4.1冷卻系概述4.2冷卻系主要部件4.3冷卻系的維護和檢修4.4冷卻系的故障診斷4.5冷卻液4.6一汽大眾邁騰轎車CEA發動機冷卻系的拆裝與檢修項目四冷卻系

4.1冷?卻?系?概?述

4.1.1冷卻系的功用與冷卻方式

1．冷卻系的功用

發動機工作時，缸內氣體的溫度高達1800℃～2500℃，如果不及時進行冷卻，機件會因溫度過高而使強度、剛度下降，從而使機件變形、損壞；材料膨脹、發卡，配合間隙被破壞；機油黏度下降，潤滑條件惡化；易產生熾熱點，引起表面點火；充氣系數下降，發動機動力性下降等。因此，為保證發動機正常工作，必須對高溫條件下的機體加以冷卻。

2．冷卻系的冷卻方式

目前，汽車發動機上廣泛采用冷卻液強制循環的方法進行冷卻，少部分汽車發動機(特別是小排量發動機)采用風冷卻。

1)液冷卻

液冷卻是利用冷卻液在氣缸周圍水套內吸收熱量，再流到散熱器內，將熱量散到空氣中去，然后流回水套，如此不斷循環進行散熱。液冷卻的特點是冷卻均勻可靠、使發動機結構緊湊、制造成本低、工作噪聲和熱應力小等，但其結構復雜、工作中易出現漏液、凍裂等故障。

2)風冷卻

風冷卻是在氣缸體和氣缸蓋上制有許多散熱片，以增大散熱面積，利用車輛前進中的空氣流或特設的風扇鼓動空氣，吹過散熱片，將熱量帶走(見圖4-1)。風冷卻的特點是結構簡單、不易損壞和無須特殊保養等，但在多缸發動機上，會使各缸的冷卻不均勻，并且在冬季時起動困難，燃油和潤滑油耗量也較大。因此，現代汽車發動機上基本不采用風冷卻，本項目介紹液冷卻系(簡稱冷卻系)。圖4-1風冷卻系統示意圖4.1.2冷卻系的組成及工作情況

1．冷卻系的組成

汽車發動機液冷卻系統主要由散熱器、水泵、風扇、風扇離合器、節溫器、水套、百葉窗等組成，如圖4-2所示。圖4-2液冷卻系統示意圖

2．冷卻系的工作情況

發動機工作時，由曲軸通過皮帶輪帶動水泵轉動，由水泵將冷卻液壓入機體水套，吸收機體熱量后，再流經散熱器，將熱量傳給散熱片使之被流經散熱器的空氣帶走，經過冷卻后的冷卻液再次被水泵吸入后壓進機體水套。如此反復循環，保持發動機在最適宜的溫度下工作。此時，冷卻液經過散熱器，循環路線較長，稱為大循環。

4.2冷卻系主要部件

4.2.1水套

水套是指在氣缸體的氣缸周圍和氣缸蓋內留有的用以充水的空腔。水套各處均保持水流暢通。冷卻水一般由氣缸體前端面上部進入水套，然后再經氣缸體上端面分布在氣缸四周的水孔流入氣缸蓋，再從氣缸蓋頂部前端流出。為了保證發動機各部位的溫度均勻，冷卻液應首先流經受熱最大的地方，并對某些過熱部位加強冷卻。4.2.2散熱器

1．功用

散熱器統稱為水箱，安裝在發動機前面的車架上。散熱器的功用是將冷卻液在水套內吸收的熱量傳給外界空氣，使冷卻液降溫。

2．構造

普通散熱器由上水室、下水室、散熱器芯、散熱器蓋和冷卻管等組成，其構造如圖4-3所示。圖4-3散熱器結構圖4-4散熱器芯的結構圖4-5散熱器蓋(a)散熱器蓋構造；(b)壓力閥開啟；(c)真空閥開啟4.2.3水泵

1.功用

水泵一般安裝在發動機的前端，由曲軸通過皮帶輪驅動。水泵的功用是對冷卻液加壓，使其在冷卻系中循環流動。

2.構造

汽車發動機多采用離心式水泵。離心式水泵是由水泵泵體、水泵蓋、葉輪、水泵軸、球軸承、水封環等組成的(見

圖4-6)。圖4-6離心式水泵構造圖

3.水泵的工作情況

水泵的工作情況如圖4-7所示。發動機工作時，通過皮帶傳動使水泵軸轉動，水泵中的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉，并在自身離心力的作用下，向葉輪的邊緣甩出，然后經水泵蓋上的出水口壓送到發動機的套內。同時，葉輪中心部分壓力降低，散熱器中的冷卻液便從進水口被吸入葉輪中心處。圖4-7水泵的工作原理4.2.4節溫器

1.功用

節溫器是冷卻強度調節裝置，可改變流經散熱器的冷卻液的流量和循環路線。節溫器的功用是當冷卻液溫度過低時，不經過散熱器，只在水套內循環(即小循環)，使冷卻液溫度很快上升；當冷卻液溫度過高時，冷卻液經過散熱器進行循環，使冷卻液溫度下降，保持發動機在正常的溫度下工作。

2.構造

節溫器因構造不同分為折疊式、蠟式和雙金屬熱偶式三種。現代發動機用的大多是蠟式節溫器。

蠟式節溫器由支架、推桿、石蠟、膠管、彈簧、外殼、主閥門和副閥門等組成，如圖4-8所示。圖4-8蠟式節溫器的構造

3.工作情況

當冷卻液溫度較低時，石蠟為固體，彈簧彈力將主閥門推向上方，壓在閥座上，關閉水套到散熱器的通路，而副閥門隨主閥門上移，離開閥座打開小循環通路；當冷卻液的溫度上升到規定溫度時，石蠟熔化成液體，體積膨脹，產生壓力，并作用到推桿上，推桿固定在支架上不能動，其反作用力使主閥門克服彈簧力向下移動，打開水套與散熱器的通道，冷卻液進行大循環，而副閥門也下移關閉小循環通道，如圖4-9所示。圖4-9蠟式節溫器的工作情況(a)小循環；(b)大循環4.2.5風扇

風扇有機械風扇和電動風扇兩種。風扇一般裝在水泵皮帶盤前端，散熱器后端。其功用是將空氣吸進散熱器并吹向發動機外殼，降低散熱器中冷卻液的溫度，同時使發動機外殼及附件得到適當冷卻。為了減小風扇旋轉時因共振引起的噪音，提高風扇轉速，可以采取將風扇葉片制成不等間隔和不同曲率弧度等措施。圖4-10電動風扇4.2.6風扇控制裝置

1.硅油式風扇離合器

1)結構

硅油式風扇離合器是一種以硅油為扭矩傳遞介質，利用散熱器后面的氣流溫度自動控制硅油液力的傳動離合器。硅油式風扇離合器的結構如圖4-11所示。圖4-11硅油式風扇離合器

2)工作情況

發動機在小負荷下工作時，流經散熱器的冷卻液的溫度不高，即流經散熱器的氣流溫度不高，因而雙金屬感溫器接觸的空氣溫度較低，此時進油孔被閥片關閉，硅油不能從儲油腔流入工作腔，工作腔內無油，離合器處于分離狀態。主動軸與水泵軸一起轉動，風扇隨離合器殼體在主動軸上空轉打滑，轉速很低，風扇流量很小。

3)特點

硅油式風扇離合器結構簡單、工作效果好，并具有明顯節省燃油的優點。硅油式風扇離合器在轎車、中小型及重型汽車發動機上都有所應用。

2.機械式風扇離合器

1)結構

機械式風扇離合器是以形狀記憶合金作為溫控和驅動元件的，如圖4-12所示。圖4-12機械式風扇離合器

2)工作情況

當發動機負荷較小時，若離合器接觸的環境氣溫低于(50?±?3)℃，形狀記憶合金螺旋彈簧保持原來形狀，離合器處于分離狀態。

當發動機負荷逐漸增加，使離合器周圍的氣溫超過(50?±?3)℃時，彈簧開始伸長，使離合器逐漸接合，風扇轉速也隨之增加。當氣溫上升到60℃時，彈簧伸長完畢，離合器完全接合，使得風扇轉速與主動軸轉速相同。

當氣溫逐漸下降到54℃左右時，離合器開始分離，風扇轉速降低。當氣溫下降到40℃時，離合器完全分離，風扇此時只是由于摩擦力矩驅動而低速旋轉。

3)特點

與硅油式風扇離合器相比，機械式風扇離合器功率損失小、溫控靈敏度高、結構簡單、工作可靠，維修也較方便。4.2.7百葉窗

百葉窗是通過調節空氣流量的冷卻強度調節裝置。百葉窗安裝在散熱器前方，由多片活動擋板組成，其開度由駕駛員根據儀表板上溫度表所指示的溫度，通過百葉窗手柄調節。

4.3冷卻系的維護和檢修

4.3.1冷卻系的維護

發動機在使用過程中，冷卻系會因零件的腐蝕、磨損和積垢等原因，影響發動機的冷卻效果，其主要表現為發動機冷卻液溫度過低和溫度過高等。發動機冷卻液溫度過低或過高，都將影響發動機的正常工作。因此，在使用過程中應注意對冷卻系進行維護，以保證冷卻系正常工作。

1.冷卻液液面高度的檢查與調整

在正常使用過程中，每月至少檢查一次冷卻液液面的高度。如果氣候炎熱，檢查次數應更多一些。封閉的冷卻系，只有在過熱、滲漏時，冷卻液才會損耗。

2.風扇皮帶松緊度的檢查與調整

汽車在使用過程中，若風扇皮帶緊度過大，則會增加動力損失以及發動機和水泵軸承的負荷，使軸承磨損加劇，同時也會導致皮帶的早期損壞；若風扇皮帶緊度過小，則會使皮帶打滑，造成發動機過熱，同時影響發動機發電。當出現電流表不顯示充電、發動機溫度過高等現象時，首先應檢查皮帶的松緊度。

3.水垢的清洗

為保證發動機在正常溫度下工作，應定期清洗冷卻系中的水垢。

就車清洗時，先將冷卻液放凈，然后加入配有水垢清洗液的溶液，工作一個班次后放出清洗液，再換用清水讓發動機運行一個班次后放出，至清洗無渾濁即可。

維修過程清洗時，應先拆除節溫器，將水從正常水循環相反的方向壓入(即從出水管壓入)，到流出的水清潔時為止。當水垢嚴重積聚、沉淀或有固著在金屬表面上的硫酸鈣、碳酸鈣等物質時，可加入水垢清洗液使其溶解，然后再用清水清洗。4.3.2冷卻系的檢修

1.水泵的檢修

1)水泵常見的損傷

水泵常見的損傷有泵體、葉輪破裂，水封變形或老化損壞，泵軸或軸承磨損，帶輪凸緣配合孔松動等。損傷后，將

出現吸液不佳、壓力不足、循環不良、漏液、發動機過熱等

故障。

2)水泵的檢修

3)水泵的裝合

4)水泵裝合后的檢驗

水泵裝合后應該進行檢驗。首先用手轉動皮帶輪，水泵軸應無阻滯現象，葉輪與泵殼應無碰擊感覺；最后在水泵試驗臺上進行檢驗。

2.散熱器的檢修

1)散熱器常見的損傷

散熱器常見的損傷有散熱器積聚水垢、鐵銹等雜質形成的堵塞，芯部冷卻管與上、下水室焊接部位松脫，冷卻管破裂，上或下水室出現腐蝕斑點、小孔或裂縫而造成漏水等。

2)散熱器的檢修

(1)散熱器的檢查。

(2)散熱器的修理。圖4-13散熱器滲漏的檢查

3.節溫器的檢修

節溫器失靈時，主閥門可能處于常閉狀態，冷卻液只進行小循環；主、副閥門同時處于開啟狀態，冷卻液不能完全進行小循環或大循環，這都將引起冷卻系工作失常。

4.風扇的檢修

1)檢查冷卻液溫度感應器

將感應器置于水容器中加溫(見圖4-14)，當冷卻液溫度達到95℃時，感應器應將電路接通，否則應更換感應器。

圖4-14冷卻液溫度感應器的檢查

2)檢查風扇電機

應檢查電樞線圈、磁場線圈有無斷路、短路及搭鐵。將風扇電機的正極與蓄電池的正極相連，把風扇電機的負極與蓄電池的負極相連，如圖4-15所示。如果風扇電機旋轉，則表明工作正常，否則應更換風扇電機。圖4-15風扇電機的檢查

3)檢查冷卻液溫度開關

將溫控開關放入水中，把萬用表選為電阻擋，將兩個表筆分別接在溫控開關的接線端和外殼上，改變水的溫度，觀察萬用表指針的變化。當水溫達到92℃左右時，溫控開關開始導通，萬用表指針指示接通。當水溫開始下降時，溫控開關仍然導通。當水溫降至87℃時，萬用表指針應指示斷開。

5.風扇離合器的檢修

1)硅油風扇離合器冷狀態的檢查

2)硅油風扇離合器熱狀態的檢查

3)離合器和雙金屬彈簧的檢查

4.4冷卻系的故障診斷

4.4.1冷卻系過熱

1.冷卻液容量充足但發動機過熱

1)現象

冷卻液量符合標準，且無泄漏，但行駛中動力不足，冷卻液溫度超過95℃，直至沸騰(開鍋)。

2)原因

(1)百葉窗關閉或開度不足。

(2)風扇皮帶松弛或打滑。

(3)節溫器大循環工作不良。

(4)缸體水套水垢過多。

(5)散熱器管芯或散熱片間堵塞。

(6)風扇離合器失效，風扇葉片變形，角度不當。

(7)水泵葉輪松脫、葉輪與泵殼間隙過大，失去泵水作用。

(8)點火時間過遲，排氣門間隙過大，積碳過多，長時間超負荷低速擋行駛，潤滑不良。

3)診斷

(1)檢查百葉窗開度、風扇皮帶緊度、風扇葉片形狀。

(2)檢查散熱器、節溫器、水泵工作是否正常。

(3)檢查并調整點火時間、排氣門間隙。

(4)檢查、添加或更換潤滑油。

(5)結合維護保養檢查清洗冷卻水套，清除燃燒室積碳。

2.冷卻液容量不足引起發動機過熱

1)現象

發動機冷卻系容納不了規定的冷卻液量。在運行中，冷卻液消耗異常，冷卻液溫度過高。

2)原因

(1)冷卻系水垢過多造成局部堵塞。

(2)散熱器漏液或散熱器蓋空氣蒸汽閥失效。

(3)水泵因水封裝置失效漏水。

(4)氣缸墊沖破、氣缸內壁破損，缸體水套與氣缸溝通。

3)診斷

(1)檢查冷卻系容水量，散熱器、水泵及冷卻系其他部位有無滲漏。

(2)檢查清洗冷卻系水垢。

(3)行駛中，若溫度表指示冷卻液溫度過高，而散熱器下部溫度并不高，則應檢查發動機氣缸墊是否沖破，氣缸內壁是否破損，缸體水套與氣缸是否溝通。

3.發動機突然過熱

1)現象

溫度表很快指向100℃，發動機功率明顯下降，冷車起動時，發動機冷卻液溫度迅速升高，補充冷卻液后轉為正常。

2)原因

(1)風扇皮帶斷裂或皮帶裝緊裝置松動，使皮帶松動

打滑。

(2)節溫器主閥門松脫。

(3)水泵葉輪松脫。

(4)冷卻系嚴重漏液。

(5)氣缸墊沖壞。

(6)風扇離合器失效。

3)診斷

(1)檢查冷卻系有無滲漏。

(2)檢查發動機機體溫度高而散熱器溫度低，則水泵軸、水泵葉輪松脫，冷卻液不能循環。

(3)若提高發動機轉速，電流表不指示充電，則風扇皮帶松脫或打滑。

(4)冷車起動時發動機溫度迅速升高，冷卻液沸騰，應檢查節溫器主閥是否橫卡在散熱器進水管內。

(5)當冷卻液沸騰，散熱器下部溫度不高，散熱器口有氣泡冒出時，應檢查氣缸墊是否沖壞燒損。4.4.2冷卻系過冷

1.現象

冷卻液溫度表指示值低于正常工作溫度，發動機乏力，消聲器有放炮聲，燃油消耗增加。

2.原因

(1)百葉窗未關或無法調節。

(2)在嚴寒地區未使用保溫措施。

(3)節溫器失效，導致起動時不能迅速升溫以保持發動機正常溫度運轉。

3.診斷

檢查百葉窗是否能關閉自如。若關閉后仍不能升高溫度，則應考慮使用保溫套；檢查發動機節溫器是否失效。4.4.3滲漏

1.現象

停車后可明顯看到發動機上有冷卻液滴落地面；冷卻液日消耗量較大；有時發現油底殼內有冷卻液。

2.原因

(1)缸蓋、缸體變形或裂紋。

(2)放水開關關閉不嚴。

(3)缸蓋螺栓松動或未按規定順序上緊。

(4)水套側蓋襯墊損壞、螺釘松動或螺釘未按規定順序上緊。

(5)氣缸襯墊損壞。

(6)散熱器上、下水室、芯管破裂或脫焊。

(7)機體上的水堵封水不嚴。

(8)水泵襯墊損壞、螺釘松動或水封失效。

(9)濕式缸套下端封水不佳或密封條損壞。

(10)橡膠軟管破裂或卡子松動。

3.診斷

通常采用檢視的方法檢查發動機滲漏的部位。水封雖然裝在水泵內部，當其漏液時也能檢視出來。如發現水泵殼體下部的泄液孔處漏液，則說明水封損壞。當發現機油池內有冷卻液時，如果氣缸襯墊完好，缸蓋螺栓也未松動，則為濕式缸套下端封水不佳或密封條損壞。

4.5冷卻液

1.冷卻液的作用

冷卻液是汽車發動機不可缺少的一部分。它在發動機冷卻系中循環流動，其主要作用是將發動機工作中產生的多余熱能帶走，使發動機能以正常工作溫度運轉。當冷卻液不足時，將會使發動機水溫過高，而導致發動機機件的損壞。所以，一旦車主發現冷卻液不足，應該及時添加。除了冷卻作用外，冷卻液還應具有以下功能：

(1)冬季防凍。

(2)防腐蝕。

(3)防水垢。

(4)高沸點(防開鍋)。

2.冷卻液的組成與種類

冷卻液由水、防凍劑和添加劑三部分組成。

3.使用冷卻液的注意事項

使用冷卻液時，應注意以下幾點：

(1)要堅持常年使用冷卻液。

(2)要正確選用冷卻液。

4.6一汽大眾邁騰轎車CEA發動機

冷卻系的拆裝與檢修

1.實操目的與要求

(1)熟悉冷卻系的構成和各主要部件的構造與功用。

(2)掌握冷卻系主要部件的拆裝、檢修內容及方法。

(3)熟悉冷卻水路。

2.相關設備及工機具

(1)邁騰1.8L四缸增壓發動機若干臺。

(2)常用工具、專用工具若干套。

(3)拆裝工作臺。

3.注意事項

(1)熱蒸氣和熱冷卻液可能會造成燙傷。

(2)在發動機暖機時，冷卻系處于過壓狀態。

(3)將冷卻液補償罐的密封蓋用抹布蓋住并小心地松開，消除過壓。

(4)將排出的冷卻液收集在一個干凈的容器內，以便進行廢處理和回收再利用。

4.實操方法與步驟

1)冷卻系的觀察

(1)觀察冷卻系中各部件的安裝位置和相互連接關系。

(2)觀察水路循環路線。

2)主要機件的拆裝、結構觀察和檢查

(1)排放冷卻液。排放冷卻液的步驟如下：

打開冷卻液補償罐的補償罐蓋→拆卸隔音墊→松開空氣管兩個卡箍，拆下空氣軟管→用一塊干凈的抹布堵住增壓空氣冷卻器→將收集盤置于發動機下方→拔下散熱器出口處的冷卻液溫度傳感器的插頭，脫開散熱器下部冷卻液管，并將冷卻液放掉→將冷卻液繼續循環泵下面的冷卻液軟管脫開，并將剩余的冷卻液放掉。

(2)拆卸和安裝冷卻液繼續循環泵。其步驟如下：

拆卸：拆卸隔音墊→將收集盤置于發動機下方→將冷卻液軟管用軟管夾夾住。

將冷卻液軟管箭頭從冷卻液繼續循環泵上拆下→脫開冷

卻液繼續循環泵的插頭→旋出螺栓并取下冷卻液繼續循環泵。

安裝：安裝大體以倒序進行，安裝完成后，補充加注

冷卻。

(3)拆卸和安裝冷卻液泵。其步驟如下：

拆卸：拆卸冷卻液泵的齒形皮帶→拆卸節氣門控制單元→旋出螺母和螺栓，取下進氣管支架→脫開冷卻液溫度傳感器上的插頭→旋出冷卻液泵中的緊固螺栓→將冷卻液泵從定位銷上取下，并從機油冷卻器上拔下。

安裝：安裝大體以倒序進行。

(4)拆卸和安裝節溫器。其步驟如下：

拆卸：拆下冷卻液繼續循環泵→拆卸冷卻液軟管，并放置在一旁→拆下機油粗濾器→拆卸進氣管支架→旋出螺栓并將連接管取下→拆下節溫器。

安裝：安裝大體以倒序進行。

(5)拆卸和安裝散熱器。其步驟如下：

拆卸：排出冷卻液→拆卸風扇護罩→將上面的冷卻液管從散熱器上拆下→脫開擋板→旋出散熱器緊固螺釘→從下方取出散熱器。

安裝：安裝大體以倒序進行。

(6)拆卸和安裝風扇護罩。其步驟如下：

拆卸：松開側面的固定卡扣