汽车发动机构造与拆装项目四：任务 一：冷却系统的构造与拆装
应知目标
学习目标
描述冷却系统的作用、结构、类型 描述冷却系统的工作原理 描述冷却系统不同零部件的功能 描述冷强度的调节方式
§4.1 概 述
一、冷却系作用 在保证发动机的转速和工作 状况下，保持有效的发动机工作温度，即将温 度控制在理想的范围内，尽可能使得发动机的 各项性能达到最佳。
(5)安装完成，加注冷却液并检查冷却液液位。
车用发动机采用轴流式风扇的三种型式
结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶
片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45 °的安 装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年 来轿车上还采用了电动风扇。
风扇常和发 动机一起由曲 轴带轮通过V带 驱动。为调节V 带的张紧程度， 通常将发电机散热器后部，由电 驱动。
作用：冷却风扇通过散热器吸入空气以改善热量
从冷却液至大气的热传递，从而达到冷却的效果。
特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流
式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式 风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率 高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发 动机上得到了广泛的应用。
（7）拆卸完毕后检查。除了缸体与缸盖中的冷却水套， 冷却系统就拆卸完毕了，如图4-15所示。之后要对零部件 进行检查，确认并更换损坏的元件，再进行装复。
2.安装冷却系统
(1)安装电子节温器。安装前认真清洁所有零件尤其是外壳 结合表面，保持拧紧冷却套的螺栓不能生锈或损坏，清洁 螺栓，以防损坏发动机上的螺纹孔。要注意线束接头和水 管接头是否接好。
管片式
管带式
散热器盖
汽车上广泛采用闭式水冷系，该水冷系的散热气 盖具有空气——蒸汽阀，可自动调节冷却系内部压 力，提高冷却效果。
盖 真空阀弹簧
真空阀
压力阀弹簧 压力阀
发动机热态正常时，两阀 门关闭，将冷却系与大气隔 开。因水蒸气的产生使冷却 系内的压力稍高于大气压力， 提高了冷却水的沸点，改善 了冷却效能。当散热器内部 压力达到126～137Kpa时， 蒸汽阀开启而使水蒸汽从通 气孔排出；当水温下降，冷 却系内部的真空度低于10～ 20Kpa时，空气阀打开，空 气从通气孔进入冷却系，以 防散热器及芯管被大气压瘪。
缓冲罐的作用 在冷 却系统中提供了一个 空气间隙，使冷却液 能够膨胀和收缩。
3、节温器
功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的
循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。
节温器装在冷却水
推杆
循环的通路中，根据
发动机负荷大小和水
温的高低自动改变水
的循环流动路线，以
达到调节冷却系的冷
弹簧
却强度。节温器有蜡
§4.3 风 冷 系
一、工作机理：
利用高速空气流直接吹过 气缸盖和气缸体的外表面，把 从气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。
二、结构
发动机气缸和气缸盖采用 传热较好的铝合金铸成，结构 简单、重量轻、故障少，无需 特殊保养，但是由于材料质量 要求高，冷却不够均匀，工作 噪音大等缺点，目前在汽车上 很少使用。
小循环 冷却水温度较低时（70℃），节温器的 主阀门关闭、旁通阀门开启，冷却水流经散热器而 流经节温器旁通阀后直接流回水泵进水口，被水泵 重新压入水套。
冷却水的小循环路线：水套→节温器主阀门→散热器上水室 →旁通管→水泵进水口→水泵→水套。
大循环 冷却水温度升高时（超过80℃），节温器的主阀门
开启，旁通阀门关闭旁通孔，冷却水全部经主阀门流入散 热器散热后，流至水泵进水口，被水泵压入水套，此时冷 却水在冷却系统中的循环称为大循环。
（2）安装机油冷却器，如图4-17所示
（3）安装水泵及带轮。首先对清洗好的零部件进行检查， 对磨损过度的零件进行更换。所有的密封衬垫都需要更换， 结合面在安装时要均匀涂抹一层密封胶。
（4）安装散热器。将散热器落座进入原位，安装固定支 架并根据做好的标记复位所有管路以及节温器线束。注意： 水管管卡松动的必须更换管卡。
可调节支架
风扇的驱动V带张紧装置
6、机油冷却器
作用：对发动机机油进行冷却，确保发动机正常
工作。
7、气缸盖、气缸体中的水套
为了更好地对发动机进行冷却，在发动机的气缸盖和气 缸体中挖出了很多“隧道”和“内孔”，俗称水套，这样可以更 近、更直接地带走发动机热量，尽快将发动机的温度降下来。 对于发动机水套来说，我们一般只考虑它是否漏水、生锈、 堵塞。在每次拆卸下来后都要进行清洗，用压缩空气吹通、 吹干。
水冷系由水泵、缓冲罐（膨胀水箱）、 节温器、散热器、冷却风扇、机油冷却器、 水套等组成。
1、水泵
水泵的作用 发动
机冷却系统的动力部件， 用来跟冷却液加压。
水泵上有一个带轮， 用皮带与发动机曲轴传 动皮带连接，将发动机 产生的动能转化成冷却 液循环的动力。水泵使 排放孔槽盖住，防止冷 却液泄漏。
离心式水泵工作原理
当叶轮旋转时，水泵中
的水被叶轮带动一起旋转， 在离心力作用下，水被甩 向叶轮边缘，然后经外壳 上与叶轮成切线方向的出 水管压送到发动机水套内。 与此同时，叶轮中心处的 压力降低，散热器中的水 便经进水管被吸进叶轮中 心部分。
1－水泵壳体 2－叶轮 3－进水管 4－出水管
2、缓冲罐（膨胀水箱）
缓冲罐是一个带螺纹 压力盖的塑料罐。缓 冲罐的安装位置比所 有其他冷却液通道高。
（5）拆卸机油冷却器。如果要拆卸机油冷却器，必须先 要将发动机润滑油放掉，若不更换润滑油，可以先将放出 的润滑油存储，之后再装回去。要拆卸机油冷却器，只需 拧松管道接头上的螺栓和机油冷却器上的螺栓即可
（6）拆下电子节温器。用120件成套工具中的内六角松下 内六角螺栓后就可以取下电子节温器，如图4-14所示。例 如，科鲁兹汽车的电子节温器可以对冷却水进行加热，要 注意它的线束接头和水管接头
式和乙醚皱纹筒式两
种，目前多数发动机
外壳
采用蜡式节温器。
主阀门
石蜡 胶管
4、散热器
作用
上水箱
散热器又称为水箱， 由上水室、散热器芯 和下水室等组成。安 装在保险杠后方的车 身横梁上。其作用是 将冷却水在水套中所 下水箱 吸收的热量，吸走散 发到空气中，使发动 机降温。
散热器盖
进水管 安装处
出水管口 散热器芯
冷却水的大循环路线：水套→节温器主阀门→散热器上水室 →冷却管→散热器下水室→水泵进水口→水泵→水套。
混合循环 当水温在70~80℃时，节温器主副阀门都处于部分 开启的状态，此时大、小循环都存在，只有部分冷却液流经 散热器进行散热。
§4.4 水冷系的组成
水冷系的组成
水冷却系是以冷却液作为冷却介质，把 发动机受热零部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系大都 是强制循环式水冷系，利用水泵强制水在 冷却系中进行循环流动。
§4.3 水冷强制的调节方式
因为汽车需要在各种环境下都能保证汽车发动 机处于正常工作温度，所以需要适时的改变冷 却强度。改变冷却强度通常有两种调节方式， 一种是改变通过散热器的空气流量；另一种是 改变通过散热器的冷却水流量。 1、改变通过散热器的空气流量 通过利用百叶窗和各种自动风扇离合器来实现 改变通过散热器的空气流量。百叶窗可以调节 空气流量，防止冬季冻坏水箱，多是人工调节， 也有采用自动调节装置的。自动风扇可以根据 发动机的温度自动控制风扇的转速。
2、改变通过散热器的冷却水流量 通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。
节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸 盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低 自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系统 冷却强度的目的。节温器使冷却液有大小循环、大 循环、混合循环3种循环路线。如下图所示。
常用散热器芯的结构型式
（1）管片式 由若干扁形或圆形冷却管组成。 空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的水得到冷却。 管片式散热器因结构刚度较好广为汽车发动机所使用。
（2）管带式 由若干扁平冷却管组成。 水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似百叶窗的 孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。
冷却系
小结
作用
冷却系的工作原理
大、小循环 水泵
水冷系
缓冲罐
节温器
主要部件 散热器 冷却风扇
机油冷却器 气缸盖、气缸体中的水套
风冷系
与水冷系的区别
1.拆卸冷却系统
（1）放水。将冷却后的发动机的散热水箱下面的放水螺 塞打开，用准备好的水桶接冷却液
（2）做标记。理清各根水管、线束的走向以及插头的位 置。做好标记，贴好标签或者拍照记录下来，以免忘记。
（3）拆卸散热器。用史丹利120件套中的平口起子，拆卸 大小水管，用手拔出节温器线束插头。取下与发动机主机 有联系的所有水管接头，将散热器与发动机分离，
（4）拆卸水泵。首先用专用夹具将飞轮锁死，在 没松张紧轮的情况下，用扭力扳手将水泵带轮上 的3颗螺钉拧松，再松张紧轮。取下传动皮带，取 下水泵带轮。之后，用套筒拧松水泵上的螺栓取 下水泵转子
{ 二、冷却系的分类
水冷式 风冷式
1、水冷式：汽车上大多采用水冷系统，因
为汽车缸数多、排量大，因此发热量就大， 以冷却液为介质，强制循环，实现冷却。
2、风冷式：现在主要应用在摩托车上，
因为缸数少、排量小，因此发热量就小， 只要迎面吹来的风，就可以冷却。
§4.2 水冷系的工作原理
目前，汽车发动机多采用强制循环水冷系统。 其工作原理：水泵将冷却水从发动机外吸入 加压，使冷却水在发动机气缸盖和气缸体的 水套内流动，带走 零部件的热量。冷却水 吸热后自身温度升高，进入车前端的散热器 （水箱）内。由于汽车行驶和风扇的抽吸， 外界冷空气通过散热器，带走散热器内冷却 水的温度并送入大气。当散热器中的冷却水 得到冷却后，在水泵的作用下，再次吸入水 套。如此循环不止地冷却发动机的高温部件。