第六章 发动机冷却系统(正)
冷却系统工作原理及发动机高温故障常见原因
四 案例分析
案例二：水温高
车辆信息：
发动机型号 故障日期
--------
发动机编号 故障里程（KM）
F000779 5200
反映情况：车辆水温高有反水现象，且先后出现3次故障，检 修车辆更换节温器、副水箱、水泵后高温故障并未排除。之后 检修全车管路及整机情况并更换节温器及水温传感器，3月15 日再次出现高温情况。 原因分析：拆解发现气缸盖与缸体之间出厂时并未压实缸垫， 2、3缸处缸垫被冲坏，缸盖及缸体处有明显凹凸不平缺陷。
四 案例分析
案例三：某车辆行驶较长时间后，发动机水温过高
故障分析：进行冷却系统基本检查没有发现异常，更换节温器 、散热器盖以及散热器后故障依旧。检查散热器风扇电气部分 ，电子风扇温控系统正常，用故障诊断仪检测，发动机数据流 中除了水温值偏高外，其他参数都在正常范围内。但风扇持续 运转时间明显过长，后发现散热器两个风扇旋转方向相反（一 只风扇导线接反）。 原因分析：风扇旋转方向错误，风扇将发动机内的热空气向外 吹出，与另一只正常旋转的风扇吸入空气的风向相反，因此两 股气流相互抵消（散热器风冷不够）。发动机长期运行后，引 起发动机水温过高。。
整车冷却系统组成图（左视图）:
副水箱布置在冷却系统管 路最高点。副水箱开启压 力0.12MPa，超过此压力 值，副水箱盖会开启泄压 。
二 冷却系统工作原理
整车冷却系统组成图:
发动机回水 管（散热器 出水管）
发动机 补水管
发动机回水 管（散热器 出水管）
发动机 除气管
发动机出水 管（散热器 进水管）
11 发动机
点火时间早或晚
12 发动机
混合气过稀，燃烧速度慢，在做功中燃烧放出的热量增加。
四 案例分析
(完整版)汽车冷却系统讲解ppt
在
度，防止过热
气中，降低冷
循
和气缸过冷
却液温度
带
添加 标题
节温器的作用：控制冷却液的流动路径，防止发动机过热
添加 标题
节温器的结构：由感温
添加 标题
工作原理：根据发动机温度变化，自动调节冷却液的流动路 径
添加 标题
节温器的工作过程： 闭，冷却液不经过散 温度升高时，节温器
散热器是汽车冷却系统中的重要部件之一 散热器的主要作用是降低发动机冷却液的温度 散热器通常由散热器芯、散热器盖和散热器支架等组成
清理散热器的重要性：散热器容易积累灰尘和杂物，影响散热效果 热。定期清理散热器可以保持其良好的散热性能，延长发动机的使用
清理方法：定期使用高压气枪或清洗剂清理散热器表面，并检查散 塞。如果需要深度清理，可以拆下散热器进行清洗。
定期检查风扇和水泵的运转情况，确保其正常工作 定期清理散热器，保持散热器的清洁和通风 定期检查冷却液的液位和颜色，确保其正常
冷却液的作用：冷却液的主要作用是带走发动机产生的热量，保持发动机的
冷却液的循环方式：冷却液的循环方式分为大循环和小循环两种。大循 过散热器散热后回到发动机缸体；小循环时，冷却液不经过散热器直接
冷却系统的作
散热器的作用：
风扇的作用：
冷
用：保持发动
将冷却液中的
加快空气流动，
流
机正常工作温
热量散发到空
提高散热效果
01 单 击 添 加 目 录 项 标 题 02 汽 车 冷 却 系 统 概 述 03 汽 车 冷 却 系 统 的 原 理 04 汽 车 冷 却 系 统 的 部 件 05 汽 车 冷 却 系 统 的 维 护 与 保
保持发动机正常工作温度
发动机冷却系统工作原理
发动机冷却系统工作原理
发动机冷却系统是保持发动机工作温度在适宜范围内的关键装置。
它通过循环冷却液来吸热和散热，以防止发动机过热并保护发动机的寿命。
发动机冷却系统的工作原理如下：
1. 冷却液循环：冷却液通过发动机内部的冷却水道循环。
发动机内部有一系列通道和管道，冷却液从发动机底部进入，通过散热器和水泵的帮助，再次流回发动机上部，形成闭合循环。
2. 吸热：当发动机运转时，燃烧室内产生大量热量。
发动机冷却液经过散热器，与冷却风或外界空气进行热交换。
冷却液吸收发动机排放出的热量，使发动机温度降低。
3. 散热：冷却液流经散热器后，传递给外界空气或通过风扇进行风冷。
散热器内部有许多狭长的管道，增加散热面积以增强散热效果。
热量被散热器带走后，冷却液重新循环以吸热。
4. 压力控制：发动机冷却系统中的冷却液被保持在一定的压力下。
这有助于提高沸点，提供更高的沸腾点，以维持冷却系统的稳定性。
冷却液会通过通风孔或冷却液蒸汽压力阀释放多余热量，保持系统的稳定工作状态。
发动机冷却系统的设计和工作原理可以根据不同类型的发动机和使用条件有所不同，但目标始终是确保发动机的温度处于安全且可控制的范围内。
冷却系统工作原理
冷却系统工作原理发动机工作温度过高或过低，不仅会使其动力性和经济性变坏，而且会加速机件的磨损或损坏。
发动机工作时，由于燃料的燃烧以及运动零件间的摩擦产生大量的热量，使零件受热而温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件（如气缸体、气缸盖、活塞、气门等）因受热温度很高，若不及时冷却则会造成机件卡死和烧损，使发动机不能正常工作。
因此必须对高温条件下工作的机件加以冷却。
（一）冷却系统的功用保证运转中的发动机能保持在最适宜的温度（80~90℃）范围内连续工作。
（二）冷却方式根据发动机所用的冷却介质不同，冷却方式有风冷式和水冷式两大基本形式，如图2-50所示。
1.风冷式冷却介质是空气，即利用风扇在缸体和缸盖周围的散热片中形成气流，将发动机高温机件的热量通过散热片直接散发到大气中而得以冷却。
2.水冷式冷却介质是水，即将发动机高温机件的热量先传导给冷却液（即冷却水），通过冷却液的不断循环，使热量散发到大气中。
（三）水冷却的种类根据冷却水循环方式的不同，水冷却又可分为蒸发式、自然循环式、强制循环式三种。
内燃叉车主要采用强制循环式冷却方式，少数叉车采用蒸发式水冷却。
如鲁工牌CPD（C）20型叉车采用的是蒸发式水冷却。
（四）水冷却系统的组成水冷却系统一般由水泵、水套、散热器、百叶窗、风扇、分水管、节温器、冷却液温度表等组成，如图2-51所示。
现代发动机上应用最普遍的是强制循环式水冷却系统。
为使发动机在寒冷环境下温度能迅速达到最佳工作温度并防止冷却过度，一般发动机都有冷却强度调节装置，包括节温器、百叶窗和风扇离合器等。
1.水泵水泵的主要作用是对冷却液加压，使冷却液循环流动。
目前汽车发动机绝大多数使用的是机械离心式水泵。
它由泵壳、叶轮、泵轴、轴承等组成，如图2-52所示。
2.风扇风扇的作用是促进散热器的通风，提高散热器的热交换能力。
风扇通常安装在散热器后面，一般与水泵同轴，用螺钉固装在水泵轴前端传动带轮的凸缘上。
当风扇旋转时，对空气生吸力。
汽车-冷却系统
汽车-冷却系统
第6章 冷却系统
6.1概述 6.1.1冷却系统的分类和组成
根据冷却介质的不同，汽车发动机的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却。 现代汽车发动机普遍采用水冷却。 1、风冷却系统
将发动机中高温零件的热量，直接散发到大气，使发动机的温度降低而进行 冷却的一系列装置称为风冷系。采用风冷系的发动机，为了增大散热面积，在 气缸体和气缸盖上制有许多散热片，发动机利用车辆前进中的空气流，或特设 的风扇鼓动空气，吹过散热片，将热量带走。部分汽车发动机采用风冷系，特 别是小排量发动机，但在现代汽车发动机上较少采用。
风冷系的优点：结构简单、使用和维修方便。 风冷系的主要缺点：冷却不够可靠、功率消耗大、噪声大和对气温变化不 敏感。
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第6章 冷却系统
6.1概述 6.1.1冷却系统的分类和组成
2、水冷却系统 将发动机中高温零件的热量先传给水，再散发到大气中去，使发动机的温度
降低而进行冷却的一系列装置，称为水冷系。目前汽车发动机上广泛采用的是 水冷系。
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第6章 冷却系统
6.2水冷却系统主要部件的构造与维修 6.2.1水泵
3、水泵的检修 发动机水泵常见的损坏形式为：水泵壳体、卡簧槽及叶轮破裂；带轮凸缘配
合孔松动；水封变形、老化及损坏；泵轴磨损、轴承磨损松旷等。 （1）检查水泵壳、卡簧槽是否破裂，如果裂纹较轻，则可根据情况实施焊补或 用环氧树脂胶粘接。严重时应更换。工程塑料叶轮若有破损，必须更换。 （2）凸缘孔若松旷，则应镶套后重新加工，必要时更换新件。水封一般应更换 新件。轴承磨损超差应更换；泵轴可采用镀铬、喷涂修复，必要时更换新轴。 （3）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 应无碰擦感觉。然后在试验台上，按原厂规定进行压力——流量试验。当水泵 轴转速为1000r/min时，每分钟的排水量不应低于规定的数值，在10min的试 验中不应出现金属摩擦声和漏水现象。
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水泵
水泵是汽车冷却系统中的另一个重要部件，它的主要作用是循环冷却液。水泵通 常安装在发动机附近，由发动机曲轴通过皮带驱动。
水泵的主要组成部分包括叶轮、泵壳和密封件。叶轮的作用是吸入和排出冷却液 ，泵壳则将叶轮封闭起来，以形成冷却液的循环路径，而密封件则保证水泵的密 封性。
风扇
风扇是汽车冷却系统中的辅助散热部 件，主要用于增强散热器的散热效果 。风扇一般安装在散热器的后面，通 过风扇皮带或电子风扇驱动。
风扇的叶片通常由塑料或铝制成，其 形状和尺寸根据散热器的设计和车辆 的具体需求而定。风扇的作用是将空 气吹向散热器，以帮助散发冷却液中 的热量。
冷却液
冷却液是汽车冷却系统中的工作介质，它负责将发动机产生的热量传递到散热器，然后散发到空气中。冷却液通常由水和防 冻剂组成，具有较低的凝固点和沸点。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
节温器故障或水泵故障
总结词
节温器故障或水泵故障可能导致冷却系统无法正常工作，影响发动机散热效果。
详细描述
节温器故障或水泵故障可能是由于节温器卡滞、水泵轴承磨损、水泵密封圈损坏等原因造成的。修复 时需要检查节温器和水泵是否正常工作，并采取相应措施进行修复或更换。
THANKS
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冷却液通过与发动机的接触，吸收发 动机产生的热量，并通过流动将热量 传递给散热器，最终散发到空气中。
冷却系统的控制逻辑
温度传感器
汽车冷却系统通常配备温 度传感器，用于监测发动 机水温。
节温器
节温器根据水温变化调节 冷却液的循环路径，实现 发动机的恒温控制。
散热风扇
发动机冷却系统
发动机冷却系统冷却系的功用是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状态下工作。
发动机的冷却系有风冷和水冷之分。
以空气为冷却介质的冷却系成为风冷系；以冷却液为冷却介质的称水冷系。
1、冷却系统的循环汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。
冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。
在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。
这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。
一、冷却发动机的主循环：主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。
冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。
随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80摄氏度后)，冷却循环开始了“正常循环”。
这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。
二、车内取暖的循环：这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。
冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。
有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。
2、冷却系统部件分析在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置(类似散热器)。
1)冷却液：冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。
它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。
现在经常使用乙二醇为主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。
2)节温器：从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。
项目六：发动机冷却系统的检测与维修(工作任务1,2)
力)从散热器的出水口导人，同时加人压缩空气，
让水和压缩空气从散热器的进水口流出。
（2)散热器盖的检查方法。将散热器盖旋装在测
试器上，用手推测试器，直至蒸汽阀打开为止。
蒸汽阀应在压力0.026~0.037 MPa时打开，若压
力低于0.026MPa时打开，应更换散热 器盖。
密封性的检查 1-散热器盖； 2-接头； 3-压 力表； 4-测试仪
专用冷却液一般呈深绿色或深红色，有一定的毒性，应注
意使用。
小提示：防冻液的冷凝点,不得高于当地的最低气温。
冷却液的对环境保护及安全措施
冷却液加注
（1）查阅资料，找出实习轿车冷却液管路图。
冷却液管路图
冷却液加注
（2）在发动机停止工作10分钟后或水温显示低于100℃后开始检查冷却液液面高度； 检查确认冷却液膨胀罐或水箱中的冷却液液位是否在MAX与MIN标记之间。 （3）如果液位低于MIN标记，应先排除泄漏。 （4）检查冷却系统的渗漏。 拆下散热器盖，将测试仪安装在加注口上，对冷却系统施加120~180kPa的压力，检 查冷却液是否渗漏。加压时重点检查散热器水管、散热器，汽缸盖，汽缸体等部位， 是否存在渗漏现象。
水泵的检修
（1）检查水泵渗漏。 水封失效时会有大量的冷却水从检视孔处流出。水泵壳体若有裂纹，也会发生 渗漏。 （2）检查带轮的转动和轴向、径向窜动量用手转动带轮，应运转灵活，无卡 滞现象；否则，泵轴可能弯曲或轴承浸水锈蚀。
水泵壳体 1-泄水孔； 2-泵壳
发动机冷却系统的 检测与维修
（工作任务1、发动机冷却系统的维护）
发动机对冷却液的选用
为防止发动机水套产生水垢,阻碍传热,冷却液应使用软水,
因此冷却液是用水与防冻剂配制而成的。
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{ 三、冷却系统的分类
水冷 风冷
水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系统
优点
缺点
水冷系
冷却均匀，冷却效 果好，易控制
风冷系
结构简单，成本低， 不存在“冻水箱”，
“开锅”问题
四、水冷系统的组成
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 。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是 强制循环式水冷系统，即利用水泵提高冷 却液的压力，强制水在冷却系中进行循环 流动。
热器而进行的循
环流动，从而使
水温升高。
大循环
节温器
小循环
冷却系统的大、小循环实质
通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装 在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），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 到调节冷却系的冷却强度。
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于90℃，节温器 阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管， 冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于80℃时， 节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的 旁通管，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；当发动机的 冷却水温在80～90℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的 旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一 部分水进行小循环。
特点：车用发动机的风扇 有轴流式和离心式。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。
车用发动机采用轴流式风扇的三种型式
结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶
第六章 发动机冷却系统
第一节 概述 第二节 水冷系统的主要零部件
第一节 概 述
一、冷却系统的功用 使工作中的发动 机得到适度的冷却，并保持在最适宜的 温度状态下工作。 （80~90度）
二、不正常冷却对发动机工作的影响
1、过热
燃气在燃烧过程中，气缸内气体 温度高2000°，发动机零部件与高 温气体接触，将会造成气缸和进 气管温度过高，使进入气缸的可 燃混合气因受热而膨胀，充气量↓， 使得：
片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45 °的安 装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年 来轿车上还采用了电动风扇。
2、风扇离合器
功用：减小风扇噪声，改善低温起动性能，节约燃料和降
低排放，自动调节发动机的冷却强度。
主要有硅油式和电磁式等。 冷却水温度不高时，风扇随 离合器壳体一起空转打滑； 当发动机气流温度超过338K 时，离合器处于接合状态， 风扇转速提高。当发动机气 流温度低于308K时，风扇离 合器又回到分离状态。
4、补偿水桶
加注防冻液的汽车发动机，为了减少冷却液的损失，
保证冷却系统的正常工作，采用散热器＋补偿水桶
(贮水箱)结构。补偿水桶内部印有两条液面高度标
记线，补偿水桶内的液面高度应位于这两种刻线之
间。
补偿水桶
散热器
二、冷却风扇
1 、 功用：风扇通常安排在散热器后面并与水泵
同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增 强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有 一定的冷却作用。
①充气系数↓，发动机功率↓； ②机油因温度过高，粘度↓，严 重时，机油变质，影响润滑效果， 机件磨损加剧； ③各机件因高温而膨胀，破坏了 正常的啮合间隙，产生卡死现象。 因此发动机应及时冷却。
2、过冷
①热量散失过多，转变为有用功的热量↓， 功率↓； ②温度低，机油粘度大，摩擦阻力↑，消 耗功率大，起动困难； ③燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消 耗率↑，功率↓； ④燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲 轴箱，不仅燃油消耗率↑，功率↓，而且 机油粘度↓，润滑效果变差，机件磨损加 剧。
水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却 水套、节温器和补偿水桶等组成。
桑塔纳发动机冷却系示意图
制作：霍志毅 Email：huozhiyi@
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条 ，一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是水
温高时，水经过
散热器而进行的
循环流动；而小
循环就是水温低
时，水不经过散
硅油风扇离合器
电动风扇
很多轿车发动机的水冷系采用电动风扇，尤其横置发 动机前轮驱动的汽车更是如此。电动风扇由风扇电动机驱 动并由蓄电池供电，所以风扇转速与发动机转速无关。在 有些电控系统中，电动风扇由电脑控制。冷却液温度传感 器向电脑传输与冷却液温度相关的信号。当冷却液温度达 到规定值时，电脑使风扇继电器搭铁，继电器触点闭合并 向风扇电动机供电，风扇进入工作。
第二节 水冷系统的主要零部件
一、散热器
功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。
散热器又称为水箱， 由上水室、散热器 上水室 芯和下水室等组成。 安装在发动机前的 车架横梁上。其作 用是将冷却水在水 套中所吸收的热量 下水室 散发至外界大气， 使水温下降。
散热器盖
进水管 安装处
出水管口 散热器芯
1、散热器芯
（1）管片式 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管 内流动的水得到冷却。管片式散热器因结构刚度较好 广为汽车发动机所使用。
（2）管带式 冷水管与散热带相间排列，在散热带 上常开有小孔，以破坏气流在散热带表面上的边界层， 提高散热能力。
2、散热器的布置
3、散热器盖
汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的 散热气盖具有空气——蒸汽阀门，可自动调 节冷却系内部压力，提高冷却效果。
盖
真空阀弹簧 真空阀
压力阀弹簧 压力阀
发动机热态正常时， 两阀门关闭，将冷却系与 大气隔开。因水蒸气的产 生使冷却系内的压力稍高 于大气压力，提高了冷却 水的沸点，改善了冷却效 能。当散热器内部压力达 到126～137Kpa时，压 力阀开启而使水蒸汽从通 气孔排出；当水温下降， 冷却系内部的真空度低于 10～20Kpa时，真空阀 打开，空气从通气孔进入 冷却系，以防散热器及芯 管被大气压瘪。
五、冷却液
汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的 软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等 硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢， 不应作为发动机冷却水。
为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而 发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的 现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达 到降低冰点、提高沸点的目的。
冷却液：水+防冻剂（乙二醇）