1.4冷却系统（课件）-《汽车构造与拆装》同步教学（电子工业版）

任务四 冷却系统 任务目标 ●知识目标 1.掌握冷却系统的功用与分类。 2.掌握冷却系统的工作原理。 3.掌握冷却系统各部件的结构与工作原理。 ●能力目标 1.能够独立完成冷却系统的拆装。 任务引入 在发动机工作期间，最高燃烧温度可能高达 2500℃，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在 1000℃以上。若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作条件恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、排气净化性、可靠性及耐久性的全面下降。 一、冷却系统的功用 相关知识 汽车冷却系统可以保证发动机迅速达到理想的工作温度，保证其工作可靠，得到良好的动力性和经济性，并且无论环境和工作条件如何变化，始终保持在这一温度范围。无论是在极冷或极热的条件下，无论是在交通堵塞的城市环境中还是在高速公路上全速行驶，发动机必须能够同样高速地运转。 二、冷却系统的分类 汽车发动机常见的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却。以空气为冷却介质的冷却系统称为风冷系统，以冷却液为冷却介质的冷却系统称为水冷系统。 发动机冷却系统如图 1-160 所示。 风冷系统 1 一风冷系统利用高速空气流直吹过汽缸盖和汽缸体的外表面，把从汽缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。 水冷系统 1 水冷系统以冷却液为冷却介质，通过对冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余热量并散发到大气中，根据冷却液循环方式的不同，水冷系同又可以分为蒸发式（利用水的温度差使冷却液在发动机中循环流动）、自然循环（冷却液在管道中自然流动）、强制循环（水泵强制冷却液在发动机中循环流动）三种方式，目前汽车上普遍采用的是强制循环水冷系统。水冷发动机如图 1-161 所示。 三、冷却系统的工作原理 冷却系统工作包括三个过程，分别是 升温过程 保温过程 散热过程 升温过程 1 升温过程即冷却系统吸收热量大于冷却系统散发热量的过程，也是冷却系统进行小循环的过程。 冷却系统小循环流动路线如图 1-162 所示。 保温过程 2 保温过程即冷却系统吸收热量与冷却系统散发热量达到平衡的过程，也是冷却系统小循环和大循环共同参与循环的过程。 冷却系统大循环流动路线如图 1-163 所示。 散热过程 3 散热过程即冷却系统散发热量大于冷却系统吸收热量的过程，也是冷却系统小循环和大循环共同参与循环的过程，更是冷却系统的散热器，通过电子扇的旋转进行强制热交换的过程。 四、冷却液 冷却液是汽车发动机不可缺少的一部分。它在发动机冷却系统中循环流动，将发动机工作中产生的多余热能带走，使发动机能以正常工作温度运转。汽车常用的冷却液有水及加有防冻剂的防冻液。 水冷却液 1 直接用水作为冷却液，具有简单和方便的特点。但水沸点低，易蒸发，需要经常添加 防冻液 2 现代轿车普遍采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能力。专用冷却液一般呈深绿色或深红色，有一定毒性，使用时应注意。发现冷却液泄漏应及时检查并添加。 五、风扇 风扇的功用 1 风扇的功用是提高通过散热器芯的空气流速和流量，增加散热效果，加速冷却液的冷却。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却液加速冷却，如图 1-164 所示。 风扇的类型 2 风扇按制造材料可分为金属叶片风扇和工业塑料风扇，如图 1-165 所示。 风扇按驱动的动力可分为机械风扇和电动风扇，如图 1-166 所示。 风扇的控制装置 3 风扇控制装置用以控制风扇的运转与转速，改变流经散热器芯的空气流量，从而调节冷却强度，保证发动机在最有利的温度范围内工作，提高发动机的使用寿命。同时，还可以减少风扇的功率消耗，降低发动机噪声。 （1） 机械风扇的控制装置 机械风扇的控制装置主要有两种 硅油风扇离合器 电磁风扇离合器 ①硅油风扇离合器。 硅油风扇离合器是一种以硅油为介质，利用通过散热器芯、吹向风扇的气流的温度高低改变风扇转速的风扇控制装置。硅油风扇离合器安装在风扇与水泵之间，如图 1-167 所示。 硅油风扇离合器由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承和风扇等组成，如图 1-168 所示。 ②电磁风扇离合器。 电磁风扇离合器是一种根据冷却液温度，通过冷却液温度感应开关和电路控制风扇运转的装置，如图 1-169 所示。 电磁风扇离合器的结构如图 1-170 所示。 有些轿车上采用双电动风扇的冷却系统，该系统风扇噪声小、功率低、冷却效果好，但结构复杂、成本高。电动风扇以蓄电池为动力，其转速与发动机转速无关。电动机的开关由位于散热器的温度传感器控制，由于冷却液温度高，即使发动机已熄火，风扇仍可能转动，如图 1-171 所示。 （2） 电动风扇的控制装置 六、水泵 作用与结构 1 水泵的作用是对冷却水加压，使冷却水在冷却系统内循环流动。汽车发动机广泛采用离心式水泵。其基本结构由水泵壳体、水泵轴、叶轮及进、出水管等组成，如图 1-172 所示。 工作原理 2 当水泵叶轮按图示方向旋转时，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甩向水泵壳体的边缘，然后经与外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。同时，叶轮中心处压力降低，散热器内冷却液经过进水管吸入泵腔，使整个冷却系统内的冷却液循环流动。 水泵一般由曲轴通过 V 形带驱动。有些发动机的水泵由凸轮轴直接驱动。 七、节温器 作用与结构 1 节温器的作用是根据发动机的工作温度自动控制冷却液的流量和循环路线。 汽车发动机装用的节温器基本是蜡式节温器，主要由主阀门、副阀门、推杆、节温器壳体和石蜡等组成，如图 1-173 所示。 工作原理 2 温度低时，石蜡呈固态，主阀门被主阀门弹簧压紧在阀座上，处于关闭状态。此时，副阀门开启，冷却液进行小循环。 温度升高时，石蜡逐渐熔化成液体，体积膨胀，迫使胶管收缩对推杆端部产生向上的推力，由于推杆固定在支架上，推杆对胶管、节温器壳体产生向下的反推力。 蜡式节温器的工作原理如图 1-174 所示。 水冷系统大、小循环路线示意图如图 1-175 所示。 大循环：当发动机冷却液升高到一定温度时，节温器主阀门完全开启，副阀门关闭。 小循环：当发动机冷却液温度较低时，节温器主阀门关闭、副阀门打开。 八、散热器 散热器的作用和材料 1 散热器的作用是增大散热面积，加速冷却液的冷却。冷却液经过散热器后，其温度可降低10~15℃，为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。散热器一般用铜或铝制成。 散热器的构造 1 散热器又称水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成，如图 1-176 所示。 散热器芯由许多冷却管和散热片组成。对于散热器芯应该有尽可能大的散热面积，采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的构造形式有多种，常用的有管片式和管带式两种，如图 1-177 所示。 目前，汽车发动机多采用闭式水冷系统，这种冷却系统的散热器盖具有空气—蒸汽阀，如图 1-178 所示。 加注防锈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，都装有膨胀水箱。膨胀水箱的上方用一根软管通大气，另一根软管与散热器的溢流管相连。膨胀水箱内部印有两条液面高度标记线，膨胀水箱内的液面高度应位于这两条刻度线之间，如图 1-179 所示。 任务实践 实践名称 冷却系统的拆装。 工作准备 实训车辆、水盆、发动机吊装架、扭力扳手、螺丝刀、鲤鱼钳、常用拆装工具等。 实践要求与注意事项 （1）明确操作规范和职责范围，预防潜在危险。 （2）实践操作过程中保持场地卫生及安全，不嬉戏打闹。 （3）在使用举升机的过程中应上好保险后再开始工作。 （4）使用维修手册时，要注意避免破损，手册与使用车型相对应。 操作步骤及方法检修 （1） 水泵的拆装 （1）拆卸。拆下发动机下护板，放出冷却液，如图 1-180 所示。 （2）拆下发电机皮带，如图 1-181 所示。 （3）把发动机吊起，拆下发动机支架，如图 1-182 所示。 （4）检查正时标记，并对齐上下轮的正时标记，如图 1-183 所示。 （5）然后松开张紧轮，取下正时皮带，如图 1-184 所示。 （6）检查水泵皮带轮外观及转动情况。松开水泵固定螺栓，即可取下水泵，如图 1-185 所示。 （7）取出水泵，此处水泵叶轮已经损坏，只剩下金属轴，如图 1-186 所示。 （8）拆卸完毕。损坏的水泵如图 1-187所示。 （9）安装。将新的水泵按拆卸过程的相反顺序安装，如图 1-188 所示。 （2） 节温器的拆装 （1）拆卸。打开发动机舱，安装防护垫，如图 1-189 所示。 （2）拧开冷却液加注口盖，如图 1-190 所示。 （3）取下水温传感器线束插头，如图 1-191 所示。 （4）放掉冷却液。松开散热器进口软管卡扣，拔出散热器进水软管，如图 1-192所示。 （5）松开节温器紧固螺栓，如图 1-193所示。 （6）取下节温器总成，如图 1-194 所示。 （7）拆卸完毕。节温器如图 1-195 所示。 （8）安装，将节温器总成安装到位，拧紧紧固螺栓（图 1-196）。按拆卸过程的相反顺序安装即可。 注意：安装前，认真检查节温器总成的工作情况。若损坏，应及时更换。 （9）一切就绪后，加注冷却液，如图 1-197 所示。 （10）起动车辆进行预热，检查冷却液液位和管道泄漏情况，冷却液不够应再次添加，如图 1-198 所示。 $$