《汽车发动机构造与维修》第八章冷却系构造与维修

第8章冷却系构造与维修8.1冷却系构造与维修概述8.1.1冷却系的作用汽车发动机工作时，汽缸内燃烧室燃烧气体的温度最高可达2200～2800K（0℃时为273K），与高温接触的发动机零件受到强烈的加热，如果不采取适当的冷却措施，将不能确保发动机的正常工作。发动机冷却系的主要任务就是使发动机得到适度的冷却，从而保持其在最适宜的温度范围内工作。8.1.2冷却系的分类发动机冷却系按冷却介质的不同，可分为水冷系和风冷系。8.1.3水冷系的组成正是由于水冷系明显优于风冷系，汽车发动机大都采用的水冷却系。大都采用强制循环方式，利用水泵将冷却液在水套和散热器之间进行循环流动来完成对发动机的冷却。图8-1发动机水冷系的组成1-散热器；2-散热器盖；3-补偿水桶；4-散热器出水管；5-风扇传动带；6-暖风机出水管；7-管箍；8-暖风机芯；9-暖风机进水软管进水管；10-节温器；11-水泵；12-冷却风扇；13-护风圈；14散热器进水软管8.1.4冷却液的循环路线图8-2发动机冷却液小循环路线示意图图8-3发动机冷却液大循环路线示意图8.2水冷系主要部件的构造与维修8.1.1散热器盖和散热器1.散热器盖图8-4散热器盖2.散热器图8-6纵流式散热器8.2.2水泵1.水泵的结构与原理图8-9离心式水泵叶轮的结构图8-8离心式水泵的工作原理叶轮在随水泵轴旋转时，水泵中的冷却液被叶轮叶片带动一起旋转，冷却液在离心力作用下做离心运动，向叶轮的边缘甩出，边缘冷却液的压力升高，外壳与叶轮边缘成切线方向连有出水管，冷却液便被压送到发动机水套内。同时，叶轮中心处由于冷却液的离心运动而压力降低，散热器中的冷却液便经进水管被吸入，使冷却液水循环运动起来。当水泵因故障停止转动时，由于散热器和水套内冷却液温差的存在，冷却系内的自然循环仍然存在。2.水泵的检修⑴泵壳的检修先检查泵壳和带轮有无损伤。如果泵壳有裂纹，可进行焊接或更换。壳与盖接合面如果变形大于0.05mm，应予以修平。轴承座孔由于压入、压出轴承使座孔磨损而不能使用，可用镶套的方法修复或更换。⑵水泵叶轮的检修检查水泵叶轮的叶片是否有破损，叶轮上的轴孔与轴的配合是否出现松旷。叶片破损，应予焊修或更换。⑶水泵轴的检修检查水泵轴是否有弯曲和轴颈磨损，轴端螺纹是否有损坏。如果水泵轴弯曲大于0.05mm，应冷压进行校正；轴颈磨损严重，应予更换。⑷水封装置的检查如果水泵泄水孔漏水，则为水封密封不严。如果胶质水封磨损或变形应予以更换，水封密封圈可翻面使用。⑸水泵装合后的检验水泵装合后，先用手转动皮带轮，泵轴转动时应无卡滞现象；叶轮与泵壳之间应无碰擦感觉。最后在试验台上，按原厂规定进行压力——流量试验。例如：解放CA6102型汽油机水泵转速为2000r／min时，水泵流量应不少于140L／min，压力不得低于0.04MPa；当转速为3300r／min时，水泵流量应不少于240L／min，压力不得低于0.121MPa。8.2.3冷却液补偿装置1.膨胀散热器图8-10膨胀散热器的结构和工作原理示意图2.补偿水桶防冻液是大多数汽车发动机采用的冷却液。防冻液冰点比较低，在冬季使用中，能够避免因结冰而导致散热器、缸体和缸盖被胀裂的现象；而防冻液的沸点比水要高，这有利于发动机的正常工作。为了防止防冻液的损失，冷却系设置了补偿水桶，它对散热器内的防冻液散失起到自动补偿的作用。8.2.4冷却强度调节装置1.节温器图8-11东风EQ6100-1型发动机的蜡式节温器的构造原理：如果冷却液温度低于349K时，石蜡为固体，在弹簧力的作用下，节温器外壳处于最上端位置，此时主阀门保持被压关闭，副阀门保持打开。来自发动机缸盖出水口的冷却液先进入水泵后又进入发动机的水套。这种冷却液不通过散热器的循环称为小循环。若冷却液温度超过359K时，主阀门全开，副阀门则刚好关闭，从缸盖出水口流出的冷却液全部经主阀门进入散热器，来进行散热。此时，冷却液流动路线长、流量大，冷却强度增大。这种冷却液全部通过散热器的循环称为大循环。2.风扇安装于散热器后面，发动机的前方。风扇旋转时，会产生轴向吸拉力，增加流过散热器芯的空气量和流速，可加速对流经散热器芯的冷却水的冷却，从而加强了对发动机的冷却作用。图8-12电动风扇3.风扇离合器根据发动机的温度自动控制风扇的转速，以达到改变通过散热器的空气流量和流速的目的。图8-13解放CA6102型发动机的硅油风扇离合器的结构1-螺钉；2-风扇；3-圆柱头内六角螺钉；4-螺栓；5-锁止板；6-主动轴7-轴承；8-壳体；9-从动板；10-主动板；11-阀片；12-阀片轴；13-双金属感温器；14-密封毛毡圈；15-前盖；A进油孔；B回油孔；C漏油孔原理：当发动机在小负荷下工作时，冷却液和通过散热器的气流温度不高，进油孔被阀片关闭，硅油不能从贮油腔流入工作腔。工作腔内无硅油，没有摩擦力，离合器处于分离状态。这时主动轴与水泵轴一起转动，风扇随离合器壳体在主动轴上轻微空转。此时，风扇的转动，仅仅由于密封毛毡圈和轴承的微弱的摩擦而引起，转速很低。当发动机负荷或速度增加时，从水套进入散热器的冷却液温度升高，通过散热器的气流受热温度随之升高。双金属片感温器受热伸长变形，带动阀片轴转过一定角度，阀片随之转动。当吹向感温器的气流温度超过338K时，阀片转至进油孔A漏出的位置，于是硅油从贮油腔通过A孔进入工作腔。由于主动板与从动板、壳体之间的缝隙进入了黏度很大的硅油，它们之间便产生摩擦力，主动板便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。因为主动板驱动壳体和风扇转动是以硅油为介质的，并非刚性传动，所以风扇转速总是低于主动轴的转速，并伴随着摩擦功率损失。4.变速器机油冷却器装有自动变速器的汽车必须装备变速器机油冷却器，因为自动变速器中的润滑油可能过热。润滑油过热黏度下降，不仅会降低变速器性能，而且会造成变速器损坏。图8-14变速器机油冷却器的安装位置8.3冷却系常见故障的诊断与排除冷却系常见的故障现象主要有冷却液消耗引起发动机过热，冷却液充足但发动机过热，发动机突然过热和冷却系统的腐蚀等。8.3.1冷却液消耗引起发动机过热1.故障现象2.故障原因3.故障诊断与排除方法8.3.2冷却液充足但发动机过热1.故障现象2.故障原因3.故障诊断与排除方法8.3.3发动机突然过热1.故障现象2.故障原因3.故障诊断与排除方法8.3.4冷却系统的腐蚀1.故障现象2.故障原因3.故障诊断与排除方法