模塊5冷卻系統結構與檢修學

習

目

標知

識

目

標（1）能夠說出冷卻系統的功用、組成和工作原理；（2）能夠描述冷卻系統主要部件的結構和工作原理。學

習

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標能

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標（1）學會冷卻系統主要部件故障的檢修；（2）學會冷卻系統維護作業；（3）學會冷卻系統常見故障的診斷和排除方法。123主要教學內容知識鏈接：冷卻系統結構知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護技能實訓：車輛冷卻液的更換知識鏈接：冷卻系統結構第一部分知識鏈接：冷卻系統結構5.1.1冷卻系統概述1.冷卻系功用 冷卻系的功用是使工作中的發動機得到適度的冷卻，從而確保其在最適宜的溫度范圍內工作。在可燃混合氣的燃燒過程中，氣缸內氣體溫度可高達2500℃。直接與高溫氣體接觸的機件（如氣缸體、氣缸蓋、氣門和活塞等），若不及時對其加以冷卻，將會影響發動機的動力性能和經濟性，縮短發動機的使用壽命。知識鏈接：冷卻系統結構2.冷卻系的分類1）水冷系統 水冷系統，如圖所示，以冷卻液為介質，熱量由機件傳給冷卻液，靠冷卻液的流動把熱量帶走，再散發到大氣中，使發動機的溫度降低，散熱后的冷卻液再重新流回到受熱機件處。知識鏈接：冷卻系統結構2）風冷系統 風冷系統，如圖所示，是利用高速流動的空氣直接吹過氣缸蓋和氣缸體表面，把熱量散發到大氣中，保證發動機在最有利的溫度范圍內工作。知識鏈接：冷卻系統結構3.水冷系的組成 冷卻系統由水泵、節溫器、散熱器、電動風扇、水管、水套、冷卻液膨脹水箱等組成，如圖所示。知識鏈接：冷卻系統結構4.水冷卻系統的工作原理 在水泵的作用下，強制冷卻液循環流動，冷卻液在發動機的水套、燃燒室壁、排氣口壁和氣缸蓋內等處吸收熱量后，經節溫器、出水管流入散熱器，并將熱量傳給散熱片使之被流經散熱器的空氣帶走，經過冷卻后的冷卻液再進入水套。如此循環，即可保持發動機的最佳工作溫度。知識鏈接：冷卻系統結構5.1.2水冷系統主要部件1.散熱器1）散熱器的功用2）散熱器的結構知識鏈接：冷卻系統結構3）散熱器芯 散熱器芯的構造型式有管片式、管帶式等，其最終目的就是盡可能提高散熱能力。知識鏈接：冷卻系統結構4）散熱器蓋 現代汽車發動機強制循環水冷系統都用散熱器蓋嚴密地蓋在散熱器加液口上，使水冷系統成為封閉系統，通常稱這種水冷系統為封閉水冷系統。知識鏈接：冷卻系統結構2.冷卻液膨脹水箱 冷卻液膨脹水箱由塑料制造并用軟管與散熱器加液口上的溢流管連接。其作用是減少冷卻系冷卻液的損失。知識鏈接：冷卻系統結構3.水泵1）水泵的功用 水泵是對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環流動。汽車上廣泛使用離心式水泵。2）離心式水泵的結構與工作原理知識鏈接：冷卻系統結構3）電子水泵 普通水泵，只要發動機運行就一直在工作，它會消耗一定的發動機功率，電子水泵可以輕松實現電子自動控制，如圖所示，帕薩特1.4TSI發動機。知識鏈接：冷卻系統結構電子水泵在下列條件下開始工作：①在發動機每次啟動后的短時間內，在發動機扭矩達到約100Nm以上。②在進氣歧管的增壓空氣溫度達到50℃以上。③當增壓空氣冷卻器前部和后部的增壓空氣溫度差別小于8℃時。④當發動機運行時每120秒工作10秒，以避免燃燒積炭。⑤根據發動機綜合特性曲線而定，在發動機關閉后工作0～480秒，以避免過熱而使廢氣渦輪增壓器形成氣孔。⑥如果增壓空氣冷卻器前部和后部的增壓空氣溫度差別小于2℃，說明冷卻液循環泵出現了故障。排氣警示燈K83打開。知識鏈接：冷卻系統結構電子水泵帶動的冷卻循環路線：知識鏈接：冷卻系統結構4.散熱風扇1）散熱風扇的功用 散熱風扇，提高通過散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。風扇通常安排在散熱器后面，當風扇旋轉時，對空氣產生吸力，使之沿軸向流動?？諝饬饔汕跋蚝笸ㄟ^散熱器芯，使流經散熱器芯的冷卻液加速冷卻，如圖所示。知識鏈接：冷卻系統結構5.冷卻強度調節裝置（1）改變通過散熱器的空氣流量 通常利用百葉窗和各種自動風扇離合器來實現改變通過散熱器的空氣流量。百葉窗是調節空氣流量并防止冬季凍壞水箱，多用人工調節，也有采用自動調節裝置的。知識鏈接：冷卻系統結構（2）改變通過散熱器的冷卻水的流量 通常利用節溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節溫器裝在冷卻水循環的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據發動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環流動路線，以達到調節冷卻系的冷卻強度。知識鏈接：冷卻系統結構蠟式節溫器的結構，如圖所示：知識鏈接：冷卻系統結構 當冷卻水溫度低于349K（76℃）時，石蠟為固體，在彈簧的作用下，節溫器外殼處于最下端位置，此時主閥門關閉，副閥門打開。來自發動機缸蓋出水口的冷卻水從副閥門進入小循環軟管，經水泵又流回水套中，如圖所示，形成小循環。知識鏈接：冷卻系統結構 當水溫超過359K（86℃）時，主閥門全開，副閥門剛好關閉，從缸蓋出水口流出的冷卻水全部經主閥門進入散熱器散熱。此時，冷卻水流動路線長、流量大，冷卻強度增大，稱為大循環，如圖所示。知識鏈接：冷卻系統結構 現在我們有些車輛采用了雙節溫器冷卻系統，如圖所示。使用雙節溫器分離兩個循環回路，主要有兩個優點：一是快速加熱氣缸體，可以降低曲軸連桿機構內部的摩擦；二是氣缸蓋得到良好的冷卻，降低了燃燒室的溫度，增加容積效率且降低發生爆震的可能性。知識鏈接：冷卻系統結構

帕薩特1.4TSI發動機冷卻系統采用雙節溫器冷卻循環路線，如圖所示。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護第二部分知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護5.2.1冷卻系統檢修1.散熱器和散熱器蓋的檢修1）散熱器的清洗 散熱器在使用過程中，會因腐蝕和積垢等原因影響冷卻效果。清洗散熱器，去除水垢，是恢復散熱器的散熱能力的有效方法。2）散熱器滲漏的檢測知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護2.水泵的檢修（1）泵殼的檢修：檢查泵殼和帶輪有無損傷。泵殼裂紋可進 行焊接或更換。殼與蓋接合面變形大于0.05mm，應予修 平。（2）水泵軸的檢修：檢查水泵軸有無彎曲和軸頸的磨損程 度，軸端螺紋有無損壞。水泵軸彎曲大于0.05mm，應冷 壓校正；軸頸磨損嚴重，應予更換。（3）水泵葉輪的檢修：檢查水泵葉輪的葉片有無破損，葉輪 上的軸孔與軸的配合是否松曠。葉片破損，應予焊修或 更換；軸孔磨損過度可進行鑲套修復。（4）水封裝置的檢查：水泵泄水孔漏水，則為水封密封不嚴。 若膠質水封磨損或變形應更換，水封密封圈可翻面使用。（5）水泵裝合后的檢驗：水泵裝合后，首先用手轉動皮帶 輪，泵軸轉動應無卡滯現象，葉輪與泵殼應無碰擦感 覺，然后在試驗臺上試驗。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護3.散熱風扇的檢修1）風扇葉片的檢修 當風扇葉片出現破損、彎曲、變形后，應及時更換。2）風扇電動機的檢修（1）以桑塔納發動機為例，檢查風扇電動機應在冷卻液溫度 低于84°C的狀態下進行。將點火開關轉置“ON”，風扇 電動機應不工作。（2）拔下風扇電動機接插件，用一根導線將接地端接地，再 用12V電源分別觸碰低速端和高速端，電機應分別作低 速運轉和高速運轉。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護（3）進一步檢查風扇電動機，如圖所示，在電路中串聯萬用 表檢查風扇電動機的工作電流，如果風扇能夠平穩運轉 且工作電流在5～8A范圍內，說明風扇電動機良好。（4）溫控開關的檢修 發動機若已熄火，風扇仍可能轉動。如果冷卻液溫度很高但風扇不轉，應檢查熔斷器。若熔斷器完好，則應停機檢查溫控開關，必要時檢查電動機的功能或更換有關部件。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護4.節溫器的檢修 節溫器的常見故障為：主閥門開啟和全開的溫度過高，甚至不能開啟；節溫器關閉不嚴。 檢查時，把節溫器放在盛有水的器皿中，然后加熱，檢查主閥門開始開啟和完全開啟時的溫度，以及全開時主閥門的升程，如圖所示。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護5.2.2冷卻系統維護1.冷卻液 發動機冷卻液功能：防止冷卻液凝固、防止冷卻系統部件生銹、防止過熱（沸點比水高）。1）發動機冷卻液 發動機冷卻液通常由水和防凍液組成。2）防凍液種類、性能要求 目前，國內使用的防凍液有乙二醇水、酒精水、甘油水等，其中乙二醇水型使用最為廣泛，它是由軟水和乙二醇加上防銹劑、防霉劑、pH調節劑、抗泡劑及著色劑等添加劑組成。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護 水冷式發動機使用了防凍液作為冷卻劑，其發動機也對防凍液提出了相應的性能要求：（1）凝固點低。最低凝固點應能達到—50℃左右，可防止水 箱及冷卻系統管路不被凍裂。同時保證汽車在低溫下隨 時起動。（2）沸點高，揮發性小。沸點應在100℃以上。（3）水垢少，導熱性好，充分起到冷卻發動機及其部件的作 用。（4）閃點高，不易著火燃燒。（5）不腐蝕金屬，不侵蝕橡膠。（6）不產生泡沫。知識鏈接：冷卻系統的檢修與維護2.冷卻液維護1）冷卻液液面高度的檢查2）選擇和更換防凍液時應注意事項（1）選擇優良品種的防凍液（2）加人防凍液前應清洗發動機冷卻系統（3）更換發動機防凍液時注意事項技能實訓：車輛冷卻液的更換第三部分技能實訓：車輛冷卻液的更換1.安全要求及注意事項（1）按規定穿戴工作服，不準赤腳或穿拖鞋、高跟 鞋和裙子上課，留長發者要帶工作帽；（2）實訓時思想要集中，不準說笑、打鬧等，服從 實習指導教師安排，嚴格遵循規定步驟拆裝；（3）工作場所、工作臺、通道、應保持干凈、整 潔，做到零件、工具、垃圾三不落地；（4）正確使用工具，并注意妥善保管；（5）拆裝零部件必須注意規范操作以免發生事故；（5）對有預緊力規定的螺栓、螺母要按正確的操作 順序和方法進行緊固；（7）拆下的零件應整齊有序擺放；（8）實訓完畢，清潔工具，按要求放回原處，并打 掃場地。技能實訓：車輛冷卻液的更換2.設備/工具/耗材要求1）設備：整車若干臺（根據學生數配備）2）工具：一些拆裝常用工具3）耗材：抹布技能實訓：車輛冷卻液的更換3.車輛更換冷卻液（1）車輛停放在舉升工位，如圖所示，準備好實訓 操作時的工具和耗材，如圖所示。技能實訓：車輛冷卻液的更換（2）安裝翼子板三件套，如圖所示，打開車輛引擎 蓋，觀察膨脹水箱液位，儲液罐液位應在MIN與 MAX刻度線之間，如圖所示，如冷卻液不足，判 斷冷卻系統是否存在泄漏。技能實訓：車輛冷卻液的更換（3）將儀表板上的暖風開關撥至右端如圖所示，打開 暖風控制水閥。起動發動機，車輛怠速運轉，如 圖所示。技能實訓：車輛冷卻液的更換（4）直至散熱風扇旋轉，用手握住水箱上下水管，如 圖所示，判斷溫度是否相等，以此確定節溫器已 全開。技能實訓：車輛冷卻液的更換（5）發動機熄火，在膨脹水箱蓋上，蓋上一塊抹布， 慢慢旋下膨脹水箱蓋，如圖所示。在發動機下 方，放置冷卻液收集盆，如圖所示。技能實訓：車輛冷卻液的更換（6）松開散熱器下水管夾箍，如圖所示，拔下水管， 放出冷卻液，如圖所示。技能實訓：車輛冷卻液的更換（7）把膨脹水箱抬高，如圖所示。使里面的冷卻液徹 底流向水箱經下水管排出，安裝膨脹