项目五 发动机冷却系统（教案）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（吉林大学出版社）

项目五 发动机冷却系统 一、教学目标 知识目标： 1、了解冷却系的分类。 2、熟悉水冷系的工作原理。 3、掌握水冷系的作用、组成、结构原理。 4、掌握水冷系的循环路线分析。 技能目标： 1、冷却系的识别。 2、离心式水泵的维修。 3、节温器的检查。 4、冷却液的更换。 二、课时分配 　　建议总课时：4课时 三、教学重点 1、冷却系统基础知识。 2、冷却系统主要部件认知。 四、教学难点 　　1、冷却系的组成、作用、结构原理。 　　2、冷却系的工作原理。 五、教学内容 任务一 　冷却系统基础知识 一、冷却系功用 　　冷却系的功用就是保持发动机在最适宜的温度范围内工作。目前，汽车上广泛采用的水冷式发动机正常工作温度（冷却液温度）一般为80℃～90℃。 二、冷却系分类 　　根据所用冷却介质不同，汽车发动机的冷却系可分为水冷式和风冷式。 　1、水冷系 　　汽车发动机的水冷式冷却系大都采用强制循环，即利用水泵提高冷却液的压力，冷却液在发动机中强制循环流动。强制循环水冷却系由散热器、散热器盖、电动风扇、散热器出水软管、膨胀水箱、水泵、发动机水套、节温器、散热器进水软管等组成。 2、风冷系 　　风冷系是利用高速流动的空气直接吹过气缸体和气缸盖表面，将热量散发到大气中,以保证发动机在最有利的温度范围内工作。 任务二 　冷却系统主要部件认知 一、水冷系的主要部件 　　水冷系主要由散热器、电动风扇、水泵和节温器、冷却液温度传感器等组成。 1、散热器 　　（1）散热器的功用和结构 　　散热器的作用是将水套中出来的热水自上而下或横向的分成许多小股并将其热量散发到周围的空气中。为了集中风向，提高冷却效果，散热器后面还装有导风罩。 　　散热器由上水室、下水室及散热器芯三部分构成。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。 　　（2）散热器盖 　　散热器盖的作用是密封水冷并调节系统的工作压力。散热器盖安装在加水口上。对于闭式冷却系来说，系统与外界大气不直接相通，所以散热器盖上带有蒸汽——空气阀，如下图所示。使冷却系的压力高于大气压力，冷却液的沸点有所提高。　 　　（3）补偿水箱 　　补偿水箱如下图所示，其上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，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，无需打开散热器盖。 　 1-散热器；2-散热器水箱出水管；3-水泵；4-节温器；5-水套出气管； 6-散热器水箱进水管；7-补偿水箱；8-散热器出气管；9-补充水管；10-旁通管 散热器盖结构及工作原理 2水泵 　　（1）水泵的功用 　　水泵的功用是对冷却液加压，使之在冷却系中循环流动。 　　（2）水泵的工作原理 　 1- 水泵壳体；2-水泵轴；3-叶轮；4-进水管；5-出水管 离心式水泵的工作原理 3、冷却风扇 　　（1）风扇的功用及结构 　　风扇的功用是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。 　 　　（2）电动风扇 　　大多数轿车和发动机横置或后置的汽车均采用电动风扇。如图下所示，电动风扇由电动机驱动并由蓄电池供电。风扇转速与发动机转速无关。 4、冷却强度调节装置 　　（1）节温器 　　节温器的功用是随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。 　　双阀蜡式节温器的结构如下图所示。节温器的上支架和下支架与阀座铆成一体。中心杆上端固定在上支架的中心，其下部插入橡胶管的中心孔内，中心杆下端呈锥形。橡胶管与感应体外壳之间的空腔里装有石蜡。　　 1-大循环阀；2-盖和密封垫；3-上支架；4-胶管；5-阀座；6-通气孔； 7-下支架；8-石蜡；9-感应体；10-小循环阀；11-中心杆；12-弹簧 双阀蜡式节温器 　　当发动机内水温升高到359K（86℃），大循环阀完全开启，小循环阀完全关闭，冷却液全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却液流动路线长，流量大，冷却强度强。 　　当冷却液温度在349K～359K（76℃～86℃）之间时，大小循环同时进行。 1- 双阀节温器；2-水套；3-水泵；4-散热器；5-旁通管 冷却液的大小循环 　　节温器的布置方式有两种：出口温度控制方式（传统式）和进口温度控制方式（新款式），如下图所示。 出口温度控制方式 进口温度控制方式 1-水泵；2-节温器；3-上水管；4-散热器；5-下水管；6-旁通道；7-排气孔 节温器的布置方式 　　（2）百叶窗 　　百叶窗的作用是在冷却液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。 　　（3）硅油风扇离合器 　　风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发动机功率的10%。试验证明，水冷系只有25%的时间需要风扇工作。为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，降低污染，节约燃料，多采用硅油风扇离合器。 二、冷却液 　　冷却液是发动机冷却系统中最重要的工作介质，汽车常用的冷却液有水及加有防冻剂的防冻液。 1、水冷却液 　　水冷却液是指直接用水作冷却液。但是，水的沸点低，易蒸发，需经常添加。冷却液不宜加河水、井水等含矿物质的水，以免产生水垢，导致冷却系统散热不良。要求添加雨水、雪水或离子交换水，这给冷却液添加造成困难。水在严寒的冬季易结冰，需放水过夜，否则会造成结冰时体积膨胀，胀裂机体、缸盖的严重事故。 2、防冻液 　　防冻液由水、防冻剂、添加剂三部分组成。乙二醇型防冻液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68℃，这种防冻液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点，是一种较为理想的防冻液。 　　在防冻剂中，一般还要加入着色剂，使冷却液呈蓝绿色或黄色，以便识别。 三、电子控制冷却系统 　　1、电子控制冷却系统的组成 　　高尔夫APF型发动机上应用的电子控制冷却系统的组成如下图所示。 　　（1）发动机控制单元J361　　 　　（2）温度旋钮电位计G267和温度翻板位置开关F269　　 　　（3）冷却液温度传感器G62和散热器出口温度传感器G83 　　（4）温度调节单元F265 　　 2、冷却循环控制 　　（1）发动机冷起动和部分负荷 　　 　　（2）发动机全负荷 　　 3、冷却风扇的控制 　　发动机全负荷工作时，要求具有足够的冷却能力。两个风扇电机都设置了两个转速挡。控制单元依据发动机出水口和散热器出水口的温度差异来控制风扇的转速。发动机控制单元中存储有风扇介入或切断的两张特性图，它们的决定性因素是发动机转速和负荷。如果故障发生在第一风扇的输出端，则第二风扇将被激活；如果故障发生在第二风扇的输出端，则控制单元使节温器完全打开，进入安全模式。在车速高于100km/h时，风扇不工作，因为高于此车速，风扇无法提供额外的冷却。当空调工作时，两个风扇都工作。 六、课后作业 　　完成本项目后的课后练习。 学科网（北京）股份有限公司 $$