5.1冷却系统的认识(课件）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（上海交通大学出版社）

第五章 冷却系统的结构与检修 目录 CONTENTS 冷却系统的认识 01 冷却系统的主要零部件 02 冷却系统常见故障的诊断与排除 03 04 冷却系统检修项目及内容 模块一 冷却系统的认识 冷却系统的功用和类型 一 发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度可高达2200～2800Ｋ，使发动机的零件温度升高，特别是高温气体接触的零件，如得不到及时冷却，则难以保证发动机正常工作。过热或过冷都会给发动机带来危害，冷却系统的功用是保证发动机在适宜的温度下工作。 汽车发动机的冷却方式有水冷却和风冷却两种，多数发动机采用水冷却。水冷却发动机是以冷却液作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中。目前汽车发动机上采用的水冷却系统大都是强制循环式水冷却系统，利用水泵强制冷却液在冷却系统中进行循环流动。 风冷却系统是利用高速流动的空气直接吹过气缸盖和气缸体表面，把热量散发到大气中，保证发动机在最有利的条件下工作。 采用水冷却系统时，应使气缸盖内的冷却液温度为80～95℃；采用风冷却系统时，铝气缸壁的温度允许值为150～180℃，铝气缸盖则为160～200℃。 冷却系统的工作原理 二 水冷却系统具有冷却可靠、布置紧凑、噪声小使用方便等优点。水冷却系统由水泵、散热器、风扇、冷却水套、冷却水管、膨胀水箱和节温器等组成，如图5-1所示。 冷却液的循环路线 三 当冷却液温度低于349Ｋ（76℃）时，石蜡为固体，在弹簧的作用下，节温器外壳处于最下端位置，主阀门关闭，副阀门打开。来自发动机缸盖出水口的冷却液从副阀门进入小循环软管，经水泵又流回水套中。当发动机冷却液温度达到349Ｋ（76℃）时，石蜡逐渐变成液态，体积膨胀而产生推力。由于节温器外壳为刚性件，石蜡迫使胶管收缩而对推杆锥状端头产生推力。因推杆固定于支架不能移动，其反推力迫使胶管、节温器外壳上移。这时，主阀门开始打开，有部分冷却液经主阀门进入散热器散热。 当冷却液温度超过359Ｋ（86℃）时，主阀门全开，副阀门刚好关闭，从缸盖出水口流出的冷却液全部经主阀门进入散热器散热。此时，冷却液流动路线长、流量大，冷却强度增大，称为大循环。 当发动机内冷却液处于上述两种温度之间时，主阀门和副阀门均部分开启，冷却液的大小循环同时存在，此时冷却液的循环称为混合循环。 发动机冷却液温度由高温状态下降时，液态石蜡逐渐恢复成固态，在弹簧弹力作用下，节温器外壳逐渐下移，先将副阀门打开，温度下降至349Ｋ（76℃）以下时，主阀门关闭。 桑塔纳轿车发动机的蜡式节温器安装于水泵下部。小循环水泵进水口通过软管与缸盖出水口相通，水泵主进水管通过软管与散热器下水室相通。当冷却液温度低于358K（85℃）时，节温器阀门不打开，冷却液只能进行小循环。当冷却液温度高于358K（85℃）时，节温器阀门开始打开，冷却液大、小循环都进行。当冷却液温度达到378K（105℃）时，节温器阀门全部打开，只进行大循环。冷却系统的大、小循环如图5-2所示。 冷却液 四 水冷却系统具有冷却可靠、布置紧凑、噪声小使用方便等优点。水冷却系统由水泵、散热器、风扇、冷却水套、冷却水管、膨胀水箱和节温器等组成，如图5-1所示。 １．冷却液的组成 冷却液通常由水、防冻液组成，有的柴油机冷却液中还含有一定浓度可防穴蚀的添加剂。防冻液通常为工业用乙烯乙二醇或丙烯乙二醇。 冷却液中的水应使用纯净水或软化水，否则在冷却液腔中产生水垢，使传热效果变差而导致发动机过热。 如果只有硬水，则需经过软化后，方可注入冷却系统中使用。硬水软化的常用方法是：在1Ｌ水中加入碳酸钠（纯碱）0.5～1.5ｇ，或加入0.5～0.8ｇ氢氧化钠（烧碱），或加入10％的重铬酸钠（红钒）溶液30～50μＬ ２．防冻液 如果仅使用水来作为冷却介质，则在冬季可能因冷却水结冰膨胀而使气缸体和气缸盖胀裂。为了降低冷却水的冰点，以适应冬季行车的需要，可在冷却水中加入适量的可以降低冰点、提高沸点的防冻液配成冷却液。用工业乙二醇配制的防冻液配方（乙二醇的浓度）与冰点的关系见表5-1。由表5-1看出，随着乙二醇含量的增加，防冻液的冰点降低，可以根据不同地区的气候条件来选择乙二醇与水的比例。此外，还因为乙二醇本身的沸点较高（197.4℃），它又可提高防冻液的沸点。例如，在密封的冷却系统内，以防冻液作为冷却液，其沸点可高达110℃，这对于负荷变化大、冷却液容易沸腾的重型汽车发动机是有利的。 冷却液中防冻液的浓度不宜过高，也不宜过低，一般应控制在40％～68％。浓度太低，达不到防冻的效果；浓度太高，则会降低冰点。一般50％浓度的冷却液的冰点可达-33℃，可满足我国绝大部分地区的使用要求。 在加注冷却液时应打开发动机上的放气阀（如果有的话），加注速率不宜太快，让发动机中的空气通过排气管排出。加注不宜过满，应让冷却液