第五节---发动机冷却系统的检测

第五节发动机冷却系的检测学习目标复习知识：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；能力目标1．能正确描述水冷系主要机件的检测及维修方法。•为什么对发动机进行冷却，是不是冷却效果越大越好？•冬季行车有必要原地热车吗？怎么热车才正确？•润滑油加的越多越好吗？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。水冷系主要部件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。1.散热器横流式散热器1-上水室；2-进水管；3-散热器芯；4-散热器盖；5-下水室；6-出水管纵流式散热器8散热器芯散热器芯部是散热器不可缺少的核心部件,起主要的散热作用。散热器芯由许多冷却管和散热片组成，对于散热器芯应该具有足够的通流面积，让冷却液通过，同时也应具备足够的空气通流面积，让足量的空气通过以带走冷却液传给散热器的热量。同时还必须具有足够的散热面积，来完成冷却液、空气和散热片之间的热量交换。采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的构造形式有多样，常用的有管片式和管带式两种。板式9管片式散热器芯：冷却管的断面大多为扁圆形，它连通上、下水室，是冷却水的通道。和圆形断面的冷却管相比，不但散热面积大，而且万一管内的冷却水结冰膨胀，扁管可以借其横断面变形而避免破裂。采用散热片不但可以增加散热面积，还可增大散热器的刚度和强度。这种散热器芯强度和刚度都好，耐高压，但制造工艺较复杂，成本高。10管带式散热器芯：采用冷却管和散热带沿纵向间隔排列的方式，散热带上的小孔是为了破坏空气流在散热带上形成的附面层，使散热能力提高。这种散热器芯散热能力强，制造工艺简单，成本低，但结构刚度不如管片式大，一般多为轿车发动机采用，近年来在一些中型车辆上也开始采用。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。散热器外观检测1散热器表面检测①首先用水冲洗散热器芯，清除其表面的灰尘，如有油污，应用汽油洗净。然后从外部察看散热器上、下水室及芯子，不得有渗漏现象，散热器框架不得有断裂和脱焊现象。散热器芯上如果嵌有杂物，可用细钢丝进行清理。②检查散热器的紧固情况，散热器应当紧固可靠，前后晃动无松动现象。③检查储液罐的连接管是否有漏气或堵塞现象，发现有漏气或堵塞时应予以排除或疏通，以防储液罐的冷却液回不到散热器内。散热器外观检测2散热器渗漏检查①检查散热器的裂缝：将散热器放入水槽内，由散热器的加水口充入压力为0.1MPa的压缩空气，如散热器各处冒气形成气泡，则说明散热器已严重腐蚀。如冒气点不多，则说明不严重，可在冒气处找出渗漏点，做上记号，以便焊修。②检查散热器内部淤塞：按注入散热器内部的水量，就可分析出散热器芯子是否淤塞或堵住。如果出现淤塞现象，则必须进行清淤处理。散热器散热性能检测•仪器设备：散热器性能测试台•应用范围:汽车（内燃机、柴油机、发电机、风电机组）散热器、油冷器、中冷器、水箱、等的换热性能。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。2.散热风扇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。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。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，高速挡在沸点要冷却时自动起作用。安装位置：散热器水箱工作原理：硅油风扇离合器作用：控制风扇转速分类：硅油风扇离合器、机械式风扇离合器、电磁风扇离合器工作原理:双金属片感应散热器的温度，但流经感温器的气流达到一定温度时，硅油通过进油孔进入工作腔，硅油十分粘稠，主动板即可利用硅油硅油的粘性带动风扇转动。硅油风扇离合器硅油风扇离合器散热风扇的检测①冷状态下的检查：发动机停止转动一段时间后，用手扳动风扇叶片，应较为费劲。发动机启动并冷车中速运转1～2min后，再用手扳动风扇时，应较为轻松。②热状态下的检查：将发动机启动后，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主从动盘接合，说明硅油风扇工作良好。这时，若将发动机熄火，并随即用手拨动风扇叶片，应感到十分费劲。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。硅油风扇是一种新型的风扇，它是利用发动机温度的高低来控制阀门的开闭，以使硅油由蓄油室流入或不流入工作腔。发动机温度高，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双金属片感温圈损坏。当双金属片感温圈损坏后，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，造成发动机温度过高，应予更换。②硅油泄漏。硅油是风扇离合器的传动介质，当硅油泄漏达到一定程度后，动力传递失效，应将其送修或更换。温控开关的检测温控开关的检测（以热敏开关为例）检测方法：将温控开关放入正在加热的水中，开关两端连接万用表，观察开关随温度的变化导通情况。3.水泵（离心式水泵）作用对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。组成水泵由壳体、叶轮、泵盖板、水泵轴、支承轴承、水封等组成。动力来源水泵与风扇同轴，通过V带传动。离心式水泵的工作原理(1)压水：如图所示。当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，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。(2)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。离心式水泵结构1-水泵外壳；2-叶轮；3-夹布胶木密封垫圈；4-密封垫圈；5-螺钉；6-水封皮碗；7-弹簧；8-垫圈；9-泵盖板；10-水封座圈；11-球轴承；12-水泵轴；13-半圆键；14-凸缘盘；15-轴承卡环；16-隔离套筒；17-滑脂嘴；18-水封环；19-管接头水泵的检测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。水泵的损坏有三种方式：渗漏、丢转和叶轮腐蚀。2.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。（3）冷却水泵异响检测：叶轮干涉的异响机械密封的异响轴承异响五.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。3.节温器性能检测节温器常见故障：①主阀门不能开启②主阀门关闭不严③主阀门开启或全开温度过高（1）就车检测法1）在冷却液温度升高过程中检查2）在冷却液高温时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。（2）拆解检查法标准节温器参数如下。升程：大于8.Omm。开始打开温度：76～80℃。全开温度：90℃。贮液罐式膨胀水箱（蒸气排出管与贮液罐相连，又称为一管式膨胀水箱）有的冷却系不用膨胀水箱而使用储液罐。即用一根管子把散热器和储液罐的底部或上部(管口插入液面以下)连通。但这种装置只能解决气水分离及冷却液消耗问题，而对穴蚀没有明显的改善。当冷却液温度升高时，散热器中液体膨胀、汽化，使散热器盖蒸汽阀开启，散热器中的蒸汽或液体沿导管流入储液罐。当冷却水温度降低时，散热器内压力下降，液体沿原路径流向散热器。5.膨胀水箱（补偿水箱）膨胀水箱示意图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-膨胀水箱；8-散热器出气管；9-补充水管；10-旁通管(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)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；(4)减少了穴蚀。通过膨胀水箱检测冷却液的含量：在补偿水箱的外表面上刻有两个标记线，“低（LOW）线”和“高（FULL）。水温在50℃以下，液面不低于低线；在向散热系统添加冷却液时，液面不高于高线。一.发动机冷却系统的检测•包括三个方面：①冷却系统的密封性检测；②电动风扇及温控开关的检测；③节温器技术状况的检测。1.冷却系统密封性检测•发动机渗漏：分为发动机内部渗漏和发动机外部渗漏。•渗漏部位：外部渗漏部位有冷却系统各接头处、散热器及盖阀、水泵及密封处；内部渗漏的部位有缸体、缸盖、汽缸垫处。（1）直观检查1）外漏的直观检查①发动机停机后，查找各接头、散热器和水泵有无渗漏②发动机中等转速运转时观察同样部位有无渗漏现象。2）内漏的直观检查①发动机停机，拔出机油尺观察机油中有无冷却水渗入。②发动机运转时，观察排气管排出的废气中有无白色水雾③发动机运转时，观察散热器加液口，是否有高温气体涌出或有大量气泡（2）实验法——压力试验实验过程：①发动机不工作时，将测压仪器装到散热器加液口上并密封。②用试验仪的手动泵向散热器加压50—100kpa，观察表针变化。检查散热器盖：检查散热器盖的密封性和排气阀的开启压力。散热器盖当压力上升到120一150kPa时，排气阀必须打开，否则更换。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