硅油风扇离合器

一、采用风扇离合器的目的
风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发动机功率的10％。

为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，降低污染，节约燃料，多采用风扇离合器。

二、硅油风扇离合器的结构
1) 硅油风扇离合器由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成。

如下图所示。

2) 前盖、壳体和从动板用螺钉组成一体，通过轴承装在主动轴上。

风扇装在壳体上。

从动板与前盖之间的空腔为贮油腔，其内装有硅油（油面低于轴中心线），从动板与壳体之间的空腔为工作腔。

主动板与主动轴固定连接，主动轴与水泵轴连接。

从动板上有进油孔Ａ，平时由阀片关闭，若偏转阀片，则进油孔即可打开。

阀片的偏转螺旋双金属感温器控制，从动板上有凸台限制阀片最大偏转角。

双金属感温器的外端固定在前盖上，内端卡在阀片轴的槽内。

从动板外缘有回油孔Ｂ，中心有漏油孔Ｃ，以防静态时从阀片轴周围泄漏硅油。

三、图：硅油风扇离合器示意图
四、硅油风扇离合器的工作原理
1)当发动机冷起动或小负荷下工作时，冷却水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，仅仅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。

2)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，感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。

当流经感温器的气流温度超过338Ｋ（65℃）时，进油孔被完全打开，于是硅油从贮油腔进入工作腔。

硅油十分粘稠，主动板即可利用硅油的粘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。

为不使工作腔中的硅油温度过高，粘度下降，使硅油在壳体内不断循环。

由于主动板转速高于从动板，因此受离心力作用从主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油压力高，油液从工作腔经回油孔Ｂ流向贮油腔，而贮油腔又经进油孔Ａ及时向工作腔补充油液。

为使硅油从工作腔流回贮油腔的速度加快，缩短风扇脱开时间，在从动板８的回油孔Ｂ旁，有一个刮油突起部伸入工作腔缝隙内，使回油孔一侧压力增高，回油加快。

3)当发动机负荷减小，流经感温器的气体温度低于308Ｋ（35℃）时，感温器恢复原状，阀片将进油孔关闭，工作腔中油液继续从回油孔流回贮油腔，直至甩空为止。

风扇离合器又回到分离状态。

五、故障应急措施：行驶途中，若硅油风扇离合器因故障（如漏油等）时，可松开内六角螺钉，把锁止板的销插入主动板孔中，再拧紧螺钉，使壳体与主动轴连成一体，但此时只靠销传动，不能长期使用。

硅油风扇离合器油路循环
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风扇离合器的使用与维修
1.采用风扇离合器的目的风扇是冷却系统的主要部件，也是柴油机功率的消耗者，最大时约为柴油机功率的10%。

为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止柴油机过冷，降低污染，节约燃料，多采用硅油风扇离合器。

图5-6 硅油风扇离合器的结构
1-螺钉2-前盖3-密封毡圈4-双金属感温器5-阀片轴6-阀片7-主动板8-从动板9-壳体10-轴承11-主动轴12-锁止器13-螺栓14-内六角螺栓15-风扇
A-进油孔B-回油孔C-漏油孔
2.硅油风扇离合器的结构硅油风扇离合器由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成，如图5-6所示。

前盖、壳体和从动板用螺钉组成一体，通过轴承装在主动轴上。

风扇装在壳体上。

从动板与前盖之间的空腔为贮油腔，其内装有硅油（油面低于轴中心线），从动板与壳体之间的空腔为工作腔。

主动板与主动轴固定连接，主动轴与水泵轴连接。

从动板上有进油孔A，平时由阀片关闭，若偏转阀片，则进油孔即可打开。

阀片的偏转螺旋双金属感温器控制，从动板上有凸台限制阀片最大
偏转角。

双金属感温器的外端固定在前盖上，内端卡在阀片轴的槽内。

从动板外缘有回油孔B，中心有漏油孔C，以防静态时从阀片轴周围泄漏硅油。

3.硅油风扇离合器的工作原理
①当柴油机冷起动或小负荷下工作时，冷却水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，仅仅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。

②当柴油机负荷增加时，冷却液和通过散热器的气流温度随之升高，感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。

当流经感温器的气流温度超过338K（65℃）时，进油孔被完全打开，于是硅油从贮油腔进入工作腔。

硅油十分粘稠，主动板即可利用硅油的粘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。

为不使工作腔中的硅油温度过高，粘度下降，使硅油在壳体内不断循环。

由于主动板转速高于从动板，因此受离心力作用从主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油压力高，油液从工作腔经回油孔B流向储油腔，而储油腔又经进油孔A及时向工作腔补充油液。

为使硅油从工作腔流回储油腔的速度加快，缩短风扇脱开时间，在从动板8的回油孔B 旁，有一个刮油突起部伸入工作腔缝隙内，使回油孔侧压力增高，回油加快。

③当柴油机负荷减小，流经感温器的气体温度低于308K（35℃）时，感温器恢复原状，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。

4. 硅油风扇离合器的正确使用
①冷机起动时，可不拉开百叶窗，此时风扇尽管在旋转，但转速很低，风量不大。

为使柴油机能尽快地升温，应拉上百叶窗。

柴油机温度过低时，硅油风扇离合器分离。

不允许用手或扳手拨动风扇看是否分离，这样会发生事故。

要定期检查硅油风扇的运转工作情况。

冷机起动时观察硅油风扇是否分离，有无渗漏之处，温度高时是否起作用等。

②行驶中，当风扇离合器因某种故障失效时，只须将风扇后面两个锁止器的螺母松开，把锁止器插到主动轴的两个孔内，主动盘与风扇连接为一体，变成一个刚性的风扇使用。

锁止器和孔配合较紧（插入时应注意），两个螺母随后拧紧。

风扇变成直接驱动，就跟着一起旋转了。

然后再试柴油机温度，若温度下降，证明硅油风扇失去作用，应修理更换；若温度不下降，则应进一步检查调温器和水泵等。

这时由于只有一个销子传动，所以不能长期使用。

当有修理条件时应立即修理，旋回闭锁销。

③风扇离合器出厂前，在专用的设备上经过严格检查和调整，使用中不要随意拆散观察。

行驶中若发现每个风扇叶片的工作面上都沾有粘性油质，说明有硅油漏出，应到生产厂检修，或更换新总成件。

双金属片在使用中注意不能堵塞，更不能将已分裂层的双金属片改用。

如果接合面垫片损坏，应换新垫片。

④硅油一定要加足，加注标准在阀销中心线以下，但无观察口，拆开后才能知道有多少，制造出厂时已加好了硅油，一般不需要补充加注，只是注意不让漏油即可。

5.硅油风扇离合器的常见故障
硅油风扇是一种新型的风扇，它是利用柴油机温度的高低来控制阀门的开闭，以使硅油由储油腔流入或不流入工作腔。

柴油机温度高，硅油流入工作腔的量多，粘结力大，风扇转动就快；反之就慢。

风扇离合器常见故障有：
①双金属片感温器损坏当双金属片感温器损坏后，硅油风扇离合器就不能随散热器后方空气温度的变化而分离和结合，而是始终处于分离状态，造成柴油机温度过高。

②硅油泄漏硅油是风扇离合器的传动介质，当硅油泄漏到一定程度后，动力传递失效。

③硅油风扇传动销折断，造成出油阀片在弹簧力的作用下，离开出油口而常开，使贮油室内的硅油由此而进入工作腔，使风扇离合器处于常结合状态，引起柴油机温度升高过慢。

6.硅油风扇的检查
①冷机状态下的检查柴油机停止转动一段时间后，用手扳动风扇叶片，应较为费劲。

当柴油机起动后中速运行1~2min后，再用手扳动风扇时，应较为轻松。

这些均属硅油风扇工作正常。

因为当柴油机在正常工作温度下熄火时，风扇工作腔内充满硅油，风扇的主、从动盘之间仍保持一定的相对固定连接关系，当柴油机停止运转一段时间或经相当冷却后，用手拨动叶片时应感到较为费劲（有时温度低时风扇转不动，可能是硅油不能马上回流）柴油机起动后中速运行1~2min后，由于工作腔内硅油已流回储油腔，而储油腔内的硅油因温度低，阀片未能开启而没有流回工作腔内，主、从动盘之间失去连结关系，故用手拨动叶片时，感到较为轻松。

把双金属螺旋弹簧末端从固定槽中撬出，然后反时针转动双金属螺旋弹簧，观察转轴，应能转动，直到转不动为止。

试验后，再将双金属螺旋弹簧末端压入固定槽内，如转轴不能转动，则说明离合器已损坏，应更换总成。

②热机状态下的检查若发现水温不断升高，甚至沸腾，除应检查风扇皮带等常见的故障之外，应着重检查硅油风扇。

将柴油机起动后，当其温度接近90～95℃时，仔细倾听风扇响声，并观察风扇转速的变化，如几分钟内噪声明显增大，转速迅速提高，以至全速运转，表明阀片已开启，出油孔已打开，硅油已流入工作腔使从动盘接合，说明硅油风扇工作良好。

这时，若将柴油机熄火，并随即用手拨动风扇叶片，应感到十分费劲。

根据设计要求，硅油风扇离合器在散热器后面的空气温度达到88℃时应能接合；当温度下降到77℃或更低温度时，应能分离。

松开风扇后面的锁止器螺母，将锁止器插到主动轴的两个孔内，随后拧紧两个螺母，让汽车行驶一段路程后，看柴油机冷却液的温度，若温度下降，则说明硅油风扇离合器损坏，已不能结合。

工作正常的硅油风扇离合器壳接缝处不应有漏油现象，如有，应送修或更换。

感温器损坏时应予更换；若其起作用温度误差过大，应予以调整。

感温器金属片的移位是极小的，过大或过小均不能使阀片处于合适的位置。

若反复调整均不能满意，可将阀片位置重铆。

7.硅油风扇技术性能的测试
①全速运行测试测定硅油在最大循环时风扇的转差率。

测试时，取下风扇上的双金属片及传动销，以保证硅油能以最大流量从储油腔流到工作腔。

将主动盘转速提高到3000r/min，这时从动盘的转速应为主动盘转速的95～97%，即转差率应不大于3～5%。

如转差率超过7%，可增加3ml硅油，以提高硅油风扇的转速。

②空转运行试验在室温为25℃的条件下进行，并应装回双金属片及传动销。

提高主动盘转速至3000r/min时，从动盘转速应为750～840r/min。

③接合传动试验控制室内温度由45℃开始升高，此时双金属片开始起作用。

阀片开启，硅油由进油孔流人工作腔，主、从动盘开始接合，风扇转速开始升高。

当室内温度升至59℃时，阀片达最大开度，风扇达最高转速。

如从动盘转速达不到上述要求，可以通过改变传动销的长度以校正阀片的开度来进行调整。

④切断传动试验控制室内温度缓慢下降，风扇转速也应随之下降。

当室内温度低于40℃时，风扇传动应切断空转。

8.硅油风扇离合器检修的注意事项
①在拆装柴油机及其部件时，若需拆下风扇离合器，应注意不要平放，而应按照它的工作位置立放，以免风扇离合器内硅油从中心轴处渗漏。

②注意不要碰击风扇离合器前面正中央的双金属片，如果太脏，可以冲洗吹干。

③如果风扇离合器失灵，可检查双金属片是否松动，如有松动，则可以铆牢试用。

④风扇转动并不说明风扇离合器是否失灵，因为无论是失灵还是正常的风扇离合器处于脱开状态时，都会跟随水泵皮带轮转动。

可以通过听风扇的声音来判断风扇离合器是否正常。

正常的风扇离合器在柴油机水温高于86℃时，风扇会发出正常的声音；而失灵的风扇离合器，此时的声音要小得多。

⑤当发现柴油机的风扇离合器失灵时，作为应急措施，可以把风扇后面的两个紧固螺母松开，将压在其下面的锁止片端部销头插入主动轴上的孔内，然后重新拧紧螺母。

这样，可以使风扇固定在传动轴上同步转动，保证柴油机的冷却。

必要时换用新的风扇离合器。

三、散热器的检查和维修
（1）散热器的检查
①检查散热器的裂缝将散热器放人水槽内，由散热器的一个孔（其他的孔堵住）充人压缩空气，压力为0.1MPa ，如散热器各处冒气形成气泡，则说明散热器已严重腐蚀。

如冒气泡的地方不多，说明不严重，可在冒气泡处找出渗漏点，做上记号，以便焊修。

②检查散热器淤塞可以加注水的方法检查散热器的内部堵塞情况，按注入新旧散热器内的水量，就可分析出散热器内部是否堵塞和堵塞的严重程度。

（2）散热器的修理
①清除散热器的水垢。

当散热器的水容量减少，散热器淤塞有水垢时，应将10%的苛性钠水溶液加热到90℃灌满散热器，并停放1~2h ，然后用热水洗涮。

②散热器管淤塞（堵塞）时，可用专用通条插入芯子清除。

③散热器芯子严重变形、弯曲或出现穿孔时，可以设法酌情修复，但需要修复的芯管不得超过总数的10%，芯管损坏过多时，因更换总成。

④变形的散热片应设法修复。

⑤散热器外部裂缝的修理，散热器外部裂缝可用锡焊修补，焊接前应将裂缝擦净露出金属光泽，再在接口处涂上一层氯化锌铵溶剂，加热将接口用锡焊修补。

四、水泵的检查和维修
①检查水泵体，如有裂纹和破裂时，可在裂纹的两端各钻直径Φ3mm 左右的孔，然后沿裂纹开3×90°的坡口，水泵体预热后用生铁焊条进行电焊或气焊，焊后应在石棉粉内保温缓缓冷却。

②前后轴承孔的磨损应不大于0.03mm；径向间隙应不大于0.15mm；轴向间隙不应大于0.3mm，否则应予以更换。

③水泵轴的弯曲不得大于0.05mm，否则应修复。

在修复时，可冷压校正，也可磨光后镀铬修复。

④检查止动垫圈的接触面是否平整、螺孔是否损坏、水封、胶木盘等应完好，可根据情况予以更换。

⑤装配时，水泵壳体与叶轮的轴间间隙应在0.04~0.08mm范围内。

间隙大小可用修理阻水环或在阻水环与轴承之间加垫片进行调整。

⑥水泵叶轮与水泵轴的装配应牢固，不得有松动现象。

⑦装配后，皮带轮与水泵轴不得有松动现象。

用手转动带轮，水泵轴应无阻滞现象。

水泵叶轮与水泵壳体应无碰击声。

五、补液箱的功用与维修
很多柴油机的冷却系统（如道依茨BFM1013柴油机冷却系统）采用的是永久式封闭冷却系统，这是因为这些柴油机是强化机型，体积小，功率大。

因此，普通闭式冷却系统已不能满足冷却需要，因为水汽不能分离，会造成：
①冷却系统中产生气阻，冷却效果和循环强度降低，不能满足冷却需要；
②冷却系统内的氧化腐蚀和机械剥蚀（穴蚀）日渐引起人们的重视；
③冷却水广泛地使用了防冻液，冷却水的消耗和浓缩太严重；
为此，永久性的水冷却封闭系统就应运而生，且使用日渐广泛。

补液箱的功用：
①把冷却系统变成了一个永久性的封闭系统，避免了空气不断进入，减少了对冷却系统内部的氧化腐蚀；
②使冷却系统中的水汽分离，是压力处于稳定状态。

从而增大了水泵的泵水量和减少了水泵及水套内部的气穴腐蚀（穴蚀）。

③避免了冷却液的消耗，保持冷却系统的水位不变。

图5-7 柴油机外接式补液箱示意图
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-补液箱8-补液箱出气管9-补充水管10-机油散热器
以外接式散热器为例（如图5-7所示）。

在闭式冷却系统中，蒸汽混在水中无法分离，散热器盖上的阀门虽然能调节冷却系统内的压力，但在调节过程中需要放掉一部分蒸汽（水），又放进一部分空气。

这时，冷却系统中的空气、蒸汽和水一起循环，使冷却能力下降，水泵的泵水量减少，并造成冷却系统内的压力不稳定和冷却水的不断消耗。

在水套和散热器的上部，容易积存空气和蒸汽的地方用水管5、8与补液箱连接，使空气和蒸汽不再直接排出而是被引导到补液箱内与水分离。

此时，蒸汽冷凝为水后又通过进水管９进入水泵的进水口，使水泵进水口处保持较高的水压，增大了泵水量。

而积存在补液箱内的空气，得到了冷却，不再受热膨胀。

所以，补液箱成为冷却系统内压力上升的缓冲器和膨胀空间，使系统压力保持稳定。

气穴腐蚀是由于气穴（气泡）的产生而引起的。

气穴产生最严重的地方是离心水泵的进水口处（冷却系统压力最低的地方）。

这些气泡使水泵的泵水量下降，并在金属表面附近破裂时放出热量和能量，同时对金属进行化学腐蚀和机械剥蚀。

久而久之，是金属表面产生麻点和穴孔，这种现象被称为穴蚀。

为避免气穴和气穴腐蚀的产生，多采用下列办法：
①水泵进水口处保持较高的压力，即利用补液箱的补充水管进水；
②进水口处通过面积尽可能大一些，使进水流速不要太高并保持一定压力；
③水泵的进水口和出水口处加平衡孔连通，使叶轮进水处的气化压力较高，防止气泡的产生。

六、冷却系统其它部件的维修与保养
1.水温表、传感器检测水温表的读数是否符合规定，一般可将水温表上的传感器放在盛水的烧杯内加热，同时放入温度计，在30℃、50℃、80℃、100℃时，温度计的水温表上的读数，一般相差不应超过±3 ℃。

如果已经损坏应更换新的。

2.防冻液的使用防冻液的全称应该是防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液。

因此需要纠正一个误解：防冻液不仅仅是冬天用的，它应该全年使用。

除防冻外，防冻液还有以下几个优点：
①防腐蚀功能柴油机及其冷却系统都是金属制造的，有铜、铁、铝、钢，还有焊锡。

这些金属在高温下与冷却水接触，时间长了都会遭到腐蚀，会生锈。

而防冻液不仅不会对柴油机却系统造成腐蚀，而且还具有防腐防锈功能。

②防冻液的沸点高水的沸点是100℃，防冻液的沸点通常在110℃以上，这样在夏季使用，防冻液比水更难以开锅，散热效果也比普通水好。

③防冻液可以防垢，也就是通常所说的防水碱用普通水做冷却液最让司机头疼的就是水垢问题。

水垢附着在水箱、水套的金属表面，使散热效果越来越差，而且清除起来也很困难。

优质的防冻液采用蒸馏水制造，并加有防垢添加液，不但不产生水垢还具有除垢功能。

当然，如果水垢很厚，最好还是先用水箱清洗液彻底清洗后再添加防冻液。

3.检查、调整皮带紧度部分柴油机冷却系统的水泵、风扇等都是用皮带驱动的，皮带技术状态的好坏对柴油机而言是至关重要的，皮带状态不好，柴油机就可能无法正常工作的。

因此。

对冷却系统皮带的检查也是一件非常重要的工作。

①检查皮带状况与紧度检查皮带有无损伤、剥落，皮带在断裂之前，将会出现尖叫声，皮带表面会出现龟裂的裂纹、磨损以及剥落等前兆现象。

因此，应仔细观察，如出现上述现象应及时更换皮带（注意区别：皮带紧度不够时，也会出现尖叫声）。

②检查皮带的张紧度，如果不符合要求，应进行调整。

调整皮带紧度时，注意不要将皮带调的过紧，否则皮带紧度过大会损坏皮带和轴承。

一般要求是用拇指以9~10kg的力按压皮带中间部位时，挠度应为5~10mm为宜。

应注意避免皮带被油脂污染，否则会引起皮带打滑而缩短其使用寿命。

③当皮带表面出现裂纹、磨损以及剥落等前兆现象，或出现尖叫声（除皮带松松弛出现尖叫声外）时，表示皮带可能会发生断裂。

此时，应及时更换皮带。

更换皮带时，应先松开皮带张紧机构的固定螺钉，使皮带松弛，然后将皮带取下来。

如果皮带松弛后仍不易取下，可用起子插入皮带轮与皮带之间，边转皮带轮边向外拉皮带，这样就可将皮带取下。

在取下皮带前，应记好皮带安装绕行的位置，以防装错。

安装皮带时，按与拆卸相反的顺序操作即可。

（4）检查皮带安装的状态有些柴油机使用的是扁平型的风扇皮带，在安装到皮带轮上时应检查皮带与皮带轮的配合情况。

平型皮带应与皮带轮配合良好，否则皮带的使用寿命不会长久。

部分车型上使用的是三角皮带，安装时应注意不要扭曲或错槽，如果出现安装错误现象时，应及时纠正。

七、柴油机缸套穴蚀原因及预防
1.气缸套穴蚀产生的原因柴油机多数都装有可更换的金属合金缸套。

在柴油机工作时，由于缸套穴蚀的发生而造成缸套的加速腐蚀。

如果用普通水做冷却液，在恶劣的条件下，柴油机将在工作500h后就有可能被水渗透而穿孔，所以了解缸套穴蚀产生的原因及如何预防是极其重要的。

气缸缸套是通过加压安装到柴油机壳体中，用密封垫将润滑系统和冷却系统沿缸套密封隔离，活塞的上下运动通过连杆带动曲轴做旋转运动，活塞上下运动时对缸套内壁（内侧面）施压，即伴随活塞的往复运动对缸套进行敲击，活塞与缸套，缸套与柴油机壳体之间的空隙，使得活塞的敲击变成了高频震荡，犹如打铃时的震荡一样。

与冷却液接触的缸套外壁（外侧面）相对于冷却液作来回往复运动，缸套移开时，这种急速运动可能产生一些小的气泡，而当缸套返回时，这些气泡又会不断地破裂，在局部的小范围内产生很大的冲撞力，从而造成所谓的气蚀，又叫穴蚀或孔蚀。

气泡破裂所产生的巨大冲撞力又不断地撞击缸套外表面，其结果是裸露的缸套外表面受到很大应力，在缸套外表面造成局部腐蚀，并因局部腐蚀形成垂直小孔，这一过程如果持续进行，那么这些不断形成的小孔将会穿透缸套壁。

在柴油机工作时，机油和柴油就会穿过小孔进入冷却液当中。

而在柴油机停机时，冷却液又通过这些小孔进入气缸中，在缸套的任何部位都有可能发生穴蚀。

其中最为常见的部位是气缸点火活塞敲击处的外壁，其次是相反方向一侧，通常在发生强烈振动的地方都会出现穴蚀。

冷却液中所产生的气泡类似于烧开水时所形成的气泡，众所周知，压力容器中的水会在较高的温度下才沸腾，同样，影响缸套周围局部压力或局部温度的任何因素，都会对气泡的形成产生影响，最终影响到缸套的穴蚀的形成。

冷却系统的一些故障（如漏气等），在缸套。