1、 第四章 冷卻系的構造與維修（4學時）第一講 水冷卻系教學目的1、 掌握冷卻系的功用2、 掌握水冷系的組成及水路3、 掌握水冷卻系主要機件的結構特點和工作原理4、 了解冷卻水與防凍液教學安排復習舊課1、 配氣機構的作用2、 什么是配氣相位3、 怎樣檢查與調整氣門講述新課冷卻系的作用、發動機過熱或過冷的危害、發動機的冷卻方式、冷卻系的組成、工作情況、水冷卻系的大、小循環以及水冷卻系主要機件的構造和工作情況。一、概述1、功用：使工作中的發動機得到適度的冷卻，并保持發動機在最適宜的溫度狀態下工作。所謂適宜的工作溫度，對于水冷發動機，要求氣缸蓋內冷卻水溫度在80-90之間。2、發動機在工作中為什么不能

2、過熱及過熱？過熱：（1）燃氣在燃燒過程中，氣缸內氣體溫度高達17272527，發動機零部件與高溫氣體接觸，將會造成氣缸和進氣管溫度過高，使進入氣缸的可燃混合氣因受熱而膨脹，充氣量，使得：充氣效率，發動機功率；（2）機油因溫度過高，粘度，嚴重時，機油變質，影響潤滑效果，機件磨損加劇；（3）各機件因高溫而膨脹，破壞了正常的嚙合間隙，產生卡死現象；過冷：（1）熱量散失過多，轉變為有用功的熱量，功率；（2）溫度低，機油粘度大，摩擦阻力，消耗功率大，起動困難。（3）燃油不易氣化，燃燒不充分，燃油消耗率，功率；燃氣易凝結（在氣缸壁上），流入曲軸箱，不僅燃油消耗率，功率，而且機油粘度，潤滑效果變差，機件磨損

3、加劇。3、發動機的冷卻方式：水冷及風冷二、水冷系的組成及水路1、水冷系的組成如圖4-1所示 圖4-1 強制循環式水冷卻系示意圖基本組成1-百葉窗 2-散熱器（水箱） 3-散熱器蓋 4-風扇 5-水泵 6-節溫器 7-水溫表 8-水套 9-分水管 10-放水閥2、水冷系的工作循環路線（水路）冷卻水在冷卻系內的循環流動路線有兩條，一條為大循環，另一條為小循環。大循環是水溫高時，水經過散熱器而進行的循環流動；而小循環就是水溫低時，水不經過散熱器而進行的循環流動，從而使水溫升高。如圖4-2所示 圖4-2大小循環路線示意圖4、冷卻系的大小循環實質通常利用節溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節溫器裝在冷卻

4、水循環的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，以達到調節冷卻系的冷卻強度。 當發動機在正常熱狀態下工作時，即水溫高于80，節溫器閥門打開了通往散熱器的通道，同時關閉了通往水泵的旁通管，冷卻水全部流經散熱器，形成大循環；當冷卻水溫低于70時，節溫器閥門關閉了通往散熱器的通道，同時打開了通往水泵的旁通管，水套內的水只能由旁通孔流出經旁通管進入水泵，又被水泵壓入發動機水套，此時冷卻水并不流經散熱器，只在水套與水泵之間進行小循環，從而防止發動機過冷；當發動機的冷卻水溫在7080范圍內，通往散熱器的通道和通往水泵的旁通管均處于半開閉狀態，此時一部分水進

5、行大循環，而另一部分水進行小循環。三、水冷系的主要部件1、散熱器散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組成。安裝在發動機前的車架橫梁上。其作用是將冷卻水在水套中所吸收的熱量散發至外界大氣，使水溫下降。如圖4-3所示圖4-3散熱器結構（1）散熱器芯散熱器芯由許多冷卻管和散熱片組成，對于散熱器芯應該有盡可能大的散熱面積，采用散熱片是為了增加散熱器芯的散熱面積。散熱器芯的構造形式有多樣，常用的有管片式和管帶式兩種。如圖4-4所示 管片式 管帶式 圖4-4散熱芯結構管片式 ：由若干扁形或圓形冷卻管組成。空氣吹過扁形冷卻管和散熱片，使管內流動的水得到冷卻。管片式散熱器因結構剛度較好廣為汽車發動機

6、所使用。管帶式：由若干扁平冷卻管組成水管與散熱器相間排列，在散熱器帶上常開有形似百葉窗的孔，以破壞氣流在散熱器表面上的附面層，提高散熱能力。對散熱器的要求是，必須有足夠的散熱面積，而且所有材料導熱性能要好，因此，散熱器一般用銅或鋁制成。（2）散熱器蓋散熱器蓋內裝有壓力閥、真空閥和溢流管，如圖4-5所示壓力閥真空閥壓力閥彈簧真空閥彈簧蓋 圖4-5散熱器蓋散熱器蓋對冷卻系起密封加壓作用。發動機熱態正常時，兩閥門關閉，將冷卻系與大氣隔開。因水蒸氣的產生使冷卻系內的壓力稍高于大氣壓力，提高了冷卻水的沸點，改善了冷卻效能。當散熱器內部壓力達到126137kpa時，真空閥開啟而使水蒸汽從通氣孔排出；如圖4

7、-6所示當水溫下降，冷卻系內部的真空度低于1020kpa時，壓力閥打開，空氣從通氣孔進入冷卻系，以防散熱器及芯管被大氣壓癟。如圖4-6所示 圖4-7 壓力閥開 圖4-6真空開2、水泵（1）功用：對冷卻水加壓，加速冷卻水的循環流動，保證冷卻可靠。車用發動機上多采用離心式水泵，離心式水泵具有結構簡單、尺寸小、排水量大、維修方便等優點。（2）離心式水泵結構：主要由泵體、葉輪和水泵軸組成，葉輪一般是徑向或向后彎曲的，其數目一般為69片。如圖4-8所示（3）離心式水泵工作原理：當葉輪旋轉時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發動機水

8、套內。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經進水管被吸進葉輪中心部分。如此連續的作用，使冷卻水在水路中不斷地循環。如果水泵因故停止工作時，冷卻水仍然能從葉輪葉片之間流過，進行熱流循環，不致于很快產生過熱。如圖4-8所示 圖4-8離心式水泵3、風扇（1）功用：風扇通常安排在散熱器后面并與水泵同軸。用來提高流經散熱器的空氣流速和風量，增強散熱器的散熱能力，同時對發動機其他附件也有一定的冷卻作用。（2）類型：車用發動機的風扇軸流式和離心式。軸流式風扇所產生的風，其流向與風扇軸平行；離心式風扇所產生的風，其流向為徑向。軸流式風扇效率高，風量大，結構簡單，布置方便。因而在車用發動機上得到了廣泛

9、的應用。（3）軸流式風扇的結構特點：葉片多用薄鋼板壓制而成，為46片，葉片間夾角一般不相等。葉片與其旋轉平面成3045 的安裝斜角。整體風扇在轎車和輕型載貨汽車上應用較多。近年來轎車上還采用了電動風扇。（4）軸流式風扇的三種型式：如圖4-10所示 圖4-10軸流式風扇的三種型式（5）風扇的驅動風扇常和發動機一起由曲軸帶輪通過v帶驅動。為調節v帶的張緊程度，通常將發電機的支架做成可調節的。如圖4-11所示 圖4-11風扇的驅動v帶張緊裝置 4、節溫器（1）功用：根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，從而控制通過散熱器冷卻水的流量。 （2）類型：有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數

10、發動機采用蠟式節溫器。（3）蠟式節溫器結構，如圖4-12所示推桿彈簧主閥門石蠟膠管外殼 圖4-12蠟式節溫器（4）蠟式節溫器工作原理：常溫時，石蠟呈固態，閥門壓在閥座上。這時閥門關閉了通往散熱器的水路，來自發動機缸蓋出水口的冷卻水，經水泵又流回氣缸體水套中，進行小循環。當發動機水溫升高時，石蠟逐漸變成液態，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭產生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應體產生向下反推力，閥門開啟，當發動機水溫達到80以上時，閥門全開，來自氣缸蓋出水口的冷卻水流向散熱器，而進行大循環。如圖4-13所示圖4-135、風扇離合器和溫控開關功用：減小風扇噪聲，

11、改善低溫起動性能，節約燃料和降低排放，自動調節發動機的冷卻強度。（1）風扇離合器 主要有硅油式和電磁式等。冷卻水溫度不高時，風扇隨離合器殼體一起空轉打滑；當發動機氣流溫度超過338k時，離合器處于接合狀態，風扇轉速提高。當發動機氣流溫度低于308k時，風扇離合器又回到分離狀態。如圖4-14所示 圖4-14硅油風扇離合器（2）風扇溫控開關功用： 在冷卻水溫度升高時，其內部的溫控介質膨脹而使風扇以高速運轉，加速了發動機的冷卻；相反，若在冷卻水溫度降低的時，介質收縮而使風扇低速運轉或停下來，實現了對散熱器電動機風扇的控制。（3）百葉窗功用：通過調節流經散熱器的空氣量來調節冷卻系的冷卻強度，使發動機在

12、適宜的溫度下工作。四、冷卻水和防凍液1、冷卻水汽車發動機中使用的冷卻水應是清潔的軟水，如雨水，自來水等；而井水、河水等硬水中含有礦物質，在高溫下易生成水垢，不能作為發動機冷卻水。2、防凍液功用：為防止在冬季寒冷地區，因冷卻水結冰而發生散熱器、氣缸體、氣缸蓋變形或脹裂的現象，在冷卻水中加入一定量的防凍液以達到降低冰點、提高沸點的目的。第二講 風冷系教學目的1、 了解風冷系的工作機理2、 了解風冷系的結構特點教學安排復習舊課1、 冷卻系的功用2、 節溫器在水冷卻系中的作用？講述新課風冷系的工作機理及風冷系的結構特點一、工作機理：利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內部傳出的熱量散

13、發到大氣中去，以保證發動機在最有利的溫度范圍內工作。如圖4-15所示 圖4-15二、結構特點發動機氣缸和氣缸蓋采用傳熱較好的鋁合金鑄成，結構簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養，但是由于材料質量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點，目前在汽車上很少使用。第二講 冷卻系的維修教學目的1、 掌握冷卻系狀態對發動機的影響2、 了解冷卻系常見故障及維修教學安排講述新課 冷卻系狀態對發動機的影響及冷卻系常見故障及維修一、冷卻系狀態對發動機的影響 1、發動機冷卻水溫過低的影響 (1）不利于霧化和混合氣的形成 (2）霧化不良，破壞氣缸壁的油膜 (3）燃油蒸汽易冷凝生成酸性物質，產生腐蝕。 (4）熱損失加大，經濟性降低 （5）使機油變稠2、發動機冷卻系水溫過高的影響 （1）易出現早燃和爆燃，形成積碳 （2）混合氣密度降低，動力性下降 （3）膨脹量加大，破壞理想的配合間隙 （4）使密封圈等橡膠件老化變質二、冷卻系常見的故障和維修 1、冷卻水的損耗 （1）散熱器蓋及密封墊的損壞 （2）外部滲漏：軟管接頭，散熱器芯片，水泵水壺 （3）內部滲漏：缸墊，缸體2、冷卻水溫過高 （1）滲漏或使用了硬水，聚集大量的硅酸鹽和鈣，阻止了熱量的傳遞 （2）散熱器損