任务十三冷却系统检修.

汽车发动机机械系统检修学习任务十三：发动机冷却系统检修任务介绍维持发动机在最适宜的温度工作，冷却系的技术状况必须保持良好。确保冷却系无明显渗漏、各组成部件无明显损坏及老化是发现冷却系故障的最为直观的检查方法，也是保证冷却系正常运行的最基本保障。设置本任务的目的一方面是学习冷却系组成、分类、结构等知识，另一方面是掌握冷却系直观检查的方法，学会对冷却系进行规范的维护保养作业。任务分析知识点为：冷却系作用、分类、组成结构特点。技能点为：冷却系维护作业的操作内容、步骤及方法。冷却系的功用:相关知识将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下工作。一、概述冷却强度对发动机的影响1.发动机过热（冷却强度不足）（1）发动机的动力性和经济性下降——充气效率下降、燃烧不正常（2）磨损加剧、卡滞、损坏——润滑油变质、正常间隙破坏、材料机械性能下降2.发动机过冷（1）发动机的动力性和经济性下降——散热损失大，燃烧不完全（2）机油粘度升高，导致机件磨损加剧水冷式发动机保持正常工作，其冷却水的温度应在80℃～90℃之间。此时，气缸壁温度不超过200℃～300℃；气缸盖、活塞顶部的温度不超过300℃～400℃；润滑油的温度在70℃～90℃，保证发动机具有较好的动力性、经济性和排放性，使零件的运动和磨损正常。发动机的正常工作温度：冷却系类型冷却系按照冷却介质不同可以分为水冷和风冷两种：水冷却系统是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。风冷却系统是以空气作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。水冷却系统的组成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。水冷系的循环路线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。根据发动机温度高低，水冷系有两种冷却循环路线。小循环：当水温低于70℃时，水不经过散热器（只流经节温器侧阀门）而进行的循环流动。T70℃：小循环----------------------------------------------散热器→水泵→分水管→缸体水套→缸盖水套→节温器――――――――――――――――――――――――――――T80℃：大循环大循环：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。一汽马自达6轿车发动机冷却系1—散热器；2—散热器盖；3—节温器；4—水泵1—加热器；2—散热器；3—冷却液储液罐；4—节温器；5—水泵；6—汽缸盖；7—汽缸体；8—机油冷却器常见车型冷却系结构东风日产天籁轿车发动机冷却系东风日产天籁轿车发动机冷却系工作流程图散热器补偿水桶水泵桑塔纳轿车冷却系二、冷却系主要零部件的构造1.散热器功用：增大散热面积，加速水的冷却。横流式纵流式类型：横流式、纵流式散热器的连接基本组成：上贮水室、下贮水室、散热器芯和散热器盖等。1-上贮水室2-进水管3-散热器芯4-散热器盖5-下贮水室6-出水管散热器芯的类型：管片式：扁平形冷却管+散热片。刚度和强度较大，但制造工艺复杂。管带式：冷却管+折叠散热带。散热能力强，制造工艺简单，成本低，但刚度强度差。散热器芯材料：黄铜，导热耐腐，易于成形便于焊接，且有足够强度。近年来多用铝合金。闭式冷却系：散热器盖上装有空气—蒸气阀。特点：平时阀门关闭，冷却系与大气隔开，减少水的消耗散热器盖：开式冷却系统：在加水口装有蒸汽引出管以排出水蒸气，通过此管始终与大气相通的冷却系。缺点：耗水量大散热器盖1—蒸气排出管；2—蒸气阀；3—空气阀；4—散热器盖蒸气阀：一般在散热器内压力达到0.26～0.37MPa时，阀门开启，部分水蒸汽经泄气管排入大气，避免损坏散热器。空气阀：在散热器内气压降到0.01～0.02MPa时，空气阀打开，散热器与大气相通，防止散热器芯管被大气压坏。位置：用软管与散热器盖连接。功用：减少冷却液的溢损并消除水冷系统中产生的气泡。补偿水箱散热器的检修常见故障：散热片倾倒、水垢沉积过厚，散热管堵塞、压扁、碰伤、腐蚀破洞、焊缝开裂等1.水垢：化学方法，太厚先用铁丝清除2.漏水：加满水，水压升高到50kPa到100kPa，5分钟内观察渗漏情况气压法：将散热器内充入0.1MPa以上压力的压缩空气，观察其下降值，若2min内压力下降超过0.015MPa，说明散热器存在渗漏部位，应予以排除。堵死散热器的进出口，在散热器内充入50～100kPa的压缩空气，并将其浸泡在水中，检查有无气泡冒出，若有，则在冒气泡部位做好记号，以便焊修。1-水泵壳体2-叶轮3-进水口4-出水口2.水泵水泵的功用：对冷却水加压，使冷却水循环流动离心式水泵工作原理压水：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力能，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。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被吸进叶轮中心部分。水泵结构水泵结构（1）泵壳裂纹可进行焊接或更换；水泵壳体与水泵盖结合面变形大于0.05mm，应予以修平；轴承座孔磨损，应予以报废；V形带轮的带槽底部如发现被带磨亮，应更换带轮，否则带很容易打滑。（2）水泵轴弯曲度大于0.05mm时，应冷压校直；轴颈磨损严重或轴端螺纹损坏时应予以更换。（3）叶片破损，应焊修或更换；轴孔磨损过甚可进行镶套修复。水泵损伤的检修方法（4）若胶质水封磨损或变形应进行更换。水封是水泵中的易损件，一般在拆卸总成时，都应更换新的水封。（5）水泵装合后的检验水泵装合后，首先用手转动皮带轮，泵轴转动应无卡滞现象，叶轮与泵壳应无碰擦感。然后在试验台上按原厂规定进行压力/流量试验。3.节温器功用:根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系统冷却强度的目的。（1）双阀皱纹筒式节温器组成：弹性皱纹筒、阀杆、主阀门、阀座、侧阀门、外壳等1-皱纹筒2-侧阀门3-阀杆4-阀座5-主阀门6-导向支架7-支架9-外壳10-通气孔温度70°,皱纹筒收到最小、主阀门关闭、侧阀门打开，小循环70°温度85°,大小循环同时存在温度85°,主阀门打开，侧阀门关闭，大循环工作原理：特点：对冷却系工作压力变化比较敏感，可靠性差1-主阀门2-隔圈3-上支架4-橡胶管5-阀座6-弹簧座7-下支架8-石蜡9-感应体10-旁通阀11-中心杆12-弹簧组成：上支架、阀座、下支架、主阀门、中心杆、橡胶管、感温器感应体、旁通阀（2）蜡式节温器特点：工作稳定，对冷却水的流动阻力小，使用寿命长，应用广泛工作原理：常温，主阀门关闭，旁通阀打开，小循环水温76°,石蜡受热膨胀，主阀门打开，大、小循环同时存在1-主阀门2-隔圈3-支架4-胶管5-阀座6-弹簧座7-支架8-石蜡9-壳体10-副阀门11-推杆12-弹簧水温86°,旁通阀关闭，大循环蜡式节温器工作原理节温器常见的故障形式：主阀门开启和全开的温度过高，甚至不能开启；节温器关闭不严。节温器的检查方法:将节温器放在盛有水的器皿中，然后加热，检查主阀门的开始开启和完全开启时的温度以及全开时主阀门的升程。4.风扇功用：提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速冷却液的冷却。位置：散热器与发动机之间。类型：螺旋浆式。材料:薄钢板、塑料、铝合金。风扇的扇风量主要与风扇直径、转速、叶片形状、叶片安装角度及叶片数有关。一般叶片与旋转平面成30º～50º，叶片数为4、5、6或7片。叶片形状：圆弧形叶片：扇风效率高，制造简单、工艺性好机翼形叶片：可提高扇风效率，降低功率和噪声、工艺复杂，成本高后弯式叶片：改善扇风量、效率、噪声等非均布叶片：减少叶片旋转时产生的振动和噪声。4-6片三角皮带风扇皮带轮曲轴皮带轮发电机皮带轮移动支架风扇驱动方式：1—水泵；2—节温器；3—散热器；4—电动机和风扇；5—软管；6—膨胀水箱；7—温控开关；8—发动机电动风扇当散热器出口冷却水温度为92～97℃时，热敏开关接通电动机Ⅰ挡（低速挡），风扇开始运转，保证有足够的空气流经散热器；当冷却水温为99～105℃时，热敏开关接通电动机Ⅱ挡（高速挡），风扇以更高的转速运转，以提高冷却强度，防止发动机过热；当冷却水温下降到91～98℃时，风扇电动机恢复Ⅰ挡运转；当冷却水温下降到84～91℃时，风扇电动机将停止工作。如果冷却液温度很高但风扇不转，应首先检查熔断器。若熔断器完好，则应停机检查热敏开关，看其在规定的温度范围内能否导通和关闭，必要时还需检查电动机的功能或更换有关部件。在检查热敏开关时，应将热敏开关放于加热的水中，用万用表测量第一挡和第二挡热敏开关导通与断开时的温度是否与规定温度相符。检查风扇电动机应在冷却水温为83℃以下的状态时进行。此时将点火开关转至“ON”挡，风扇电动机应不工作。当拆下散热器上热敏开关的线束接头并使其搭铁时，风扇电动机应转动。再接上热敏开关线束接头时，电动机应停止工作。1—螺钉；2—前盖；3—密封毛毡圈；4—双金属感温器；5—阀片轴；6—阀片；7—主动板；8—从动板；9—壳体；10—轴承；11—主动轴；12—锁止板；13—螺栓；14—圆柱头内六角螺钉；15—风扇；C-进油孔；B—回油孔硅油式风扇离合器工作原理：当流过散热器的空气温度超过65℃时，双金属片受热卷松，进油孔C打开，硅油进入离合器处于结合状态。当流过散热器的空气温度低于35℃时，双金属片遇冷卷紧，进油孔C关闭，离合器处于分离状态。1.冷却系的维护（1）冷却液的选用冷却系最好使用经过软化处理过的冷却水，否则在水套中易产生水垢。硬水软化的常用方法为：在1L硬水中加入碳酸钠（纯碱）0.5～1.5g，或加入0.5～0.8g的氢氧化钠（烧碱），或加入10%的重铬酸钠（红矾）溶液30～50μL；或将硬水煮沸后，冷却再使用。任务实施防冻液的功用：使用冷却液不仅可以防止冬季冷却系结冰，而且还具有防腐、防止氧化、防止结垢和提高冷却液沸点的功用。防冻液的配制方法：在冷却水中加进适量的可以降低冰点、提高沸点的乙二醇、甘油或酒精，配成防冻液。乙二醇质量分数（%）26.436.445.652.658.063.1冷却液冰点（℃）-10-20-30-40-50-60密度（g/cm³）1.0341.05061.06271.07131.0781.0833在使用乙二醇配制的防冻液时应注意：①乙二醇有毒，切勿用口吸；②乙二醇对橡胶有腐蚀作用；③乙二醇吸水性强，且表面张力小，易渗透，故要求冷却系统密封性好；④使用时切勿混入石油产品，否则会在防冻液中产生大量的泡沫。（2）添加或更换冷却液正常储液罐液面高度应在“MAX”和“MIN”标记线之间。更换冷却液方法：①等发动机冷却后，再揭掉散热器盖；②松开散热器排放塞，放出冷却液；③卸下储液罐，排出冷却液；④牢固地拧紧排放塞，再装上储液罐；⑤给散热器注满规定量的冷却液，怠速运行发动机2～3min，然后停下发动机；⑥往储液罐里添加冷却液，使冷却液面对准满位标记为止。（3）除冷却系水垢水垢的形成：水中混有可溶性矿物盐杂质，受热析出或变硬并积附在冷却系表面而形成。除垢方法：积垢较轻时，可拆下节温器，将水沿反向从出水口压入水套和散热器，进行清洗。当冷却系积垢较为严重时，一般采用化学法清除，即先用酸性溶液洗涤，再用碱性溶液冲洗中和。清洗时除垢剂以一定的压力（10kPa）在汽缸体水套或散热器内循环3～5min即可。（4）检查水泵皮带①检查皮带有无破损、裂纹、变形、磨损和清洁度问题。②检查皮带张紧力。用拇指按压皮带，如果皮带下陷变形6～7mm，则皮带张紧正常。更换新皮带时，调整皮带张紧至4～5mm。2.冷却系常见故障诊断（1）现象：①冷却水日消耗量较大。②停车后发现地面有发动机漏水的痕迹。③有时发现油底壳的机油中有水。1）冷却液消耗异常（2）原因：①汽缸盖与汽缸体接合平面翘曲。②汽缸体或汽缸盖有裂纹。③汽缸盖或进气歧管螺栓没有按规定力矩拧紧。④汽缸