冷却系拆装与检测

学习情境六
冷却系拆装与检测
主要教学内容：
1.冷却液循环路线、防冻液分析 2.冷却系主要部件拆装与检测
6.1.1 冷却系统概述
一、冷却系的功用
1、发动机正常工作时的温度
在发动机工作期间，最高燃烧温度可能高达2500℃。 气缸壁：200℃～300℃ 气缸盖、活塞顶部： 300℃～400℃ 润滑油：70℃～90℃
2、发动机过冷对发动机性能的影响
（1）热效率↓→发动机功率↓。
（2）机油粘度↑→摩擦阻力↑ → 零件磨损↑，功率 消耗↑。 （3）燃油凝结而流入曲轴箱，增加油耗，且机油 变稀，从而导致功率下降，磨损增加。
发动机过热或过冷→发动机动力性↓，经济 性↓ ，可靠性↓ ，使用寿命↓ 。
三、冷却系的类型
2、大循环（水温高于83°时）——发动机散热过程
循环路线：水泵→机体、缸盖水套→缸盖水套出水管→节温 器→散热器→水泵。 特点：冷却水流量大，循环路线长，冷却强度大。
3、混合循环（水温在70° 和83 ℃之间时）——过
渡工况 大循环、小循环同时进行。
冷却水的小循环
冷却水的大循环
（1）冷却可靠。 （2）便于控制冷却强度。 （3）起动时可用热水预热，便于冬季起动。 （4）结构复杂，故障率高。
3、水冷却系类型
（1）沸腾蒸发式——利用冷却水吸收热量后，一 部分蒸发汽化，将热量带走散发到大气中。 （S195柴油机） （2）温差循环式——利用水箱与水套中冷却水的 温差造成水的密度变化产生自然对流，将热量带 到水箱中散发。（AK-10型汽油机） （3）强制循环式——利用水泵将冷却水提高压力， 使冷却水在整个冷却系中不停地循环流动，达到 冷却目的。（大多数发动机）
AJR发动机水冷却系“小循环”
AJR发动机水冷却系“大循环”
6.1.3 冷却液
冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用 水最好是软水。 为了适应冬季行车的需要，在水中加入防 冻剂制成冷却液以防止循环冷却水的冻结。 最常用的防冻剂是乙二醇。冷却液中水与 乙二醇的比例不同，其冰点也不同。50% 的水与50％的乙二醇混合而成的冷却液， 其冰点约为-35℃。
3、膨胀水箱的工作原理
由于膨胀水箱和水泵进水口之间存在补充水管， 减少了水泵里汽泡的产生。散热器中的蒸汽泡和 水套中的蒸汽泡通过导管进入膨胀水箱，从而使 汽、水彻底分离。由于膨胀水箱温度较低，进入 的汽体得到冷凝，一部分变成液体，重新进入水 泵。而积存在膨胀水箱液面上的汽体起缓冲作用， 使冷却系内压力保持稳定状态。
2、发动机冷却系的功用
对发动机的受热机件进行适当冷却，保证发动机 在最适宜的温度范围内工作。
二、发动机过热或过冷的影响
1、发动机过热对发动机性能的影响
（1）充气效率↓→发动机功率↓。 （2）零件的机械性能↓→零件变形或损坏。 （3）运动件的正常间隙被破坏→运动阻滞，磨损 加剧，甚至损坏。 （ 4 ）机油粘度↓，机油老化→ 润滑情况恶化，加 速零件磨损。 （5）早燃和爆燃的倾向加大→零件因承受额外冲 击性负荷而造成早期损坏。
以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。
2、影响风扇风量的因素
（1）风扇转速 （2）风扇直径 （3）叶片数目 （4）叶片扭转角 （5）叶片形状
3、风扇的类型
普通风扇 柔性风扇 硅油风扇离合器 电动风扇
（一）普通风扇 1、驱动方式——固定在皮带轮上，与水泵同
（3）当发动机负荷减小，冷却液温度下降时 （水温低于55℃时）
感温器的气流温度低于35 ℃时 →感温器恢复原 状→阀片轴带动阀片回转→进油孔关闭→工作腔 内硅油经回油孔全部甩入储油腔→ 离合器分离。 此时，风扇随同离合器壳体一起在驱动轴上空转 打滑。
注意点：
若硅油风扇离合器失灵，可松开螺钉，将 锁止块插入驱动轴锁止空，使离合器壳体 与驱动轴连为一体，驱动轴直接驱动风扇 转动。
AJR发动机膨胀水箱的工作过程
4、冷却液的添加
膨胀水箱上有两条刻线，冷却液应加到上、 下刻线之间，当液面降到下刻线以下时， 应及时补充。
五、散热器盖
1、功用——密封水冷却系并调节系统的工作压力。
（1）自动调节散热器内水蒸汽压力，防止散热器损坏。 （2）提高水的沸点（120℃），减少水的蒸发损耗。
4、工作原理
——利用硅油的粘性控制风扇离合器的结合和分离。
5、工作过程
（1）当发动机冷起动或小负荷下工作时 （水温低于70℃时）
通过感温器的气流温度不高（气流温度低于50 ℃时） →感温器不带动阀片偏转→进油孔关闭→工作腔内 无硅油→离合器分离。 此时，由于密封毛毡圈和轴承的摩擦，风扇随同离 合器壳体一起在驱动轴上空转打滑，转速很低。
一、冷却水套
1、冷却水套的功用——容纳冷却水，冷却
受热机件，保证发动机各部分温度均匀。
2、冷却水套的结构
在机体、气缸盖内部加工出夹层空腔，有的发动 机在水套中压入分水管。
二、水泵
1、水泵的功用
使冷却水产生一定的压力和流量，强制冷 却水的循环流动。
2、水泵的类型——离心式水泵
轴向进水，切向出水。
沸腾蒸发式水冷却系
4、发动机的正常工作温度
最佳状态——机体水套中的冷却水温度在 80~90℃，或防冻液温度在95~105 ℃。 只有在这一温度范围内，才能使发动机各 受热机件处于正常的温度范围内。
6.1.2 水冷却系的组成及工作过程
一、强制循环水冷却系的基本组成
由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、膨胀水箱、发动机
轴，由曲轴皮带轮驱动。
2、风扇皮带松紧度的调节方法
——移动发电机
（二）电动风扇
1、驱动方式——通过热敏温控开关控制，由
风扇电机驱动风扇。
2、热敏温控开关
功用——根据发动机冷却液温度，自动控制电动
风扇两档转速，来改变流过散热器的空气量。

1-水泵 2-节温器 3-散热器 4-电动机和风扇 5-蒸汽排出和回吸管 6-膨胀水箱 7-温控开关 8-发动机
6.1.3 冷却液

在水中加入防冻剂还同时提高了冷却液的沸 点。因此，防冻剂有防止冷却液过早沸腾的附加 作用。 防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。在 使用过程中，防锈剂和泡沫抑制剂会逐渐消耗殆 尽，因此，定期更换冷却液是十分必要的。


在防冻剂中一般还要加入着色剂，使冷却液 呈蓝绿色或黄色以便识别。
（2）当发动机负荷增加，冷却液温度升高时 （水温在80~85℃时）
感温器的气流温度在60~65 ℃时 →感温器受热变 形→阀片轴带动阀片转动→进油孔打开（气流温 度在65 ℃时全开）→硅油从储油腔流向工作腔→ 离合器处于结合状态。 此时，主动板利用硅油粘性，带动离合器壳体和 风扇一起转动。 a.风扇转速总是低于驱动轴转速。 b.风扇离合器工作时，硅油在壳体内不断循环， 散热冷却，离合器始终处于结合状态。
桑塔纳轿车电动风扇热敏温控开关的技术要求
（三）硅油风扇离合器
1、功用——通过冷却液温度自动控制风扇离合
器Hale Waihona Puke 合或分离，调节风扇的转速来改变冷却系的 冷却强度。
2、安装位置——安装在风扇带轮与冷却风扇之间。
3、组成结构
硅油风扇离合器的外形结构
硅油风扇离合器的内部
硅油风扇离合器的结构分析
（1）驱动轴皮带轮由曲轴皮带轮驱动，与水泵同轴。 （2）主动板与驱动轴固结在一起。 （3）离合器壳体通过轴承装在驱动轴上，冷却风扇装在 离合器壳体上。 （4）离合器壳体、从动板、离合器盖固结在一起。 （5）从动板与离合器前盖之间空腔为储油腔，内储硅油。 （6）从动板与离合器壳体之间空腔为工作腔。 （7）从动板上有进油孔、回油孔、漏油孔。 （8）偏转阀片靠感温器通过阀片轴控制转动，控制进油 孔开闭。 进油孔——受偏转阀片控制。 回油孔——在从动板外缘，受单向阀控制。 漏油孔——在从动板中心。
3、调节冷却强度的措施
（1）改变冷却液的循环强度——装节温器。 （2）改变流过散热器的空气流强度——风扇冷却。 a.装百叶窗或挡风帘（调节空气流量） b.采用柔性风扇（低速时转速高，高速时转速低） c.在风扇上装风扇离合器（高温时转速高，低温时 转速低）
一、冷却风扇
1、功用——提高流经散热器的空气流速和流量，
（一）风冷却系
1、工作原理——用空气作为冷却介质，
将受热机件的部分热量直接散发到大气中。
2、特点——结构简单，使用维护方便。
3、应用——小型发动机上。
如1E40F汽油机，165F汽油机。
（二）水冷却系
1、工作原理——用水作为冷却介质，热量
先由机件传给水，靠水的流动把热量带走。
2、特点
2、采用冷却强度调节装置的必要性
（1）负荷大、转速低、温度高时，冷却液的循环 强度和空气流速小，易造成过热——此时冷却强 度要大。 （2）负荷小、转速高、温度低时，冷却液的循环 强度和空气流速大，易造成过冷——此时冷却强 度要小。
为避免发动机“过热”或“过冷”，必须 有冷却强度的调节装置。
1-散热器 2-水泵进水管 3-水泵 4-节温器 5-水套出气管 6-水套出水管 7-膨胀水箱 8-散热器出气管 9-补充水管 10-旁通管
2、膨胀水箱的功用
（1）把冷却系变成永久性封闭系统，减少了冷却 液的损失。 （2）避免空气不断进入，避免了机件的氧化腐蚀。 （3）减少了穴蚀。 （4）使冷却系中水、汽分离，保持系统内压力稳 定，提高了水泵的泵水量。
机体和气缸盖中的水套以及其他附属装置等组成。
桑塔纳轿车AJR发动机水冷却系
二、工作过程（冷却液的循环路线）
冷却水的循环
冷却水的循环路线分析