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第4章发动机冷却系的构造与维修学习目标知识目标1．能正确叙述水冷却系的功用、结构及工作原理；2．能正确描述水冷系冷却强度调节的方式；3．能正确描述水冷系主要机件的检测及维修方法。能力目标1．能对水冷系主要机件进行熟练拆卸、检验、装配、调整；2．能对水冷系进行一、二级维护作业；3．能对水冷系的一般故障进行诊断并予以排除。第一节发动机冷却系的构造和工作原理一、冷却系的作用保持发动机在最适宜的温度（80℃～90℃）范围内工作。发动机的冷却方式:根据所用冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式。水冷式——以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走而后散入大气中。散热后的水再重新流回到受热机件处。适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度。同时，还可用热水预热发动机，便于冬季起动。风冷式——高温零件的热量直接散入大气。二、水冷系的组成及水路膨胀水箱、风扇(有的装风扇离合器)、水泵、水套(在气缸盖或气缸体上制出的夹层空间)、散热器、百叶窗、节温器、水管、水温表和传感器等。三、水冷系主要部件1.散热器将水套出来的热水自上而下或横向地分成许多小股并将其热量散给周围的空气。散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成。散热器盖散热器盖上带有空气-蒸汽阀空气阀在散热器内气压下降时，与大气相通，防止散热器芯管被大气压坏。蒸汽阀一般在散热器内压力达到一定值时，阀门开启，部分水蒸气经泄气管排入大气，避免损坏散热器。膨胀水箱膨胀水箱多用半透明材料(如塑料)制成。透过箱体可直接方便地观察到液面高度，无需打开散热器盖。膨胀水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器。水泵作用对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。压水当叶轮旋转时，由于离心力的作用，水被甩向叶轮边缘，在蜗形壳体内将动能转变为压能，经外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。吸水与压水同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经进水管3被吸进叶轮中心部分。(1)组成水泵由壳体、叶轮、泵盖板、水泵轴、支承轴承、水封等组成。(2)水泵与风扇同轴，通过V带传动。(3)泵盖上有出水孔。泵壳上有进水孔A，用橡胶管与散热器出水管相连。泵壳上面有旁通孔，与气缸盖上的出水管相连，当冷却水温度低于349K(76℃)时，部分冷却水由此直接进入水泵。(4)叶轮工作室的进水室B与进水孔、旁通孔相通；出水室由出水孔与水套相连。(5)水泵轴通过两个轴承支承在壳体，轴承间有隔套定位。(6)水泵轴上装有抛水圈，以防水封渗漏时浸湿轴承，渗出的水被抛水圈从检视孔甩出，可避免破坏轴承润滑。(7)水封装在叶轮的左面，水封通常由密封垫圈、水封皮碗和弹簧等组成。水泵风扇1.作用：提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。2.安装位置：风扇多为轴流式，装在发动机壳与散热器之间，与水泵同轴驱动。3.风扇扇风量的相关因素：风扇的扇风量主要与风扇的直径、转速、叶片形状、叶片安装角及叶片数目有关。4.风扇叶片材料有钢板、塑料和铝合金。叶片数：4～6片。叶片与叶轮旋转平面之间有一偏扭角。风扇节温器1.作用随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。2.蜡式节温器的结构蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、副阀门、石蜡、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成。蜡式节温器的工作原理(1)当水温低于349K(76℃)时，主阀门完全关闭，副阀门完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。(2)当发动机水温达349K(76℃)左右时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，副阀门开度逐渐减小。(3)当发动机内水温升高到359K(86℃)时，主阀门完全开启，副阀门完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动路线长、流量大，故冷却强度强。膨胀桶式节温器硅油风扇离合器硅油风扇离合器硅油风扇离合器电动风扇原理电动机的开关由散热器的水温开关控制，并且有高低速两个挡位，低速挡在沸点内使用，高速挡在沸点外使用，需要冷却时自动起作用。水温开关和电动风扇第二节发动机水冷系的维修一、水泵的检修1．水泵总成的检查水泵总成的检查程序是：先进行总成的外部检查，如发现不合格，即应拆检修理或更换水泵总成(有的轿车，如奥迪，不供应水泵零件)。外部检查合格者，应在试验台上按原厂规定进行规定转速下的压力和流量试验，合格的水泵可继续使用，不合格的应拆检修理或更换。水泵总成的外部检查内容：(1)检查有无渗漏。水封失效时会有大量的冷却水从检视孔处流出。水泵壳体如有裂纹，也会发生渗漏。(2)检查带轮的转动和轴向、径向窜动量。用手转动带轮，应运转灵活，无卡滞现象；否则，泵轴可能弯曲或轴承浸水锈蚀。2．水泵的修理参考该型发动机水泵维修手册进行。二、散热器的维修散热器的主要维修内容是：清堵、焊漏和整形，以及水冷却系的密封检查。1.清堵(1)散热器外部堵塞的清理(2)散热器内部堵塞的清理2.焊漏(1)散热器渗漏的检查(2)焊修3.整形三、节温器的检查节温器的检查方法：用温度可调式恒温加热设备检查节温器主阀门的开启温度、全开温度及升程，其中有一项不符合规定值，则应更换节温器。四、散热器盖阀门密封性的检查将散热器盖旋装在测试器上，用手推测试器，直至蒸汽阀打开为止。蒸汽阀应在压力0.026~0.037MPa时打开，若压力低于0.026MPa时打开，应更换散热器盖。第三节发动机水冷却系的常见故障诊断与排除一、水冷系的水温过高1．故障现象①水温表指针指示在373K(100℃)以上，散热器上贮水箱有开锅现象；②发动机产生爆燃，不易熄火；③活塞膨胀，发动机熄火后，不易起动。2．故障原因、诊断和排除方法①冷却水不足。检查冷却水箱或膨胀水箱的水是否充足，加水或疏通膨胀水箱的通气孔。②水温表指示值过高。观察散热器水温是否过热或开锅，如水温正常，即为感应塞或水温表故障，应先更换感应塞；若水温表的指示值还高，则是水温表已坏。③风扇不转。检查风扇传动带是否过松打滑，若打滑应进行调整。松开电机支架固定螺栓，向外扳动电机，同时拧紧固定螺栓。风扇传动带松紧度的检查方法是，用拇指按压两轮距中点处，带的下沉量为10～15mm时为宜。④节温器故障。若发动机温度过高，而散热器的温度并不高，或散热器上贮水箱温度高，下贮水箱却较冷时，可能是节温器的阀门没打开或阀门升程太小，应检查更换节温器。⑤水泵损坏。可将水箱盖打开，操纵油门，突然变化发动机转速，从加水口观察冷却水面有无变化，若无搅动现象，则为水泵工作不正常，应检查排除水泵故障。二、水冷系水温过低1．故障现象①暖机后水温表指示值在353K(80℃)以下；②发动机加速困难、无力。2．故障原因、诊断和排除①节温器故障。发动机冷车升温时间长，节温器失效后其主阀门常开，冷却水没有小循环，应检查更换节温器。②冬季保温措施不良，百叶窗、挡风帘关闭不严。③水温表或水温感应塞故障。实际水温与指示值有误差时，多为感应塞或水温表故障。更新水温表后无效果，则为水温感应塞故障，应更新感应塞。2.故障诊断和排除①外漏通过表面观察，便可判断出渗漏的部位。根据渗漏原因进行修理。例如因水封失效而引起的水泵漏水应更换水封等。②内漏应抽油样检查，如发现机油中有较多的水，即应解体检查：气缸盖和气缸体是否有裂纹及平面是否翘曲；气缸垫及气缸套阻水囤是否损坏等。找出内漏原因后，更换有关零件，按要求进行组装和试验。