冷却系统的检查及保养

任务5　冷却系统的检查及保养

【学习目标】

通过本任务的学习，学会检查车辆冷却系统的渗漏情况，掌握更换冷却液的方法及注意事项，能够正确更换冷却系统的水泵。

【工作场景】

车辆停放在检修场地，拉起驻车制动器，打开发动机舱盖，在发动机舱两侧铺上防护垫。若环境亮度不够，准备好局部照明设备。

【基础知识】

一、冷却系统概述

冷却系统的作用是使发动机保持在适当的温度下工作。发动机燃烧室内混合气燃烧后会产生高温高压的燃气（约为800～2 000℃），所以必须对汽缸加以冷却，否则其中的运动件受热膨胀而导致正常间隙减小，机械强度降低。如果冷却过度也会造成汽缸充气量减少、燃烧不正常、功率下降、油耗增加及润滑不良等影响。

二、冷却系统的结构及工作原理

目前汽车发动机的冷却广泛采用水冷式，如图3－14所示。令发动机高温部件的热量通过缸套、缸盖传导给周围水套内的冷却水，然后将冷却水所吸收的热量散入外界大气中。发动机正常工作时，水套内水温应保持在80～90℃。

图3－14　冷却系统示意图

目前汽车发动机多采用强制循环水冷系统。发动机汽缸盖和汽缸体中都有水套。水泵将冷却水从机外吸入加压，使冷水在水套内流动，带走邻近部件的热量。冷却水吸热后自身温度升高，进入车前端的散热器（水箱）内。由于汽车前进和风扇的抽吸，外界冷空气通过散热器，带走散热器内冷却水的热量并送入大气。当散热器中的冷却水得到冷却后，在水泵的作用下，再次进入水套。如此循环不已地冷却了发动机的高温部件。

散热器位于汽车前端（个别的在车尾）汽车前进时的迎风处，上下端各有一个储水室，其间用众多细的冷却管相连。冷却管大多采用扁圆形截面。为了强化冷却效果，在冷却管外套上布置了许多金属散热片，以增加散热面积和散热器本身的刚度和强度。由冷却管和散热片组成的部件称为散热器芯。这种结构称为管片式散热器芯。

还有一种被广泛使用的是管带式散热器芯，它是由波纹状散热带和冷却管相间排列经焊接而成。在散热带上开有扰动气流的小翅，以提高散热能力。由于这种形式的散热效果好，便于制造，质量小，故被广泛采用。缺点是结构强度不如管片式。

对散热器芯的要求是所用材料的导热性好，一般多用黄铜片制造。为了节约用铜，铝制的散热器芯大有发展前途。目前多用在高级轿车和赛车上。

冷却水的加水口位于散热器上储水室，平时用盖紧闭，以防冷却水溢出。倘若冷却水中含水蒸气过多，压力过大，可能导致散热器发生破裂，因此必须设置排气口减压阀。由于冷却水与大气连通，故称为开式冷却系。这种形式的缺点是冷却水会不断地蒸发，需经常检查和补充。还有一种为闭式。发动机在正常热状态下，整个系统封闭与大气隔开，排气口关闭。若系统内压力过大，高于大气压力，排气口开启，与大气相通。目前闭式冷却系在排气口上广泛采用空气－蒸汽阀。

近年来，大部分汽车在冷却系统里都充加防冻液，以代替冷却水。与一般加冷却水系统的不同点是在散热器盖排气口需外接出一根橡胶或塑料管与储液罐相通。当受热膨胀时，防冻液就进入储液罐。温度降低时，罐内防冻液又被吸回入散热器内。由此可避免防冻液的损失，更不必经常添加。

在散热器的后方，有一个或两个散热风扇。风扇叶转动时，将汽车前方的空气吸进，令其通过散热器芯，将芯内热水的热量带走。风扇类似飞机的螺旋桨，它的叶片用薄钢板制成，也有用高强度工程塑料或铝合金铸成，有4～6片叶片。为了降低噪声和振动，叶片间夹角不等。为了提高风扇的冷却效果，有的风扇外廓加上一个护风圈。

冷却水泵用来驱使冷却系统内的冷却水加速流动，保证带出足够的发动机热量。最被广泛采用的是离心式水泵。因为它的结构简单，体积小而排水量大，即使坏了也不影响冷却水的流动。水从散热器的下储水室出来，进入水泵的旋转中心，再被转动着的叶轮甩向水泵壳四壁，最后沿切线方向从出口喷出，进到汽缸的水套里。在车辆的使用过程中，应经常检查水泵是否漏水。

某一具体车型的冷却系统是根据该车在某一常用工作状况下而设计的，然而汽车的使用条件千变万化。例如在夏季高温、发动机高负荷低转速的条件下，需要加强冷却，防止发动机过热；在寒冷的冬季、发动机在低负荷高转速的条件下，需要降低冷却效果。现代汽车一般都采用改变风扇的转速来控制冷却的效果。

改变冷却水流量的常用办法是在水路中增加节温器。一般设在汽缸盖的出水口处。当冷却水温过低时，节温器堵住冷却水不使它流入散热器，而令冷却水直接回到汽缸体的水套内。冷却水温高时，节温器将回流到水套的通路关闭，让冷却水通过散热器，加强对水的冷却。节温器本身起到双通阀的作用，常用的有折叠式和蜡式。前者对压力很敏感，后者结构简单，坚固耐用，价格便宜。

【技能训练】

一、冷却液的检查、更换

1．冷却液

冷却液一般是水和乙二醇基液的混合物。若该混合物停留在冷却系统内时间过长，在冷却管内部将会形成水垢和水锈，并阻塞冷却液管路，从而降低该系统的冷却性能。另外，冷却液的防锈与防冻性能随着时间的推移而降低。因此，发动机冷却液必须定期更换，而且，更换冷却液时必须清除冷却系统内的水垢和其他累积物。

加注冷却液时，一定要排除冷却系统内的空气。若发动机运转时冷却液内有气泡，发动机一发热，气泡膨胀，就会阻碍冷却液的正常循环；若气泡聚集在散热器内，将会影响热交换的进行，从而降低冷却系统的性能。因此，必须排出冷却系统内所有的空气。

2．检查

排放冷却液之前，检查冷却液的液位及其状况。若液位过低，检查冷却系统是否有渗漏现象。冷却液渗漏不仅会漏到发动机的外部，而且还会漏到发动机的内部。若冷却液（或储存冷却液的容器）很脏，内含褐色的油泥，则表明发动机机油渗漏到冷却系统内。若发动机机油呈乳白色，应该检查发动机机油。在任何上述一种情况下，均会引起严重故障。

冷却液必须从散热器和发动机排放（排放前打开膨胀水箱盖）。散热器的底部和发动机机体的侧面各有一个放水开关（或水堵、螺塞），车辆的品牌、款式等不同，具体位置也不同。

3．操作步骤

（1）拆卸散热器盖时，首先慢慢地旋转散热器盖，直到到达凹口。进一步旋转散热器盖之前，检查冷却系统内是否有压力。若怀疑系统内有压力，在旋转散热器盖之前用一块工作毛巾缠绕散热器盖，不要戴棉手套。因为高温的冷却液从散热器喷出，可能会渗透手套引起特别严重的烫伤。

（2）排放冷却液时，检查冷却液是否被机油或其他物质污染。

（3）如果在散热器内发现水垢、污物及其他异物，用自来水冲洗散热器。

（4）为排放储液罐内的冷却液，首先将储液罐从安装位置拆卸下来。清空储液罐后，用自来水将之冲洗干净。

（5）将所有排放的冷却液收集在适当的容器内，注意不要将冷却液溅到或流到周围的区域。用适当的方式处理排放的冷却液。

（6）如果软管与冷却系统脱离以便排放冷却液，那么加注冷却液前将其连接，并且要牢固地安装其固定卡箍，软管或卡箍如有损坏则必须更换。将放水螺塞紧固，准备加注冷却液。

（7）从膨胀水箱口加注冷却液。加注时要缓慢进行，以免形成气泡或泡沫。

（8）散热器的上软管内可能有空气遗留，用手挤压软管以确定所有的空气被排出。

（9）使发动机以怠速运转，不要用力踩油门踏板。使发动机逐渐升温，同时观察所有的地方是否有冷却液渗漏现象，若有渗漏及时处理；膨胀水箱的液面是否下降，若下降及时添加冷却液至上下标线之间。

（10）使发动机停止运转，冷却液更换完毕。

4．操作注意事项

（1）冷却液有毒，切勿入口。若意外地将之溅到眼内，立即用大量的清水冲洗，严重者到医院就医。

（2）排放冷却液之前，确认发动机冷却。发动机停止工作后不要立即松开放液螺栓或散热器盖，这时冷却液温度和压力都极高，可能会喷出引起严重烫伤。

（3）发动机启动后，操作时要注意避免被高温的零件或转动的零件伤害。

（4）若发现橡胶软管有裂纹、老化、腐蚀等情况，应及时更换。

二、水泵的检查与更换、风扇的检查

1．水泵的检查与更换

水泵的检查主要是检查水泵的安装面泄漏情况，如发现泄漏应将水泵拆下，检查O形密封圈损坏及安装情况，然后更换密封圈将水泵重新组装起来，再进行一次检查。需要说明的是，拆卸水泵之前一定要将冷却液放出，安装前要保证安装面和O形密封圈清洁，不要使密封圈扭曲或位置偏移，紧固装配螺栓都要以对角线的顺序将螺栓稍微拧紧。

此外还应检查水泵轴的间隙、驱动皮带的张紧度及皮带的老化、裂纹、腐蚀等情况。

2．风扇的检查

对于风扇应着重检查其扇叶的清洁情况。尤其是当车辆通过泥泞道路后，扇叶上容易溅上污泥等杂物，转动起来会造成动不平衡现象，发出有规律的“嗡、嗡”声。

【相关拓展】

一、节温器的功用

节温器是控制冷却液流动路径的阀门，是一种自动调温装置，通常含有感温组件，借着膨胀或冷缩来开启、关闭冷却液的流动通道，其外形如图3－15所示。

图3－15　汽车节温器外形

根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的正常工作。如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。

二、节温器的结构及工作原理

目前，主要使用的节温器为蜡式节温器。当冷却温度低于规定值时，节温器感温体内的精致石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环，如图3－16所示。

图3－16　节温器工作原理

节温器大多数布置在汽缸盖出水管路中，这样的优点是结构简单，容易排除冷却系统中的气泡；缺点是节温器在工作时经常开闭，产生振荡现象。

三、判断节温器的工作状态

当发动机开始冷车运转时，水箱的上水室进水管处若还有冷却水流出，则说明节温器的主阀门不能关闭；当发动机冷却水温度超过70℃时，水箱的上水室进水管处无冷却水流出，则说明节温器主阀门不能正常开启，这时就需要进行修理。节温器的检查可在车上进行，方法如下。

（1）发动机启动后的检查　打开散热器加水口盖，若散热器内冷却水平静，则表明节温器工作正常；否则，则表示节温器工作失常。这是因为，在水温低于70℃时，节温器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭；当水温高于80℃时，膨胀筒膨胀，主阀门渐渐打开，散热器内循环水开始流动。当水温表指示70℃以下时，散热器进水管处若有水流动，水温温热，则表示节温器主阀门关闭不严，使冷却水过早大循环。

（2）水温升高后的检查　发动机工作初期，水温上升很快；当水温表指示80℃后，升温速度减慢，则表明节温器工作正常。反之，若水温一直升高很快，当内压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明主阀门有卡滞，突然打开使水溢出。

在水温表指示70～80℃时，打开散热器盖和散热器放水开关，用手感其水温，若均烫手说明节温器工作正常；若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。

卡滞或关闭不严的节温器应拆下清洗或修复，不可将就使用。

四、节温器的检查

蜡式节温器的安全寿命一般为50 000km汽车行使里程。因此，要求按照其安全寿命定期更换。

节温器的检查方法是，在温度可调试的恒温加热设备内检查节温器主阀门的开启温度、全开温度及升程。其中有一项不符合规范定值，则应更换节温器。例如，桑塔纳JV发动机的节温器，其主阀门的开启温度为87±2℃，全开温度是102±3℃，全开升程大于7mm。

【复习延伸】

1．发动机水温过高一般是由哪些因素引起的？

2．汽车上的水温传感器是一种温度传感器，它能够感知发动机冷却液的温度，并通过仪表显示出来，能够控制散热风扇的高低速旋转或停止，还能够给ECU（电控单元）传送水温信号，使ECU能够根据水温情况及时修正喷油量。在日常生活中，还有哪些设备上有温度传感器，它们的作用都是什么？