汽车发动机冷却系统PPT学习课件

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任务导入 (一)客户报修：传动皮带达到更关里程
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任务导入 (二)客户报修：冷却液温度报警灯点亮
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（一）冷却系统的作用
冷却系统是对发动机受热零部件进行适当冷却，保障发动机工作正常，使发动 机各零部件在各种工况下都能保持在合适的温度范围内工作。
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（二）冷却系统的类型
冷却系统有风冷和水冷等方式。风冷发动机的高温零件通过散热片等装置将 热量直接散入大气进行冷却。水冷发动机将热量先传递给水，然后再散入大气进 行冷却。水冷系统根据是否装有水泵等装置，可分为强制循环水冷和自然水冷。 汽车发动机大多采用强制循环水冷方式。
（三）强制循环水冷系统 1. 冷却液
时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。扇风量与风扇的直径、转速、叶片形状、
叶片安装角及叶片数目有关。叶片可以用薄钢板冲压成弧形经铆接制成或直接用塑
料、铝合金铸成翼形，后者效率较高，功率消耗少，在轿车和轻型汽车上广泛应用。
为提高风扇的效率，风扇外围装设有导风罩，使通过散热器芯的气流分布均匀，且
集中穿过风扇，减少空气回流现象。
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（2）散热器盖 一些散热器的上面有加水口（进水室），平时用散热器盖严密盖住，以防冷却水 溅出。散热器盖具有调节散热器内压力的作用。正常状态，阀门关闭将冷却系与 大气隔开，防止水蒸气逸出，使冷却系内的压力稍高于大气压力，并可增高冷却 液的沸点。在冷却系内压力过高或过低时，自动阀门开启以使冷却系与大气相通。
管带式波纹状的散热带与冷却管相间排列，在散热带上一般开有形似百叶窗的 孔，以破坏空气流在散热带表面上的附面层，提高散热能力=。
板式散热器芯的冷却液通道由成对的金属薄板焊合而成。这种散热器芯散热效 果好、制造简单，但焊缝多不坚固，容易沉积水垢且不易维修。轿车常用管片式散 热器。
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2.2 补偿水桶
现有汽车，特别是轿车的冷却系统中，都设有用塑料制成的补偿水桶（或膨胀箱）。 该水箱用橡胶软管与散热器上面的溢流管连接。补偿水桶可以减少冷却液的溢损并 消除水冷系统中产生的气泡。当冷却液受热膨胀后，散热器内多余的冷却液流入补 偿水桶，温度降低后散热器内产生一定的真空度，补偿水桶中的冷却液又被吸回散 热器内，使散热器始终被冷却液充满。
图3-31 检测散热器盖
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检查测量 如何检查节温器？
将节温器置于水中加热，用温度计检测水温，当水温达到，阀门开始开启， 水温达到95℃时，阀门全开达到最大升程，如图5-32所示。与维修手册中的数据 进行比较，其中有一项不符合规定值，则应更换节温器。
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2.4 节温器 节温器是一种通过控制冷却液流动的路径，调节冷却系温度的部件，通常采
用蜡式节温器。 发动机冷启动时，关闭通往散热器的通道，使发动机在冷启动后快速升温。
其推杆的一端固定在支架的中心处，另一端插入胶管的中心孔中。胶管与节温器 外壳之间形成的腔体内装有精制石蜡。常温下石蜡呈固态，弹簧将主阀门推向上 方，使之压在阀座上，冷却液流向散热器的通道关闭，而来自发动机缸盖出水口 的冷却水，经水泵又流回汽缸体水套中，进行小循环。
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2.3 水泵
水泵用来对冷却水加压，强制冷却水循环流动。汽车发动机一般采用离心式水泵。 叶轮由铸铁或塑料制造，叶轮上通常有6—8 个径向直叶片或后弯叶片。水泵壳体由 铸铁或铝铸制，进、出水管与水泵壳体铸成一体。当水泵叶轮旋转时，水泵中的冷 却液被叶轮带动一起旋转，并在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生 一定的压力，然后从出水管流出。在叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力下降， 散热器中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经进水管流入叶轮中心。
图5-27 推动滑移阀手柄至加压端
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图5-28 观察检漏仪压力表上数值的变化
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检查测量 如何检查冷却系统泄漏？
⑦逆时针旋松压力排放螺栓（图5-29），通过排放软管释放压力，直至压力表读 数变为“0”。 ⑧将滑移阀移至气囊“BLADDER”位置（图5-30），将气囊内的空气排空。 ⑨松开固定夹并拆下分析仪。
燃烧过程中，缸内气体温度高达2000℃以上，汽缸体、缸套、汽缸盖、活塞 和气门等直接与高温气体接触的零件，若不及时进行适当的冷却，会造成发动机过 热、工作过程恶化、零部件强度降低、机油变质、运动零件受热膨胀以及磨损加剧 等不良后果，同时引起发动机动力性、经济性、可靠性和耐久性下降，甚至会造成 受热零件因高温而损坏。发动机的冷却必须适度，若冷却过度会造成热量散失过多、 效率降低、汽缸壁面温度过低以及排放恶化等。
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检查测量 如何检查冷却液？
2.检查冷却液冰点 使用密度仪（图5-20）检测冷却液的浓度，如低于-35℃则应更换。 密度仪：在汽车维修中要经常检测各种液体的密度，如电解液密度、冷却液及喷 洗液密度等，可通过密度情况了解蓄电池的充电情况及冷却液的凝固点。 ①测量冷却液的冰点时，取少许电解液涂于密度仪观测口上，如图5-21所示。 ②用眼睛直接观测比重计，在观测口中将显示电解液密度。观测口中有明显的蓝 白分界线，下部为蓝色，上部为白色，分界线对应的刻度即为测量液体的密度， 如图5-22所示。 ③密度计使用完毕后必须清洁干净，保存于干净的容器内。
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当发动机水温升高时，石蜡
逐渐变成液态，体积膨胀，迫使
胶管收缩，对推杆锥状端头产生
上举力。固定不动的推杆对胶管、
节温器外壳产生向下的反推力。
当发动机水温为76℃时，推杆对
节温器外壳的反推力可以克服弹
簧预压力，阀门开始打开。水温
超过86℃时阀门全开，这时来自
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检查测量 如何检查冷却液？
图5-20 密度仪
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图5-21 将待测液体涂于密度仪上
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检查测量 如何检查冷却系统泄漏？
使用冷却系统压力测试器检测冷却系统泄漏。 现在多数发动机均采用封闭式冷却系统，水温升高后，会使系统内压力升高。在 汽车维修时，如对系统进行检漏，需进行加压，加压工具为专用压力测试器。 ①测试前，拆下散热器盖，将测试仪固定夹安装在冷却液加注口上（图5-23）。 ②为确保安装紧密和密封良好，应保证气囊的2/3位于散热器盖水箱管径的下翼 凸缘以下（图5-24）。
图5-25 滑阀移至“BLADDER”
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图5-26 向气囊充气
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检查测量 如何检查冷却系统泄漏？
⑤推动滑移阀手柄至加压端(SYSTEM)（图5-27），再一次反复推动真空泵手柄， 向冷却系统施加压力，在加压的同时，注意倾听冷却系统加注口有无漏气声，如 有泄漏，排除后再继续加压。 ⑥当压力表指示数值达到规定压力时，应停止加压。观察检漏仪压力表上数值的 变化。在5min内，没有变化说明系统没有泄漏；如下降过快，证明冷却系统存在 严重泄漏，如图5-28所示。
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2. 水冷系统的组成
汽车发动机的水冷系统包括水泵、散热器、风扇、节温器、补偿水桶、发动 机机体和缸盖中的水套等。
散热器内的冷却水经水泵加压后进入汽缸体和缸盖水套，吸收了大量热量后 流回散热器。在汽车运动过程中的相对气流以及风扇的抽吸作用下，空气高速流 过散热器，使流过散热器芯的冷却水得到冷却，热量散发到大气中。冷却后的水 又被水泵抽出并加压送入发动机的水套，冷却液不断循环，发动机不断得到冷却。
汽缸盖出水口的冷却水沿出水管
全部进入散热器冷却，进行大循
环。
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2.5 风扇
风扇安装在散热器后面，当风扇旋转时对空气产生吸力，使之沿轴向流动。风
扇旋转时吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却
速度。
汽车发动机水冷系多采用低压头、大风量、高效率的轴流式风扇，即风扇旋转
图5-29 逆时针旋松压力排放螺栓
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图5-30 将滑移阀移至气囊“BLADDER”位置
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检查测量 如何检查散热器盖？
①拆下散热器盖并用水冲洗散热器 盖接合面。
②使用带合适适配器的冷却系统 压力测试仪以便对散热器盖进行测试。 测试散热器盖是否在当冷却系统压力测 试仪超过散热器盖的额定压力时，压力 释放；能保持额定压力至少10秒钟。当 超过散热器盖的额定压力时，散热器盖 没有释放压力或者散热器盖不能保持额 定压力，则更换散热器盖。如图5-31所 示。
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Leabharlann Baidu
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2.1 散热器
发动机水冷系统中的散热器由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。冷 却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的冷却液由于向空气散热而 变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温，所以散热器是一个热交换器。 散热器一般用黄铜、铝和铝锌等材料制成。散热器中冷却液的流动方向有横流和 纵流两种形式。轿车用发动机一般采用横流式散热器，以降低散热器的高度。
冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用水最好是软水，否则将在发动机水套中
产生水垢，使传热受阻，易造成发动机过热。纯净水在0℃时结冰。如果发动机冷
却系统中的水结冰，将使冷却水终止循环引起发动机过热。尤其严重的是水结冰
时体积膨胀，可能将机体、汽缸盖和散热器胀裂。为了适应冬季行车的需要，在
水中加入防冻剂制成冷却液以防止循环冷却水的冻结。最常用的防冻剂是乙二醇。
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检查测量 如何检查传动皮带？
在检查之前，应保证正时带不接触机油、水或蒸气。主要检查齿带有无开裂、 软化、侧面磨亮、表面剥落、起层、拉长、严重磨损等现象，有则应更换。
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检查测量 如何检查冷却液？
1.检查冷却液液面高度 打开发动机舱盖，可以看见发动机冷却液容器（图5-19）。如果冷却系统已经冷 却，可检查冷却液液位应在加注线标记的上方。如果液位过低，添加冷却液。 注意：必须在发动机冷却前提下，才能打开发动机冷却液容器的盖子。
不同汽车发动机冷却风扇的驱动方式也不尽相同，一些发动机的风扇和发电机
一起由曲轴皮带轮通过三角皮带驱动，现代轿车发动机一般采用电动风扇。
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汽车发动机的转速、负荷和环境气温等使用条件变化时，所要求的最佳冷却强 度也应变化，以保证发动机始终在最佳温度下工作。冷却强度可以用改变通过散热 器的空气流量或改变冷却水流量的方法进行调节。电动风扇由控制器或通过热敏电 阻开关控制。轿车发动机多采用两个电动风扇，既可以降低风扇直径和散热器高度， 又可以多级控制冷却强度。
2020/3图/3 5-23 安装测试以固定夹
图5-24 确保气囊的位置 26
检查测量 如何检查冷却系统泄漏？
③顺时针拧紧压力泄放螺栓后，将滑阀移至“BLADDER”（图5-25）。 ④反复推动真空泵手柄向气囊充气，直至压力达到25psi（172.375kPa），使气 囊密封住冷却系统加注口，如图5-26所示。
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机械驱动风扇多采用自动风扇离合器改变通过散热器的空气流量，硅油式风扇 离合器较为常见。硅油风扇离合器由主动板、从动板、双金属感温器及壳体等组成 （图2-7-14）。风扇装在壳体上，从动板与壳体之间的空间为工作腔，从动板与前盖 之间为贮油腔，硅油存于其中。从动板上有进油孔，由感温阀片和双金属感温器控 制。从动板外缘有一个由球阀控制的回油孔。冷却水温较低时，通过散热器的空气 温度不高，进油孔关闭，贮油腔的硅油不能进入工作腔，离合器分离。冷却水温较 高时，双金属感温器受热变形，从而带动阀片轴和阀片转过一定角度，将进油孔打 开，硅油进入工作腔。由于硅油黏度大，主动板通过硅油带动壳体和风扇一起转动， 使风扇转速迅速升高。
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（1）散热器芯 冷却管是焊接在进、出水室之间的直管，作为冷却水的通道。空气流过管的外
表面，从而使管内流动的水得到冷却。为了进一步提高散热效果和使结构紧凑，冷 却管大多采用扁圆形断面。
管片式散热器由许多冷却管和散热片组成，在冷却管外面横向套装了很多金属 薄片（散热片）来增加散热面积，同时增加了整个散热器的刚度和强度。