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冷却系



一、 冷却系总体布置

(一) 冷却系的组成及结构特点

捷达轿车发动机采用强制冷却液循环、高压封闭式冷却系统。即发动机运转时,冷却液如同在一个封闭的加压的容器中循环冷却发动机。冷却系正常工作压力为0.13-0.15MPa工作温度为85-115℃。冷却液量约为6.3L。

冷却系结构示意图见图2-46,工作原理图见图2-47。由冷却液温度传感器、冷却液温度警报灯等冷却系监控元件;散热器、冷却液泵、膨胀罐、机体内水套、节温器、暖风水箱、冷却液管等冷却元件及散热器风扇、双温开关、散热器继电器等风冷辅助系统三大部分组成。该种结构设计和布置先进,具有以下特点:

1)采用高效率散热器芯,其空气层数多,加强了冷却作用;同时,芯深减小,降低了空气阻力;

2)采用高压冷却液循环,相应的运转温度范围加大,散热能力加强;

3)闭式冷却系统,可防止冷却液流失,无须保养。加入冷却剂后,还可防冻;

4)采用对压力不敏感的延展材料制造的节温器,进行温度调节,加速小循环,并因此可在冷起动后快速预热,温度稳定性好;

5)设置强行通风装置,加强了冷却气流,增强了冷却效果。


(二) 冷却系温度的控制

能否维持发动机在正常的温度范围内工作,对发动机的磨损和工作经济性有很大的影响。当发动机过冷时,由于机油粘度较大,机件的磨损将要增加。同时,进入气缸内的汽油蒸汽将会凝结而稀释润滑气缸壁的机油,加剧气缸及活塞环的磨损,并使汽油消耗量增加。

冷却液循环的一般工作路径为通过冷却液泵将冷却液从散热器直接打入气缸体,分流到各气缸水套,并从缸体流入缸盖冷却燃烧室及进、排气门座圈。最后,冷却液由缸盖3-4缸之间的出液口,流回散热器。在整个冷却循环中,散热器是主要的散热元件,因此,散热器工作情况的控制即意味着对冷却系温度的调节控制。

捷达轿车发动机冷却液温度调节有二种途径:

l)安装在冷却液泵中的节温器根据冷却液温度的变化收缩或伸展,改变通过散热器的冷却液循环量;

2)通过改变散热器电风扇的转速改变通过散热器的空气量。其具体调节过程如下:

①当节温器处冷却液温度低于87℃时,节温器关闭,冷却液循环路径见图2-48a。冷却液全部经过进气预热腔,预热混合气,保障发动机正常燃烧。而后,流回冷却液泵。此时,发动机处于冷机状态,散热器电风扇不工作。

②当节温器处冷却液温度大于87℃时,节温器开启,并随冷却液温度的升高,开度逐渐加大。同时,经节温器流至散热器的冷却液量也逐渐增大,并同进气预热管流出的冷却液一起吸入冷却液泵。此时,散热器电风扇以I档工作。

③当节温器处冷却液温度超过102℃时,节温器全部开启。冷却液循环全部经过散热器,循环路径见图2-48b。散热器电风扇此时以Ⅱ档转速运转,加强发动机散热。

(三) 冷却系主要部件

1.散热器

散热器装在发动机舱前端,冷凝器的后面。散热器的主要功能是贮存并使冷却液冷却。散热器出液口与冷却液泵的进液管口相连,进液口与气缸盖出液口相连。散热器内铝散热芯,有良好的导热功能。捷达车用的散热器芯有二种:管片式散热器芯,其冷却管采用圆管截面,冷却管外面套装散热片来增加散热面积;管带式散热器芯利用波纹状的散热带和冷却管相间排列。

散热器常见故障有下列几种形式:①散热器易积水垢,造成管道淤塞;②散热器内管芯与上、下水室焊接部位松脱;③受其他原因损坏而漏水。

若散热器损坏,可参考下列步骤拆卸:①拆下散热器前部的发动机面罩;②拆下与散热器相连的空气导板及散热器风扇电机插头;③松开散热器出水管和进水管及其固定支架上的螺栓;④将散热器连同散热器电风扇、护风圈一起取下。

2.膨胀罐和膨胀罐盖膨胀罐位于发动机舱内,通过软管同散热器相连,其主要作用是补偿和储存冷却系冷却液。

膨胀罐盖的主要作用是封闭整个冷却系,使其保持一定的压力。这样,冷却液沸腾的温度可达110-120℃,从而加大了和大气的温差,提高了冷却效率。当系统内压力超过大气压0.04-0.06MPa时,盖上的高压阀打开,系统内蒸汽排出,保护冷却系统。当系统压力随发动机温度下降而比大气压力低0.02-0.012MPa时,盖内真空阀打开,空气进入冷却系统,防止水管及散热器水箱为大气压瘪。

膨胀罐盖不易损坏或失效。若发现冷却系统内压力不足,则应检查膨胀罐盖密封环是否损坏或装配位置不正确。

3.冷却液泵

捷达车用离心式冷却液泵,结构见图2-49示。该泵结构简单,形状尺寸小,易于布置安装,排量大。它由曲轴V型带驱动。

冷却液泵故障一般表现为下列六种形式:①冷却液泵壳体破裂;②冷却液泵轴磨损、弯曲;③冷却液泵轴承松旷磨损;④泵叶轮损坏或为脏物堵塞;⑤水封与水封入座不同,水封失效,漏水;⑥泵吸水能力低,压力不足。

若泵发生上述故障,则应更换。泵的拆卸步骤如下:①拆下V型带;②拆下发电机;

③排空冷却液;④不须破坏空调系统,拆卸空调压缩机;⑤卸下配气机构侧的带轮盖板;⑥松开支架的固定螺母和螺栓,并拆下;⑦卸下将泵固定在气卸体上的螺栓和将泵固定在盖板上的平头螺栓;⑧拆下冷却液泵。

安装冷却液泵的顺序与拆卸相反,所需注意的是安装后向系统内加注冷却液。

4.节温器

节温器为蜡式节温器,装于冷却液泵内冷却液进口处。它的功能是根据冷却液温度的变化改变冷却液的循环路径循环量,即节温器阀门开度随温度升高而变大,流径散热器的冷却液量增加;反之,温度降低,开度减小,甚至闭合,部分或无冷却液流径散热器。节温器的工作规律如下:

1)当冷却液温度低于87±2℃,节温器处于关闭状态;

2)当冷却液温度大于87℃,节温器开启;

3)当冷却液温度超过102℃,节温器彻底打开,行程应不小于7mm。

节温器工作情况直接影响着发动机工作温度。若节温器阀门不能开启或不能关闭,就会相应地引发发动机过热或冷磨的故障发生,严重地影响发动机的经济性和寿命。因此,正确地检测节温器显得尤为重要。节温器的检测见图2-50

检测步骤:①将节温器置于一个充满水的容器内加热,用温度表监测温度;②水温约87℃时,节温器阀门必须开启;③水温102℃时,应完全打开,阀门最低行程7mm。

5.散热器风扇

散热器风扇采用聚丙烯材料制成,有六枚叶片。风扇工作状态受散热器上安装的发动机冷却液温度热敏开关控制,其工作规律如下:

1)冷却液温度92-97℃时,风扇I档工作,转速1500+250rpm;

2)冷却液温度降至84℃时,风扇停转;

3)冷却液温度99-105℃时,风扇Ⅱ档工作,转速2800+450rpm;

4)冷却液温度降为91℃时,风扇Ⅱ档不工作,I档工作,直至84℃。

散热器风扇在停机时,还受化油器上70℃温度开关的控制,即若发动机舱内温度高于70℃,风扇I档即工作,以降低发动机舱内温度,防止燃油发生气阻;当舱内温度低于64℃时,停转。

6.冷却液温度热敏开关及冷却液温度传感器

冷却液温度热敏开关及冷却液温度传感器装在捷达发动机缸体出水管口。

红色热敏开关,控制进气歧管内混合气预热。温度低于55℃,预热器接通;温度升至65℃,预热器断开。

灰色热敏开关,控制化油器自动阻风电加热系统。当冷却液温度低于33℃,电加热系统工作;当温度升至42℃,断开加热系统。

冷却液温传感器,黑色插头。在装有凯虹化油器的捷达车上,它装在发动机缸体出液口的上方;在装有2E2型化油器的捷达车上,安装在发动机缸体出液口的下方。水温传感器信号传给仪表盘的水温表和冷却液温度警报灯。发动机起动时,冷却液温度警报灯闪亮3s,表明系统自检,正常行驶中熄灭。当冷却液温度高于124℃时,警报灯闪亮,发动机温度过高,应立即熄火检查。[TOP]


二、 冷却液使用注意事项

冷却液是发动机冷却系工作介质,起着完成热传递和热交换的重要作用。正确选择和使用冷却液,不仅能保证发动机稳定经济地运转,而且还会提高发动机的使用寿命和耐久性。

(一) 冷却液的组成及配制

冷却液由水和冷却液添加剂组成。大众公司推荐使用G11添加剂,即含防腐剂的乙二醇添加剂。冷却液具有优良的防腐、防止结垢、防冻和提高冷却液沸点的功能。水和冷却液添加剂选配的比例不同,冷却液的防冻能力也不同。冷却液常用配比见表2-13所示。

表2-13 冷却液常用配比

配比(%)

G11/L

水/L

防冻能力

40

50

60

2.4

3.0

3.6

3.6

3.0

2.4

-25

-35

-40

冷却液配制中应注意下列几点:

1)冷却液内只可加入G11添加剂或符合TL-VW774A技术规格的添加剂。

2)使用中若要提高冷却液的防冻能力,可适当地提高添加剂的比例,但冷却液的浓度不得超过60%。否则,反而会降低防冻能力,削弱冷却效果。

(二) 冷却液液面高度的检查

冷却液面必须符合规定,满足冷却系的工作要求,因此,应定期检查液面高度,最好在添加燃油时检查液面。

为正确检查冷却液液面,检查前应关闭发动机,待其停止运转后方可检查。

冷却液罐为半透明塑料罐,见图2-51,其上标有最高(max)、最低(min)标记,无需打开即可检查液面。

发动机冷态时,冷却液液面必须处于最高和最低两标记之间,一且达到热态,液面可能略高于最高标记。

(三) 冷却液的排放

从膨胀罐上取下盖子,将防松卡子、卡箍和软管卸下,排空冷却液。

(四) 冷却液的加注

关闭发动机,待其冷却后将冷却液膨胀罐盖沿逆时针方向旋转一圈,待系统内压力降低后方可取下储液罐盖,添加冷却液。

添加冷却液时,注意切勿使液面超过储液罐的最高标记!否则,热态,溢出。

添加冷却液后,务必拧紧罐盖。

(五) 冷却液使用中注意事项

1)冷却液及其添加剂均为有毒物质,切勿接触,并置于安全场所。

2)冷却液的使用浓度(体积分数)为40%-60%。

3)放出的冷却液不宜再使用,应严格按有关法规处理废弃的冷却液。

4)凡更换缸盖,缸垫、散热器时,必须更换冷却液。

5)发动机热态时,冷却系内仍处于高温高压状态。因此,此时切勿打开罐盖以防烫伤。

6)发现冷却液大量损耗,则必须待发动机处于冷态时,方可添加冷却液,以免损坏发动机。

7)紧急情况下,若全部加入纯水,则须尽快按规定添加冷却液添加剂,使冷却液浓度恢复正常状态。

8)冬季来临前应检查一下冷却液浓度,并按规定调配浓度,保证冷却液具有足够的防冻能力。[TOP]

三、 冷却系常见故障及诊断

(一) 发动机过热现象:

1)冷却液温警报灯闪烁或冷却液沸腾,出现蒸汽;

2)发动机动力不足。

原因:

1)非冷却系的故障引起的发动机过热;

①超负荷、低速档行驶时间过长;

②点火角小;

③混合气过浓或过稀;

④燃烧室积炭过多;

⑤发动机油底壳润滑油量不足;

⑥汽车使用条件如气候、风向、道路、负荷等方面的影响。

1)冷却系故障引起的发动机过热:

①冷却液量不足;

②散热器风扇电机或散热器双温热敏开关出现故障;

③节温器失效、卡死或堵塞;

④冷却液泵堵塞或损坏;

⑤散热器或缸体内水套结垢多,堵塞;

⑥冷却系压力过高。

故障诊断:见下面框图2-52

(二) 发动机温度过低

现象:

①发动机乏力;

②发动机油耗增加;

③发动机工作很长时间或全部工作时间内,冷却水温达不到正常工作温度范围,低于85℃。

该故障现象多发生在寒冷地区或冬季行驶。

原因:①节温器失效,卡在全开位置,发动机一起动,就处于大循环;

②发动机润滑油量过多;

③散热器风扇电机故障、风扇电机只能以Ⅱ档运转;

④环境温度太低且逆风行驶。

故障诊断:

①检查散热器风扇电机工作状态正常否;

②发动机起动时,检查散热器的出水管和暖风水箱出水管温度是否相同。若相同,则说明节温器常开,冷却系直接进入大循环;

③检查发动机润滑油量,缺少时可添加。[TOP]


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