汽車發動機構造與維修項目五汽車發動機構造與維修項目五汽車發動機構造與維修項目五任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查1.冷卻系統的功用發動機運轉時，混合氣在氣缸中燃燒后產生大量熱能，最高燃燒溫度可達2500℃，其中一部分熱能直接傳導給發動機機件，若不進行適當冷卻，發動機將會過熱，導致工作條件惡化，零部件強度降低，機油變質，零部件磨損加劇，最終使發動機動力性、經濟性、排放性、可靠性及耐久性全面惡化。冷卻系統的功用就是對發動機進行冷卻，使發動機在最適宜的溫度范圍內工作（80~90℃），并使各機件維持正常的膨脹性能，且相互之間保持正常間隙，燃料供給及潤滑系統正常發揮作用。任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查2.冷卻系統的類型

根據冷卻介質的不同，冷卻系統可分為風冷式和水冷式，如圖所示。汽車發動機大多采用水冷系統。

任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查3..冷卻系統的組成

目前汽車發動機中廣泛采用強制循環式水冷卻系統。它主要由冷卻風扇、水套、散熱器、節溫器、水管、水泵和傳感器等組成，如圖所示。

任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查4.冷卻系統的工作原理

水冷發動機的氣缸體和氣缸蓋中都鑄有用于儲水的連通的夾層空間，稱為水套。水泵將冷卻液由機外吸入并加壓，使其經分水管流入發動機機體、缸蓋。冷卻液接近受熱的高溫零件并吸收熱量，溫度升高后經節溫器和進水管進入散熱器內。經冷卻風扇強力抽吸，空氣流由前向后穿過散熱器，散熱器中的冷卻液在高速氣流作用下降溫，最后經散熱器出水軟管返回水泵，如此不斷循環。

任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查5.冷卻液的成分冷卻液由水、防凍劑、添加劑三部分組成，如圖所示。冷卻液要能在低于水的冰點溫度和高于水的沸點溫度時自由流動，且不會產生沉積和腐蝕。因此，在配制冷卻液時切忌用硬水調配，同時要參照維修手冊，選用標準推薦的防凍、防腐劑和混合比。任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查6.冷卻液的作用（１）防凍。用乙二醇配制的冷卻液最低可在-70℃環境下使用。市場上銷售的該類冷卻液，乙二醇濃度一般保持在33％~55％之間，即冰點-45~-20℃之間。要根據不同地域的實際需求合理選擇，如圖所示。任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查6.冷卻液的作用（２）防沸。加到水中的乙二醇會改變冷卻液的沸點。乙二醇濃度越高，冷卻液的沸點也就越高。－20℃時冷卻液的沸點為1045℃，而－50℃時沸點達到1085℃。如果冷卻系統采用壓力蓋，則冷卻液的實際沸點會更高，即使在炎熱的夏天，也能有效防止冷卻液“開鍋”，如圖所示。任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查6.冷卻液的作用（３）防腐。冷卻液最主要的功能是防腐蝕。腐蝕會逐步破壞冷卻系統內的金屬表面，嚴重時可使冷卻系統的管路壁穿孔，引起冷卻液漏失，導致發動機損壞。使用去離子水及適當的添加劑能防止各種腐蝕現象的出現，如圖所示。任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查6.冷卻液的作用（４）防銹。銹蝕是由冷卻系統內的氧化作用造成的。高溫和濕氣使銹蝕的過程加速。銹蝕產生的殘余物會堵塞冷卻系統，加速機件磨損并降低熱傳導的效率。冷卻液中的添加劑有助于防止冷卻系統通道內出現銹蝕。如圖所示。任務5.1冷卻液液面及系統密封性檢查6.冷卻液的作用（５）防垢。水中所含的各種雜質，包括金屬離子、無機鹽等，導致了結垢和沉淀，會大大降低冷卻系統的導熱效率，在許多情況下會對發動機造成嚴重損害。冷卻液所使用的去離子水，可以避免結垢和沉淀的形成，從而保護發動機，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修1.散熱器的功用散熱器將冷卻液的熱量通過流動空氣進行散發，使冷卻液迅速得到冷卻，以維持發動機的正常工作溫度，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修2.散熱器的類型按照冷卻液流動的方向，可將散熱器分為縱流式和橫流式，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修3.橫流式散熱器的結構任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修4.膨脹罐的功能和結構（１）膨脹罐的結構。膨脹罐多用半透明材料（如塑料）制成。透過罐體可直接觀察到冷卻液液面高度，無須打開散熱器蓋。膨脹罐的上部用較細的軟管及散熱器的加水管相連，底部通過水管及水泵的進水側相連。其安裝位置略高于散熱器，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修4.膨脹罐的功能和結構（２）膨脹罐的作用。當冷卻液受熱膨脹時，部分流入膨脹罐；當冷卻液降溫時，部分又被吸回散熱器，可使冷卻液不會溢失。當水冷系統中有氣泡時，會使冷卻液傳熱效率降低，尤其是有空氣時，還會加速金屬的腐蝕，因此膨脹罐的另一個作用是可以消除水冷系統中的所有氣泡，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修5.散熱器蓋的工作原理散熱器蓋上帶有空氣－蒸汽閥。空氣閥在散熱器內的氣壓下降時，及大氣連通，防止散熱器芯管被大氣壓壞。蒸汽閥一般在散熱器內壓力達到一定值時開啟，部分水蒸氣經泄氣管排入大氣，避免損壞散熱器，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修6.冷卻風扇（１）冷卻風扇的類型。冷卻風扇分為機械傳動式、硅油傳動式和電動式三種，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修6.冷卻風扇（２）冷卻風扇的作用。冷卻風扇用于提高流經散熱器的空氣的流速和流量，以增強散熱器的散熱能力并冷卻發動機附件。（３）冷卻風扇的安裝位置。冷卻風扇多為軸流式，裝在發動機殼及散熱器之間，及水泵同軸驅動。（４）冷卻風扇扇風量的相關因素。冷卻風扇的扇風量主要及風扇的直徑、轉速、葉片形狀、葉片安裝角及葉片數量有關。

任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修6.冷卻風扇（５）電動式冷卻風扇的結構及工作原理。轎車多采用由電動機驅動的溫控電動風扇，風扇電動機由裝在散熱器一側的雙速熱敏開關控制。當冷卻液溫度為８１～８４℃時，冷卻風扇停轉；當冷卻液溫度為９２～９７℃時，冷卻風扇以低速運轉；當冷卻液溫度升至９０～１０５℃時，冷卻風扇高速運轉；當冷卻液溫度降至９１～９８℃時，冷卻風扇又改為低速運轉。

任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修7.散熱器常見損傷散熱器常見損傷有散熱管滲漏，散熱翼片堵塞、散熱翼片倒伏，如圖所示。

任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修8.散熱器蓋常見損傷散熱器蓋的常見損傷為限壓彈簧彈力減弱，如圖所示。任務5.2散熱器及冷卻風扇的維修9.電動冷卻風扇常見損傷電動冷卻風扇的常見損傷包括外部損傷和電動機損傷，如圖所示。任務5.3檢查及更換節溫器1.節溫器的結構及作用（１）蠟式節溫器的結構。蠟式節溫器由上支架、下支架、主閥門、副閥門、石蠟、感應體、中心桿、橡膠管和彈簧等組成，如圖所示。任務5.3檢查及更換節溫器1.節溫器的結構及作用（２）蠟式節溫器的作用。蠟式節溫器隨發動機負荷大小和冷卻液溫度的高低而自動改變冷卻液的流量和循環路線，保證發動機在適宜的溫度下工作，減少燃料消耗和機件的磨損。當發動機冷起動時，冷卻液的溫度較低，這時節溫器將冷卻液流向散熱器的通道關閉，使冷卻液經水泵入口直接流入機體或氣缸蓋水套，以便使冷卻液迅速升溫。任務5.3檢查及更換節溫器1.節溫器的結構及作用（３）節溫器的工作原理。①當冷卻液溫度低于７６℃時，主閥門完全關閉，副閥門完全開啟，由氣缸蓋出來的冷卻液經旁通管直接進入水泵，稱為小循環。冷卻液只是在水泵和水套之間流動，不經過散熱器，且流量小，因此冷卻強度弱。②當冷卻液溫度達７６℃左右時，石蠟逐漸變成液態，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對中心桿下部錐面產生向上的推力。桿的上端固定，因此中心桿對橡膠管及感應體產生向下的反推力，克服彈簧張力使主閥門逐漸打開，副閥門開度逐漸減小。③當冷卻液溫度升高到８６℃時，主閥門完全開啟，副閥門完全關閉，冷卻液全部流經散熱器，稱為大循環。此時冷卻液流動路線長、流量大，故冷卻強度強。任務5.3檢查及更換節溫器1.節溫器的結構及作用（４）節溫器的分類。節溫器分為蠟式、折疊（筒）式、雙金屬式。蠟式節溫器又分為單閥和雙閥式，目前多數發動機采用蠟式節溫器，如圖所示。任務5.3檢查及更換節溫器2.節溫器損傷的原因節溫器常見的損傷有兩種情況：一種是打不開或升程較小，這樣發動機冷卻系統就只能進行小循環，從而導致發動機溫度過高，不能長時間工作；另一種是不能關閉，這樣發動機冷卻系統就只能進行大循環，從而導致發動機暖機時間加長，發動機冷卻液溫度上升緩慢。這些都是石蠟泄漏造成的，如圖所示。任務5.4檢查及更換水泵1.水泵的結構和作用水泵的功用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系統中循環流動。汽車發動機廣泛采用離心式水泵，其基本結構由水泵殼體、水泵軸、葉輪及進出水管等組成，如圖所示。任務5.4檢查及更換水泵2.水泵的工作原理（１）當葉輪旋轉時，由于離心力的作用，冷卻液被甩向葉輪邊緣，在蝸形殼體內將動能轉化為壓力能，經外殼上及葉輪成切線方向的出水管壓送到發動機水套內。（２）吸水及壓水的同時，葉輪中心處壓力降低，散熱器中的冷卻液經進水管被吸進葉輪中心部分。任務5.4檢查及更換水泵3.水泵的常見故障（１）檢查有無滲漏。水泵的水封失效時，會有大量