课题五润滑系与冷却系

生产实习课教案（首页）（代号4）

汽车专业班共12页

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课题五润滑系与冷却系

一、课前准备

1.设备：丰田5A、捷达汽油机各两台，柴油发动机一台，电控发动机台架若干台；

2.工具：常用工具、清洁棉。

二、教学方法

1.示范演示；

2.自主探索，合作交流；

3.多媒体教学；

4.分组竞赛；

5.任务驱动；

6.巡回指导。

三、组织教学

1.清点学生人数及检查学生着装；

2.安全教育：车间禁令，防止意外发生；

3.各小组工具清点与检查。

四、教学回顾

1.曲轴飞轮组各轴瓦及止推垫片的装配关系；

2.冷却水大小循环路线。

五、课题引入

润滑系与冷却系虽然不直接参与发动机能量转换并对外输出动力的过程，但其存在的重要性不容忽视，润滑系为主要工作部位提供压力润滑，保证零部件的正常工作，冷却系保证了发动机的正常工作温度。本课题要求学生对润滑系及冷却系的循环路径进行理解，并掌握主要部件（机油泵、水泵、节温器等）的结构及工作原理。

六、本课题相关知识点

（一）冷却系统（工艺讲解1，结合及现场设备讲解）

1．冷却系的作用：对发动机进行温度冷却，保持发动机在最适宜的温度范围内工作。冷却系的冷却必须适度，过热或过冷都会给发动机带来危害。

【注：引导学生从温度过高与过低的危害进行分析，分组派出代表，教师点评】

2．冷却系的分类（利用导入的风水进行类比）

（1）水冷式：热量先由零部件传给水，水再流入散热器，散热后的水再重新流回到发动机内部。水冷却系冷却可靠，冷却强度调节方便，在发动机正常工作时，可使缸盖内的冷却液温度维持在80-100℃，这是大部分汽车发动机采用的冷却方式（也是我们这节课要重点学习的内容）。

（2）风冷式：以空气为介质，直接对缸体和缸盖进行冷却。与水冷系相比，其冷却不可靠，冷却强度不易调节，只在一些小型汽油机上应用。

3．冷却液

（1）软水（不含或含较少可溶性钙镁化合物的水），否则在水套和散热器中易产生水垢，影响冷却效果，造成发动机过热。

（2）冬季：（防止冷却水结冰冻裂机件）冷水+防冻剂（乙二醇）

乙二醇+水混合后其冰点会显著降低，最低能达到-68°，用不同比例的乙二醇和水可以配置各种冰点的冷却剂。

（3）现在轿车多使用：既防冻又提高沸点，而且防腐蚀、防氧化、防结垢的冷却液。

4．冷却系的主要部件

（1）散热器（水箱）

作用：是将水套出来的热水自上而下或横向分成许多小股并将其热量散给周围的空气。为了集中风向，提高冷却效果，散热器后面还装有风扇和导风圈。

上装有散热器的入水管，通过橡胶管与气缸盖水套出水管连接，上水部有加水口和散热器盖，加水口一般装有溢流管。【配合P137图3-1】当冷却液沸腾时，水蒸气可以从此管排出；此管接补偿水箱（副水箱或膨胀水箱）。下水室有出水管，用软管与水泵进水口连接，两水室之间焊接散热器芯。

器芯类型：

管片式：刚度、强度高

管带式：散热能力强（轿车用）

组成：散热芯、散热片、冷却液加注口、散热器

盖

散热器盖安装在加水口上，是由空气阀（真空阀）和蒸汽阀（压力阀）组合而成的自动阀门。

（注意：开启时，应在发动机冷却后缓慢旋开，并盖上布，防止水喷出）

作用：在冷却系统内形成高压，使冷却液沸点升高。

蒸气排出管接回补偿水箱

补偿水箱上部用一个较细的软管与气缸盖上部和散热器上部相连，底部通过水管与水a）空气阀开启b）蒸气阀开启1-蒸气排出管2-蒸气阀（0.026～0.037）3-空气阀（0.01～0.02）4-散热器盖

泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器。补偿水箱多用半透明材料（如塑料）制成，透过箱体可直接方便地观察到液面高度，无须打开散热器盖。

冷却液液面高度检查方法：查看冷却液液面高度是否位于之间

（2）水泵

作用：对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。由皮带或链条带动

类型：离心式（尺寸小，出水量大，结构简单）

安装：外装式内藏式

（3）风扇

作用：提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。

机械风扇多装在发动机与散热器之间，与水泵同轴驱动

（≤80℃，停止，≥92℃，一档；≥98℃，二档）

电动风扇装在散热器风扇支架上，由电机驱动。（温控开关控制转动）

5．冷却强度的调节装置

使用条件：汽车的行驶速度、曲轴、水泵和风扇的转速及外界气温

冷却强度的调整方法有两种：一是改变流经散热器的空气流量和流速；二是改变冷却液的流量和循环路线。

（1）百叶窗

作用：在冷却水温度较低时改变吹过散热器的空气流量，从而控制冷却强度。

手动调节

（2）风扇离合器

安装在风扇和水泵之间，根据发动机的温度自动控制风扇的转速，以达到改变通过散热器的空气流量的目的

硅油离合器利用感温器工作

（3）节温器

作用：用来控制通过散热器冷却水的流量。

安装位置：装在冷却水循环的通路中，一般装在气缸盖出水口

处，也可以是缸体进水口处。目前，大多数汽车发动机采用蜡式节温器。

蜡式节温器有双阀（a ）和单阀（b ）两种。双阀节温器既控制大循环也又控制小循环，单阀节温器只控制大循环水路，不控制小循环。

大循环： 小循环：

（二）润滑系统（工艺讲解21.润滑系的作用：对发动机中相对运动的零件的摩擦表面进行润滑（减小摩擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗）。润滑系除了润滑作用外，还具有散热（6％-14％）、清洗（清洗摩擦表面，带走磨屑和其他异物）、保护（防止生锈）和密封（形成油膜，防止漏气或漏油）等作用。润滑油还可用作液压油，如液压挺柱，起液压作用；在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减振缓冲作用。

2.润滑方式 （1）压力润滑

基本原理：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送到零件的摩擦面间，形成具有一定厚度并能承受一定机构负荷的油膜，将两零件的摩擦表面完全隔开，实现可靠的润滑

主要润滑部位：相对速度高、机械负荷大 具体部位：（由学生自发说明） 优点：润滑有保障

散

热器

节温器

水泵 水套

散热器

节温器

水泵

水套

（2）飞溅润滑

基本原理：利用发动机工作时，某些运动零件旋转时飞溅起的或从连杆大头上专设来的油孔喷出的油滴或油雾，对摩擦表面进行润滑

主要润滑部位：暴露的零件表面，相对运动速度较低的零件，机械负荷较轻的零件具体部位：缸壁，凸轮；活塞销；挺柱等（由学生自发说明）

优点：可防止油压过高，油量过大而窜入燃烧室

（3）定期润滑

基本原理：通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件的工作表面

主要润滑部位：不太重要的、分散的部位

具体部位：如水泵及发电机轴承、起动机和分电器等总成（由学生自发说明）

（4）自润滑

基本原理：采用耐磨材料，使用过程中不需要加注润滑脂

具体部位：部分轴承，钢板弹簧（由学生自发说明）

3．润滑系的组成

（1）机油泵、油管、油道、泄压阀和油底壳等。

作用：储存润滑油，并使其具有一定压力，以在发动机中循环流动

（小组讨论，集中讲解学习）

（2）机油滤清装置。

作用：过滤掉机油中的杂质、磨屑、油泥、水分，保证送到各润滑部位的都是清洁的润滑油。有集滤器、粗滤器、细滤器

（3）润滑油冷却装置，如机油散热器等。

作用：冷却机油，保持油温在70-90℃

（4）润滑油油温表、油压表，用来检测发动机润滑系的工作情况。

作用：监测润滑系的工作情况

4．润滑系的油路

1-加机油口盖

2-凸轮轴轴颈

3-液力挺柱

4-气缸盖主油道

5-气缸体主油道

6-活塞销7-连杆油道

8-曲轴油道9-油压开关10-单

向阀11-油压开关12-机油滤清

器

13-旁通安全阀14-泄压阀15-

气缸体主油道

16-溢流阀17-机油泵

18-机油泵链轮

19-链条20-曲轴链轮

21-曲轴22-凸轮轴桑塔纳油路

一路：进入汽缸体主油道,经主油道将机油分配到各曲轴轴承，再由曲轴上的斜油孔通往各连杆轴承，由连杆体上的油孔通往连杆小头衬套

二路：通过安装在机油滤清器的一个单向阀进入汽缸体上的一个通过汽缸体上平面的油道，经汽缸盖上的第四个汽缸盖螺栓孔进入汽缸盖主油道，由此将机油分配到各凸轮轴轴颈和液力挺杆，单向阀的作用是在发动机停机时保持汽缸盖油道内的存油，防止发动机再次起动时缸盖供油不足，导致液压挺杆不能正常工作。

三路：通往限压阀14，油道内的压力过大时该阀打开，将部分润滑油旁通流回油底壳。

5．曲轴箱通风装置

（1）作用：将曲轴箱内的气体及时从曲轴箱内排出，保证润滑系的正常润滑，延长机油的使用寿命，保证发动机机件不被腐蚀，防止发生泄漏

（2）通风方式

自然通风：排到大气中

强制通风（）：导入进气管中

6．润滑系的维护

（1）技术状况的变化：机油压力过低或过高，机油消耗过多，机油变质等

（2）维护作业：清洗疏通油道；检查高度；更换润滑油（步骤），检查机油压力

（三）捷达发动机机油泵（外啮合齿轮式）的拆卸（拆装步骤与演示1，结合及拆装

视频，教师边示范边讲解，学生模仿操练）

1.将发动机台架翻转180度，使油底壳朝上，拆下油底壳20个固定螺栓（10套筒），取下油底壳及密封圈；

2.松开机油泵传动链条的张紧器，取下链条；

3.拧松机油泵与缸体之间的固定螺栓、拆下2个螺栓与机油泵；

4.取下机油防溅板；

5.拧松集滤器固定螺栓及油管固定螺栓，取下垫片和机油集滤器；

6.拧松机油泵盖2个固定螺栓、拆下2个螺栓与机油泵盖，取出机油泵主动齿轮、从动齿轮；

要求：在机油泵上找到进油口与出油口，并验证。

（四）捷达发动机机油泵（外啮合齿轮式）的装复（拆装步骤与演示2，结合及拆装视频，教师边示范边讲解，学生模仿操练）

1.将机油泵主、从动齿轮装入壳体，并将机油泵盖安装到壳体上；

2.装上2个固定螺栓，拧紧；

3.往机油泵内加入机油，转动泵轴数圈，把机油泵的集滤器浸入机油盆内，用手转动机油泵泵轴，观察机油泵出油口是否出油；

4.当出油口出油后，用手堵机油泵出油口，转动泵轴，如果转动扭矩增大，说明机油泵工作正常；

5.安装机油防溅板；

6.把机油泵总成安装到缸体上，装上机油泵的2个固定螺栓，并拧紧（20N·m）；

7.在油底壳结合面上涂上一层密封胶，把密封垫放在油底壳结合面上，在密封垫上涂上密封胶，安装油底壳，拧上油底壳20个固定螺栓（20N·m）。

（五）冷却系与润滑系的故障诊断（教师描述故障现象，学生分析故障原因，教师总结故障诊断步骤）

1．冷却系的故障诊断

（1）冷却液消耗异常

现象：①冷却液消耗过多，需经常补充。②在停车位有水迹，停车后，明显看到有冷却液滴落到地面上。③有时候发现在油底壳内有水。

故障原因：是系统有泄漏（具体泄漏处由学生自行分析）

故障诊断：检查外部有无泄漏痕迹→检查润滑油中是否有水→缸盖衬垫损坏、气缸盖或气缸体有裂纹

（2）发动机过热

现象：①发动机运行过程中，水温表指示超过最高值，或报警灯亮。②散热器有“开锅”现象。③发动机动力下降，加速不良。④汽油机易爆燃和早燃，柴油机易工作粗暴。

故障原因：

故障诊断：若发动机突然过热，一般为风扇突然不转、节温器失效、水泵失效或冷却液严重泄漏所致。若发动机经常过热，一般为冷却系冷却强度下降或发动机传热过多。

（3）发动机过冷

现象：汽车经长时间行驶或发动机经长时间工作，冷却液的温度表长时间指示在正常温度以下；发动机动力不足，加速无力。

故障原因及诊断流程图

2．润滑系的故障判断

（1）机油压力过低

故障现象：压力值低、指示灯亮、报警蜂鸣器响

故障原因：传感器失效，压力表失准，油量少或黏度低，机油泵工作不良，限压阀失效，工作面间隙过大，油路泄漏，集滤器堵塞

故障诊断：机油量（质）检查→泄漏检查→限压阀→传感器→听异响（轴承间隙）→内部检查（机油泵、油路、滤清器）

（2）机油压力过高

故障现象：压力值高、高压机油压力报警灯亮

故障原因：黏度高，表或传感器失准，液面过高，限压阀调整不当或卡滞，轴承间隙小，滤清器或油道堵塞

故障诊断：检查机油高度、黏度→限压阀弹簧→滤芯更换→传感器或压力表性能检查→轴承装配间隙

（3）机油消耗过多

故障现象：油耗量超过规定值，地上油迹，排气冒蓝烟

故障原因：漏油，间隙大窜气，活塞环折断或粘环或装反，气门油封损坏，缸垫烧穿，