第六章冷却系

一、冷却系的功用把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。二、冷却系的形式冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷。风冷系是把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置。水冷系是把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。发动机正常工作时，水冷却系中的冷却水温度应保持在80度～90度范围内。三、水冷却系组成及工作过程1、水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。（如下图所示）2、冷却液的走向（如下表）3、工作过程：水泵强制冷却水循环，冷却水在水套内吸收热量后，流经散热器，将热量散发到空气中，然后再流入水套。如此循环，以保证发动机在最佳温度下工作。水冷却系的组成如右图所示。四、水冷却系的主要部件1、水泵1）功用：是对冷却水加压，使冷却水循环流动。车用发动机多采用离心式水泵。2）安装位置：水泵用螺栓固定在发动机前端面上。通过皮带与曲轴带轮相连。3）组成:主要由泵壳、泵盖、叶轮、水泵轴、轴承、油封等组成。工作过程：当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经进水管被吸进叶轮中心部分。如此连续的作用，使冷却水在水路中不断地循环。2、风扇1）功用提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的冷却。2）安装位置：通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。与水泵一起转动。3）形式车用发动机的风扇有两种形式，轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。3、散热器1）功用增大散热面积，加速水的冷却。为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。2）安装位置大多安装在发动机及风扇的前方。3）结构散热器又称为水箱，由上贮水室、散热器芯和下贮水室等组成。散热器上贮水室顶部有加水口，平时用散热器盖盖住，冷却水即由此注入整个冷却系。在上、下贮水室分别装有进水管和出水管，分别用橡胶软管和气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。由发动机气缸盖上出水管流出的温度较高的热水经过进水软管进入上贮水室，经冷却管得到冷却后流入下贮水室，由出水管流出被吸入水泵。在散热器下贮水室的出水管上还有一个放水阀。散热器芯由许多冷却水管和散热片组成，对于散热器芯应该有尽可能大的散热面积，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。4、节温器1）功用改变冷却水的循环路线及流量，自动调节冷却强度，使冷却水温度经常保持在80度～90度。2）安装位置装在冷却水循环的通路中，一般装在气缸盖的出水口。3）形式分为蜡式和折叠式蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到80℃以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。一汽奥迪100型轿车和CA1091型货车均采用蜡式节温器。折叠式节温器由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用黄铜制成），内装有易于挥发的乙醚。主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起上下移动。膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度而变化。当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80℃，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭；当冷却水温低于70℃时，膨胀筒内的蒸汽压力很小，使圆筒收缩到最小高度。主阀门压在阀座上，即主阀门关闭，同时侧阀门打开，此时切断了由发动机水套通向散热器的水路，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷，并使发动机迅速而均匀地热起来；当发动机的冷却水温在70～80℃范围内，主阀门和侧阀门处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。4）工作原理当冷却水温度低于76度时，节温器主阀门关闭，副阀门开启冷却水在水泵与水套之间小范围内循环，促使水温迅速上升。当水温高于86度时，节温器主阀门全开，副阀门全关，冷却水全部流经散热器进行水的大循环，使发动机保持正常工作温度。五、冷却系主要部件的检修1、水泵的检修汽车在使用中如果水泵出现故障或损坏，可做以下检查和修理。（1）水泵的检查。检查泵体及皮带轮有无磨损及损伤，必要时应更换。检查水泵轴有无弯曲、轴颈磨损程度、轴端螺纹有无损坏。检查叶轮上的叶片有无破碎、轴孔磨损是否严重。检查水封和胶木垫圈的磨损程度，如超过使用限度应更换新件。检查轴承的磨损情况，可用表测量轴承的间隙，如超过0.10mm，则应更换新的轴承。（2）水泵及座的修理。水泵取出后，可按顺序进行分解。分解后应将零件进行清洗，再逐一检查，看其是否有裂纹、损坏及磨损等缺陷，如有严重缺陷者应予更换。水封及座的修理：水封如磨损起槽，可用砂布磨平，如磨损过甚应予更换；水封座如有毛糙刮痕，可用平面铰刀或在车床上修理。在大修时应更换新的水封组件。在泵体上具有下列损伤时允许焊修：长度在3Omm以内，不伸展到轴承座孔的裂纹；与气缸盖接合的突缘有破缺部分；油封座孔有损伤。水泵轴的弯曲不得超过0.05mm，否则应更换。叶轮叶片破损应予更换。水泵轴孔径磨损严重应更换或镶套修复。检查水泵轴承是否转动灵活或有异常响声，如有说明轴承有问题，应予更换。水泵装配好后，用手转动一下，泵轴应无卡滞、叶轮与泵壳应无碰擦。然后检查水泵排水量，如有问题，应检查原因并排除。2、节温器的检修（1）节温器的拆卸。在发动机处于停机、冷态时，进行节温器的拆卸作业。将蓄电池负极导线拆下。按规定的程序，把冷却系统的冷却液排放干净。取下散热器的连接管，拆掉出水套管，将节温器取出。（2）节温器的安装。安装程序与拆卸程序相反，但应注意：发动机大修后的节温器，应使用新的密封垫。安装完毕后，加注冷却液，起动发动机运转看看是否有渗漏现象。（3）节温器的检修。外观检查：检查节温器的阀门、弹簧是否有变形、失效、污物等，如有予以清理或更换。检查节温器：将节温器置于盛水容器内，逐渐加热，观察节温器始开和全开时的温度，如果开启温度不符合规定，则应更换节温器。