3 冷却系的维护和检修4.3.1 冷却系的维护发动机在使用过程中，冷却系会因零件的腐蚀、磨损和积垢等原因，影响发动机的冷却效果，其主要表现为发动机冷却液温度过低和温度过高等。发动机冷却液温度过低或过高，都将影响发动
11、机的正常工作。因此，在使用过程中应注意对冷却系进行维护，以保证冷却系正常工作。1.冷却液液面高度的检查与调整在正常使用过程中，每月至少检查一次冷却液液面的高度。如果气候炎热，检查次数应更多一些。封闭的冷却系，只有在过热、渗漏时，冷却液才会损耗。2.风扇皮带松紧度的检查与调整汽车在使用过程中，若风扇皮带紧度过大，则会增加动力损失以及发动机和水泵轴承的负荷，使轴承磨损加剧，同时也会导致皮带的早期损坏；若风扇皮带紧度过小，则会使皮带打滑，造成发动机过热，同时影响发动机发电。当出现电流表不显示充电、发动机温度过高等现象时，首先应检查皮带的松紧度。3.水垢的清洗为保证发动机在正常温度下工作，应定期清洗冷
12、却系中的水垢。就车清洗时，先将冷却液放净，然后加入配有水垢清洗液的溶液，工作一个班次后放出清洗液，再换用清水让发动机运行一个班次后放出，至清洗无浑浊即可。维修过程清洗时，应先拆除节温器，将水从正常水循环相反的方向压入(即从出水管压入)，到流出的水清洁时为止。当水垢严重积聚、沉淀或有固着在金属表面上的硫酸钙、碳酸钙等物质时，可加入水垢清洗液使其溶解，然后再用清水清洗。4.3.2 冷却系的检修1.水泵的检修1)水泵常见的损伤水泵常见的损伤有泵体、叶轮破裂，水封变形或老化损坏，泵轴或轴承磨损，带轮凸缘配合孔松动等。损伤后，将出现吸液不佳、压力不足、循环不良、漏液、发动机过热等故障。2)水泵的检修3)
13、水泵的装合4)水泵装合后的检验水泵装合后应该进行检验。首先用手转动皮带轮，水泵轴应无阻滞现象，叶轮与泵壳应无碰击感觉；最后在水泵试验台上进行检验。2.散热器的检修1)散热器常见的损伤散热器常见的损伤有散热器积聚水垢、铁锈等杂质形成的堵塞，芯部冷却管与上、下水室焊接部位松脱，冷却管破裂，上或下水室出现腐蚀斑点、小孔或裂缝而造成漏水等。2)散热器的检修(1)散热器的检查。(2)散热器的修理。图4-13 散热器渗漏的检查3.节温器的检修节温器失灵时，主阀门可能处于常闭状态，冷却液只进行小循环；主、副阀门同时处于开启状态，冷却液不能完全进行小循环或大循环，这都将引起冷却系工作失常。4.风扇的检修1)检
14、查冷却液温度感应器将感应器置于水容器中加温(见图4-14)，当冷却液温度达到95时，感应器应将电路接通，否则应更换感应器。图4-14 冷却液温度感应器的检查 2)检查风扇电机应检查电枢线圈、磁场线圈有无断路、短路及搭铁。将风扇电机的正极与蓄电池的正极相连，把风扇电机的负极与蓄电池的负极相连，如图4-15所示。如果风扇电机旋转，则表明工作正常，否则应更换风扇电机。图4-15 风扇电机的检查 3)检查冷却液温度开关将温控开关放入水中，把万用表选为电阻挡，将两个表笔分别接在温控开关的接线端和外壳上，改变水的温度，观察万用表指针的变化。当水温达到92左右时，温控开关开始导通，万用表指针指示接通。当水温
15、开始下降时，温控开关仍然导通。当水温降至87时，万用表指针应指示断开。5.风扇离合器的检修1)硅油风扇离合器冷状态的检查2)硅油风扇离合器热状态的检查3)离合器和双金属弹簧的检查4.4 冷却系的故障诊断4.4.1 冷却系过热1.冷却液容量充足但发动机过热1)现象冷却液量符合标准，且无泄漏，但行驶中动力不足，冷却液温度超过95，直至沸腾(开锅)。2)原因(1)百叶窗关闭或开度不足。(2)风扇皮带松弛或打滑。(3)节温器大循环工作不良。(4)缸体水套水垢过多。(5)散热器管芯或散热片间堵塞。(6)风扇离合器失效，风扇叶片变形，角度不当。(7)水泵叶轮松脱、叶轮与泵壳间隙过大，失去泵水作用。(8)点
16、火时间过迟，排气门间隙过大，积碳过多，长时间超负荷低速挡行驶，润滑不良。3)诊断(1)检查百叶窗开度、风扇皮带紧度、风扇叶片形状。(2)检查散热器、节温器、水泵工作是否正常。(3)检查并调整点火时间、排气门间隙。(4)检查、添加或更换润滑油。(5)结合维护保养检查清洗冷却水套，清除燃烧室积碳。2.冷却液容量不足引起发动机过热1)现象发动机冷却系容纳不了规定的冷却液量。在运行中，冷却液消耗异常，冷却液温度过高。2)原因(1)冷却系水垢过多造成局部堵塞。(2)散热器漏液或散热器盖空气蒸汽阀失效。(3)水泵因水封装置失效漏水。(4)气缸垫冲破、气缸内壁破损，缸体水套与气缸沟通。3)诊断(1)检查冷却
17、系容水量，散热器、水泵及冷却系其他部位有无渗漏。(2)检查清洗冷却系水垢。(3)行驶中，若温度表指示冷却液温度过高，而散热器下部温度并不高，则应检查发动机气缸垫是否冲破，气缸内壁是否破损，缸体水套与气缸是否沟通。3.发动机突然过热1)现象温度表很快指向100，发动机功率明显下降，冷车起动时，发动机冷却液温度迅速升高，补充冷却液后转为正常。2)原因(1)风扇皮带断裂或皮带装紧装置松动，使皮带松动打滑。(2)节温器主阀门松脱。(3)水泵叶轮松脱。(4)冷却系严重漏液。(5)气缸垫冲坏。(6)风扇离合器失效。3)诊断(1)检查冷却系有无渗漏。(2)检查发动机机体温度高而散热器温度低，则水泵轴、水泵叶
18、轮松脱，冷却液不能循环。(3)若提高发动机转速，电流表不指示充电，则风扇皮带松脱或打滑。(4)冷车起动时发动机温度迅速升高，冷却液沸腾，应检查节温器主阀是否横卡在散热器进水管内。(5)当冷却液沸腾，散热器下部温度不高，散热器口有气泡冒出时，应检查气缸垫是否冲坏烧损。4.4.2 冷却系过冷1.现象冷却液温度表指示值低于正常工作温度，发动机乏力，消声器有放炮声，燃油消耗增加。2.原因(1)百叶窗未关或无法调节。(2)在严寒地区未使用保温措施。(3)节温器失效，导致起动时不能迅速升温以保持发动机正常温度运转。3.诊断检查百叶窗是否能关闭自如。若关闭后仍不能升高温度，则应考虑使用保温套；检查发动机节温
19、器是否失效。4.4.3 渗漏1.现象停车后可明显看到发动机上有冷却液滴落地面；冷却液日消耗量较大；有时发现油底壳内有冷却液。2.原因(1)缸盖、缸体变形或裂纹。(2)放水开关关闭不严。(3)缸盖螺栓松动或未按规定顺序上紧。(4)水套侧盖衬垫损坏、螺钉松动或螺钉未按规定顺序上紧。(5)气缸衬垫损坏。(6)散热器上、下水室、芯管破裂或脱焊。(7)机体上的水堵封水不严。(8)水泵衬垫损坏、螺钉松动或水封失效。(9)湿式缸套下端封水不佳或密封条损坏。(10)橡胶软管破裂或卡子松动。3.诊断通常采用检视的方法检查发动机渗漏的部位。水封虽然装在水泵内部，当其漏液时也能检视出来。如发现水泵壳体下部的泄液孔处
20、漏液，则说明水封损坏。当发现机油池内有冷却液时，如果气缸衬垫完好，缸盖螺栓也未松动，则为湿式缸套下端封水不佳或密封条损坏。4.5 冷 却 液1.冷却液的作用冷却液是汽车发动机不可缺少的一部分。它在发动机冷却系中循环流动，其主要作用是将发动机工作中产生的多余热能带走，使发动机能以正常工作温度运转。当冷却液不足时，将会使发动机水温过高，而导致发动机机件的损坏。所以，一旦车主发现冷却液不足，应该及时添加。除了冷却作用外，冷却液还应具有以下功能：(1)冬季防冻。(2)防腐蚀。(3)防水垢。(4)高沸点(防开锅)。2.冷却液的组成与种类冷却液由水、防冻剂和添加剂三部分组成。3.使用冷却液的注意事项使用冷
21、却液时，应注意以下几点：(1)要坚持常年使用冷却液。(2)要正确选用冷却液。4.6 一汽大众迈腾轿车CEA发动机 冷却系的拆装与检修1.实操目的与要求(1)熟悉冷却系的构成和各主要部件的构造与功用。(2)掌握冷却系主要部件的拆装、检修内容及方法。(3)熟悉冷却水路。2.相关设备及工机具(1)迈腾1.8 L四缸增压发动机若干台。(2)常用工具、专用工具若干套。(3)拆装工作台。3.注意事项(1)热蒸气和热冷却液可能会造成烫伤。(2)在发动机暖机时，冷却系处于过压状态。(3)将冷却液补偿罐的密封盖用抹布盖住并小心地松开，消除过压。(4)将排出的冷却液收集在一个干净的容器内，以便进行废处理和回收再利
22、用。4.实操方法与步骤1)冷却系的观察(1)观察冷却系中各部件的安装位置和相互连接关系。(2)观察水路循环路线。2)主要机件的拆装、结构观察和检查(1)排放冷却液。排放冷却液的步骤如下：打开冷却液补偿罐的补偿罐盖拆卸隔音垫松开空气管两个卡箍，拆下空气软管用一块干净的抹布堵住增压空气冷却器将收集盘置于发动机下方拔下散热器出口处的冷却液温度传感器的插头，脱开散热器下部冷却液管，并将冷却液放掉将冷却液继续循环泵下面的冷却液软管脱开，并将剩余的冷却液放掉。(2)拆卸和安装冷却液继续循环泵。其步骤如下：拆卸：拆卸隔音垫将收集盘置于发动机下方将冷却液软管用软管夹夹住。将冷却液软管箭头从冷却液继续循环泵上拆
23、下脱开冷却液继续循环泵的插头旋出螺栓并取下冷却液继续循环泵。安装：安装大体以倒序进行，安装完成后，补充加注冷却。(3)拆卸和安装冷却液泵。其步骤如下：拆卸：拆卸冷却液泵的齿形皮带拆卸节气门控制单元旋出螺母和螺栓，取下进气管支架脱开冷却液温度传感器上的插头旋出冷却液泵中的紧固螺栓将冷却液泵从定位销上取下，并从机油冷却器上拔下。安装：安装大体以倒序进行。(4)拆卸和安装节温器。其步骤如下：拆卸：拆下冷却液继续循环泵拆卸冷却液软管，并放置在一旁拆下机油粗滤器拆卸进气管支架旋出螺栓并将连接管取下拆下节温器。安装：安装大体以倒序进行。(5)拆卸和安装散热器。其步骤如下：拆卸：排出冷却液拆卸风扇护罩将上面
24、的冷却液管从散热器上拆下脱开挡板旋出散热器紧固螺钉从下方取出散热器。安装：安装大体以倒序进行。(6)拆卸和安装风扇护罩。其步骤如下：拆卸：松开侧面的固定卡扣，拆下空气导管封盖松开空气导管固定卡扣，将下面的空气导管脱开拆卸进气口螺钉，拔出进气口将螺栓从上面旋出拆卸隔音垫拆卸空气软管脱开插头连接旋出螺钉将风扇护罩从下方取出。安装：安装大体以倒序进行。(7)拆卸和安装散热器风扇。其步骤如下：拆卸：拆卸风扇护罩脱开插头连接将电线及插头从风扇护罩上脱开并放在一旁旋出风扇螺母取出散热器风扇。安装：安装大体以倒序进行。(8)冷却液的添加。添加的过程中，应注意：只允许使用G12+作为冷却液添加剂。G12+不允
25、许与先前的冷却液添加剂G12+混合。两个都用淡紫色标识。符合“TL VW 774 G”标准的冷却液添加剂可防止霜冻、腐蚀和结垢，此外还能提高沸点。因此冷却系务必全年加注防冻防腐剂。特别是在热带气候的国家，冷却液的沸点升高有助于发动机高负荷运转时的运行安全。必须保证防冻温度最低约为-25(在极地气候的国家最低约为-35)。即使在暖和的季节或暖和的国家也不允许添加水来降低冷却液的浓度。冷却液添加剂的比例必须至少为 40%。如果出于气候原因需要更强的防冻效果，可以提高G12+的比例，但最高只到60%(防冻温度最低约为-40)，否则防冻又会减弱，此外还会降低冷却效果。使用折射计T10007确定当前的防冻液浓度。如果更换了散热器、热交换器、气缸盖或气缸盖密封件，就不能重新使用已经用过的冷却液。建议的混合比见表4-1。如果有冷却液加注装置VAS6096时，按照其使用说明使用冷却系加注装置加注冷却液。无冷却系加注装置VAS6096时，加注冷却液的方法如下(冷却液添加到储液罐上最大标记处)：密封膨胀罐；关闭暖风鼓风机；起动发动机，使发动机转速约为每分钟2000 rmp，并保持约3 min；使发动机运转至风扇起动；检测储液罐中冷却液的液位(发动机暖机时，冷却液液位必须位于最大标记处；而冷机时，则必须位于最小和最大标记之间)；必要时，添加冷却液。
