汽车发动机冷却系统的构造与维修教案

发动机冷却系统

任务一系统的作用及组成

学习目标

(1) 冷却系统的功用和冷却方式

(2) 冷却系统的基本组成

一、认识冷却系统

1. 冷却系统的作用

发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机得到适度的冷却，从而保证发动机在最适宜的温度状态下工作。如图5-1所示，发动机的正常工作温度在90℃左右。正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大；同时，也有利于降低有害物质排放。

Pe :输出功率

Be :燃油经济性

T :发动机温度

发动机温度与性能的关系图

发动机过热会降低气缸充气效率，使发动机功率下降；早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；零件的机械性能降低，导致变形或损坏。

发动机过冷会使进入气缸的混合气（或空气）温度太低，可燃混合气品质差，使点火困

难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加；燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面（气缸壁、活塞、活塞环等）上的油膜，使零件磨损加剧。

2. 冷却系统的分类

有液冷式和风冷式两种。液冷式主要用在汽车用发动机上，风冷式在摩托车上面应该非常广泛。

1）. 风冷发动机冷却系统

冷却介质是空气，通过气流利用散热片直接向周围空气散热，摩托车采用的风冷发动机。

风冷发动机冷却

风冷发动具有特点：

（1）结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。

（2）难以调节，消耗功率大、工作燥声大。

2）. 水冷发动机冷却系统

液冷的原理是通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并利用循环液将热量带走，通过散热器将热量散发到大气中。液冷需要冷却液作为导热媒介，根据导热媒介的不同又可分为水冷和油冷两类，现代轿车多采用水冷为主、油冷为辅的散热方式帮助汽车提高冷却能力。水冷的媒介为防冻液，水冷发动机的冷却系统。

水冷却系统

油冷是指利用润滑系统中的润滑油来散热，起到了辅助的散热作用。

3. 水冷却系统组成

发动机冷却系统由散热器、水泵、风扇、冷却介质、温度调节装置和连接管路等组成。

冷却系统的组成

1）. 散热器

散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成。安装在发动机前的车架横梁上。其作用是将冷却水在水套中所吸收的热量散发至外界大气，使水温下降。

散热器总成

2）. 水泵

水泵的作用是对冷却液加压，使之在冷却系中循环流动。它相当冷却系统的心脏。

大众车系水泵结构图

3）. 散热风扇

冷却风扇置于散热器后面。如图5-7所示，当发动机在车架上纵向布置时，风扇一般安装在水泵轴上，并由驱动水泵和发电机的同一根V带传动。风扇的功用是当风扇旋转时吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度。汽车发动机水冷系多采用低压头、大风量、高效率的轴流式风扇，即风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。

散热风扇

4）. 冷却液

冷却液是发动机冷却系统中最重要的工作介质，汽车常用的冷却液有水或加入防冻剂的防冻液。

（1）冷却水

汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含有矿物质，在高温下易生成水垢，不能作为发动机冷却水。

（2）防冻液

冷却液是水与防冻剂的混合物。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－35.5℃。

在水中加入防冻剂还同时提高了冷却液的沸点。例如，含50％乙二醇的冷却液在大气压力下的沸点是130℃。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。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泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。在使用过程中，防锈剂和泡沫剂会逐渐消耗殆尽，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，不同品牌车型的所使用的冷却液的颜色不同。颜色上的差异也会很醒目地区分出不同的产品，典型日系车型常用的绿色防冻液。在冷却液发生泄漏时，可以更为醒目的被人所察觉。

冷却液

防冻液泄漏

专用冷却液使用注意事项

①专用冷却液一般呈深绿色或深红色，有一定的毒性，使用时应注意。

②发现冷却液泄漏时，应及时检查添加。

③不同的防冻液添加剂比例不同、不能勾兑使用。

④更换不同品牌或型号的防冻液时应该对系统进行彻底清洗。

任务二系统构造及原理

学习目标

(1) 掌握小循环的原理

(2) 掌握大循环的原理

(3) 掌握节温器的工作原理

一、系统构造

水冷却系是以水作为冷却介质，把发动机受热零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统，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。它主要由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。

系统构造

二、系统循环原理

散热器内的冷却水经水泵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。

发动机水套

冷却水在吸收了机体的大量热量后经气缸盖出水孔流回散热器，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，受热后的冷却水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，如图5-12所示。

发动冷却液冷却液流向散热器

发动机工作的环境一直在变化中，负荷大时产生的热量也大。这时需要冷却系统加大散热量，防止发动机温度过高。负荷小时发动机产生的热量相对较少，这时冷却系统需要适当减少散热量，这样才能维持发动机的的正常工作温度。现代轿车强制循环式水冷系统都有调节散热量的装置，便于来适时地改变散热量。