汽车发动机机械系统检测与维修7检修冷却系统

汽车发动机检测与维修机电技术学院汽车教研室赵峰汽车检测与维修技术专业核心课程学习任务6检修冷却系统工作情境描述发动机工作异常或故障，除了与机械系统诸多因素有关外，还与冷却系的工作状况有直接关系。若发动机的动力性、经济性或排放性能变差，并且伴随有发动机有过热现象，则应注意检查冷却系统的工作状况。请检测、诊断该发动机冷却系故障，并制订排除发动机过热故障的修复方法和工艺流程。5学习目标1.诊断冷却系统的典型故障；2.编制发动机冷却系统的检修程序，分析冷却系统典型故障的主要原因；3.使用量具检测冷却系统主要零部件；4.参阅维修手册制订冷却系统检修项目和方法。学习引导AJR冷却系组成示意图1.桑塔纳2000AJR发动机冷却系统结构特点桑塔纳2000AJR发动机冷却系统属强制循环封闭式、带膨胀水壶的冷却系统，其组成和冷却液循环过程如图所示。冷却强度可通过节温器和温控风扇调节。节温器调节冷却液的冷却能力，温控风扇调节流经散热器的冷却空气量。水泵叶轮汽缸体水套汽缸盖水套汽缸盖前端的出水口冷却液流向AJR冷却系组成示意图1.桑塔纳2000AJR发动机冷却系统结构特点冷却液分两路一路流经散热器冷却后，通过节温器进入水泵进口，为大循环；另一路为直接通过节温器后流入水泵进口，为小循环。节温器装在水泵进口处，节温器阀门在87℃时开始开启，在102℃时全开。不管节温器打开还是关闭，小循环是常循环。电动风扇由热敏开关控制。风扇1档，转速1600r／min，工作温度93-98℃，关闭温度88-93℃；风扇2档（快速），转速为2400r／min，工作温度105℃，关闭温度93-98℃。2.冷却系组件损伤形式及成因发动机冷却系组件损伤表现为发动机冷却液温度过高或过低等，这都将严重影响发动机的正常工作，甚至造成拉缸。发动机的工作温度过高或过低，都会影响发动机的动力性、经济性、可靠性以及使用寿命。为了使水冷系持久保持最佳温度范围，应经常对水冷系各部件进行检查与维护。温度过高•发动机易出现爆燃和表面点火，甚至引起活塞烧顶事故。高温使各运动零件受热膨胀过度，配合间隙发生变化，破坏正常工作状态；同时润滑油粘度下降和变质。温度过低•使燃油雾化不良，油耗增加，功率下降；同时激化缸壁“冷激”现象，加剧缸壁和活塞腐蚀与磨损。3.冷却系组件的检修1.散热器的检修1.散热器的清洗散热器的清洗，即清洗散热器的水垢，一般采用化学法，利用酸或碱类物质与水垢的化学反应，生成可溶于水的物质，而将水垢清洗除去。清洗时，一般采用循环法，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压力（0.01MPa），在气缸体水套或散热器内循环。一般经3-5分钟后即清洗完毕。散热器及冷却水道检查3.冷却系组件的检修2.散热器的检查首先对散热器进行外观检查，散热器芯表面的散热片不得有较大面积的倒伏或脱落，散热器表面若有明显水垢，则可能是渗漏所造成的，应进行散热器密封性检测。以AJR发动机为例，将V.A.G1274检测仪安装到散热器上，用检查仪手泵对冷却系加压到0.1MPa，观察检查仪上压力表的指示压力。散热器盖检查3.冷却系组件的检修对于空气—蒸汽阀的散热器盖可用专用手动气泵检查；蒸汽阀开启压力应在0.12MPa-0.15MPa范围内，空气阀开启压力应为0.01Mpa-0.02MPa。冷却系维修竣工时，应进行泄漏试验。系统内压力为0.103MPa时，2分钟内压力应不降低；发动机在3000r/min时，随转速的变化，系统的压力不应改变。若压力随发动机转速的变化而变化，说明压缩气体或燃烧室内的气体已进入冷却系，若数次急速改变发动机转速可看到有冷却液从排气管排出，应检修汽缸体、汽缸盖裂纹及更换损坏的汽缸垫。3.冷却系组件的检修2.水泵的检修常见损伤形式水泵壳体、卡环槽及叶轮破裂；带轮凸缘配合孔松动；水封变形、老化及损坏；泵轴和轴承磨损等。1.水泵的检修①泵壳和带轮应无损伤；壳与盖接合面变形大于0.05mm，应予以修平。②水泵轴无弯曲和轴颈无明显磨损；轴端螺纹无损坏。③轴承轴向间隙大于0.50mm，径向间隙大于0.15mm应更换。④水泵叶轮的叶片应无破损；轴孔磨损过甚应镶套修复。⑤水封、胶木垫、弹簧等零件的磨损过大，应予更换。⑥带轮毂与水泵轴应配合良好；泵轴孔磨损过甚应更换。3.冷却系组件的检修2.水泵装合后试验水泵装合后，用手转动皮带轮，泵轴转动应无卡滞现象；水泵叶轮与泵壳应无碰擦现象。将水泵装在试验台上按原厂规定进行规定转速下的压力-流量试验。例如，桑塔纳2000AJR发动机水泵在规定转速6000r/min时，进口压力为0.1MPa，系统压力为0.14MPa，出口压力为0.16MPa。节温器的检查3.冷却系组件的检修3.节温器的检测将节温器放在一个充满水容器内加热，用温度表监测温度。桑塔纳2000AJR发动机水温约87±2℃时，节温器阀门必须开启；水温约105℃时，应完全打开，阀门最小行程为8mm。若不符原厂技术要求应更换。3.冷却系组件的检修4.风扇的检修①风扇叶片的检查风扇叶片出现变形、弯曲、破损后，应及时更换。由于风扇连接板强度不足或其他原因，使风扇叶片向前弯曲或扭转变形，破坏了风扇叶片原设计的角度，使其丧失平衡性能，不但影响通过散热器的空气流速和流量，降低了散热器的冷却能力，甚至打坏散热器，加速水泵轴承、水封的损坏，还会大幅度地增大风扇的噪声。3.冷却系组件的检修②电动风扇热敏开关的检查发动机热态时，即使发动机已熄火，风扇仍可能转动。如果冷却液温度很高但风扇不转，应检查熔断器。若熔断器完好，则应停机检查温控开关，必要时检查风扇电机的性能或更换有关部件。桑塔纳2000AJR发动机电动风扇热敏开关的检查方法，将电动风扇热敏开关放入加热的水中，用万用表测量。低速档在水温达到93℃-98℃时应能导通，当水温到88℃-93℃时，应断开。高速档105℃应导通；93℃-98℃时应断开。否则，应更换电动风扇热敏开关。3.冷却系组件的检修5.V形带的检查水泵和发电机是由V型带传动的，使用一段时间后，由于传动带磨损或其他原因，V型带张紧力不足，影响传动效率和传动件的使用寿命，因此应经常检查、调整传动带的张紧度，使其符合要求。AJR发动机冷却泵V型带标准如表6-1所示。4.冷却系过热故障现象及成因1.现象1.运行中的汽车，水温表指针经常指在100℃以上，且散热器伴随有“开锅”现象；2.发动机熄火困难；3.汽油机易发生爆燃或表面点火，柴油机易发生工作粗暴；4.活塞膨胀，发动机熄火后不易起动。4.冷却系过热故障现象及成因2.原因1.冷却液不足；2.风扇皮带打滑或断裂；水泵轴与叶轮脱开；3.点火时间或供油时间太晚；混合气太稀或太浓；4.燃烧室积炭严重；5.风扇离合器结合时机太晚；6.气缸盖衬垫太薄或缸体、缸盖接合面磨削过多；7.节温器主阀门打不开或打开太迟；8.散热器和水套内沉积的水垢、锈污太厚；9.油底壳油面太低、润滑油黏度太低、润滑油变质；10.汽车超载、爬长坡、天气炎热或在高原地区行驶。检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障1.项目说明经长期使用后，冷却系的技术状况将发生变化，再加上使用不慎、操作不当和机件损坏等，发动机会出现过热故障。发动机过热常见现象冷却液充足但发动机过热；冷却液不足引起发动机过热；发动机突然过热。请按桑塔纳2000AJR发动机技术标准对冷却系过热故障进行检测与诊断，并制订诊断、排除故障的工艺流程。检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障2.技术标准与要求学员以组为单位完成此项目。技术标准见表6-2。检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障3.设备器材桑塔纳2000AJR发动机。常用工具和专用工具若干。G11防冻液原液。4.作业准备检查水、电、油。连接废气排放装置。准备工具和作业记录单。发动机过热诊断流程图（转下页）结束结束检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障5.操作步骤在水温表和水温传感器技术状况良好的情况下，按图6-5所示流程对发动机过热故障进行检测与诊断。发动机过热诊断流程图（续上页）结束检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障检查风扇皮带松紧度检查冷却液液位检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障1.检查冷却液液位，应处于max和min之间,若冷却液不足，应按G11防冻剂的配比规定，结合地区环境温度添加。提示：应注意安全，不允许在发动机温度较高时打开水箱盖。2.检查风扇皮带松紧程度，松紧应适宜。若皮带过松会造成打滑，使风扇风量减少而引起发动机过热，应张紧或更换皮带。检查机油黏度和油性检查机油液面高度检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障3.检查机油油面高度，应在两刻度线之间，若油面高度太低，应按原厂要求的规格及时补充。4.用手检查机油黏度、油性、颜色和杂质，若机油品质变差应及时更换。提示：发动机机油的油量和品质不符合要求，使运动机件的润滑条件变差，将加大运动机件磨损而引起温度升高。拆检节温器检查火花塞积碳情况检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障5.检查点火正时，检查各缸工作情况，检查各缸火花塞积炭情况。6.通过察看发动机水温表，观察发动机匀速升温时风扇电机开始转动的时机。发动机水温达到90℃后，用手或温度计检查缸盖与散热器上水室的温差，若温差较大，应检查节温器。拆检节温器检查火花塞积碳情况检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障7.握住散热器上部回水管，打开节气门使发动机加速，检查冷却水流动速度和发动机转速之间的关系。若没有明显变化，说明水泵泵水能力下降。8.拆检水泵，视情修复或更换水泵。检测、诊断桑塔纳发动机冷却系过热故障6.记录与分析检测、诊断桑塔纳2000AJR发动机冷却系过热故障，并填写表6-3。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介硅油风扇离合器是一种以硅油为转矩传递介质，利用散热器后面气流温度控制的液力传动离合器。它结构简单、工作效果好，并具有明显节省燃油的特点。硅油风扇离合器安装在风扇与水泵之间，其结构如图所示。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介前盖、壳体和从动板用螺钉组装为一体，通过轴承安装在主动轴上，为了加强对硅油的冷却，在前盖上铸有散热片。主动轴与水泵轴一起转动，风扇安装在壳体上。从动板与前盖之间的空腔为贮油腔，其内部充满了粘度很大的硅油。从动板与离合器壳体之间的空腔为工作腔，主动板固接在主动轴上，它与壳体及从动板之间均有一定的间隙。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介从动板上有进油口，若阀片偏转，则进油口即可打开。阀片的偏转靠螺旋状的双金属感温器控制，并受从动板上定位凸台的限制。感温器外端固定在前盖上，内端卡在阀片轴的槽内。从动板外缘有一回油口，中心有漏油口。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介当冷却液温度不高时，双金属感温器不带动阀片偏转，进油口关闭，工作腔内无油，主动板上的转矩不能传到从动板上，风扇离合器处于分离状态。这时仅由于密封毛毡圈和轴承的摩擦，使风扇随同离合器壳体一起在主动轴上空转打滑，转速很低，流过散热器的空气量相对较小，冷却系的冷却强度相对较低。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介当发动机的负荷增加而使吹向双金属感温器的气流温度超过65℃时，阀片转到将进油口打开的位置，于是硅油从贮油腔进入工作腔，主动板利用硅油的粘性带动离合器壳体和风扇转动。此时离合器处于接合状态，风扇转速得到提高以适应发动机需要增强冷却的要求。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介进入工作腔的硅油在离心力的作用下，经回油口从工作腔中返回到贮油腔中，因为主动板转速高、离心力大，从动板转速低、离心力小，两离心力之差可以驱动硅油从工作腔流回贮油腔，然后再进入工作腔。如此反复，形成循环。硅油风扇离合器1.硅油风扇离合器结构简介硅油在循环时将热量传给铸有散热片的前盖和离合器的外壳而得到冷却，以避免工作时硅油温度过高。流过散热器的空气温度越高，双金属感温器的变形越大，进油口A的开度越大，进入工作腔中的硅油量就越多，风扇的转速也就越高。硅油风扇离合器1