项目五发动机冷却系的拆装.docx
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项目五发动机冷却系的拆装
课程名称
车辆总成拆装
项目五发动机冷却系的拆装
审批签字
授课课时
16节
实用课时
16节
起至日期(周次)
授课班级
授课内容
(1)冷却系的功用、分类及组成
(2)冷却系的循环水路
(3)冷却系主要部件的功用、组成及分类
目的要求
(1)散热器的拆装、清洗
(2)水泵的拆装及检修
(3)节温器的拆装及检修
课
题
技
术
要
求
技术理论知识
掌握冷却系的分类及组成
实验技术操作
掌握发动机冷却系主要部件的拆装与检修
设备、材料、工具、量具、刃具准备
汽车发动机拆装台架、汽车发动机常用拆装工具、专用拆装工具及相关量具、发动机维修手册、笔记本、发动机拆装相关的教学挂图
示范操作准备
教学过程和内容
时间分配
一、组织教学:
组织同学们一起布置操作场地,工量具的正确摆放,进行分组,讲解与本次实习相关的安全知识和注意事项。
1、列队点名,检查学生出勤情况,并作好考勤记录。
2、检查学生穿着是否符合实习要求,实习时一律穿工装。
3、检查周边环境是否有安全隐患,若有及时清除。
二、入门指导:
1、检查复习:
检查复习的目的是引导学生运用已学过的理论知识和操作技能,加强新旧理论知识和操作技能的联系,进一步巩固所学知识,并指导新的理论知识和技能操作。
主要方法有:
(1)提问法
(2)工件分析法(3)讲述法
2、讲授新课:
一、基本知识
1、冷却系的功用及分类
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
发动机的冷却系有风冷和水冷之分。
以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系;以冷却液为冷却介质的冷却系称为水冷系,如图5-1所示。
图5-1冷却系分类
尤其是轿车发动机大都采用水冷系统,只有少数汽车发动机采用风冷系统。
汽车发动机水冷系统均为强制循环水冷系统,即利用水泵提高冷却液的压力,强制冷却液在发动机中循环流动。
2、冷却系的组成
在整个冷却系统中,冷却介质是冷却液,主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、膨胀水箱、发动机汽缸体水套和汽缸盖水套及其他附加装置等,如图5-2所示。
图5-2冷却系的组成
3、冷却系的工作原理
发动机的冷却系为强制冷却系,即通过水泵的作用,提高冷却液的压力,强制冷却液在发动机水套和散热器中循环流动,水套直接布置在气缸的周围,利用冷却液吸收手套周围的热量,冷却液再流到散热器内,将热量传给散热片使之被流经散热器的空气带走,经过冷却后的冷却液再进入水套。
4、冷却系的循环水路
气缸和气缸盖采用双层结构。
冷却液从空腔流过。
因为热态冷却液密度低于冷态冷却液,所以发动机内的冷却液受热上升。
冷却液流入散热器上部水箱内。
在散热器中冷却液热量散发给冷空气。
因为冷却下来的冷却液较重,所以冷却液沉入散热器下部水箱中。
冷却液泵从散热器下部水箱中抽吸冷却液并输送至发动机,如图5-3所示为冷却水路。
图5-3冷却水路
在发动机缸体与上部水箱之间的冷却液管路中安装了一个节温器阀。
从该阀门处分接出一个直接连接水泵的短路管路。
小循环回路:
冷却水经水泵—水套—节温器后不经散热器,而直接由水泵压入水套循环,其水流路线短,散热强度小,称冷却系的小循环。
只要发动机未达到其80°的运行温度,受节温器控制的阀门就会堵住连接散热器的通道。
冷却液从发动机直接流向水泵并从该处再流回发动机。
冷却液未经过冷却,因此发动机很快达到其运行温度,如图5-4所示为冷却系统小循环示意图。
图5-4冷却系小循环示意图
大循环回路:
冷却水经水泵—水套—节温器—散热器,又经水泵压入水套循环,其水流路线长,散热强度大,称水冷却系的大循环。
温度超过80°时,阀门缓慢打开散热器循环回路,并将小循环回路关闭,103°时阀门完全打开。
冷却液在节温器的控制下全部经过散热器,水泵从散热器抽吸经过冷却的冷却液送入气缸水套,如图5-4示为冷却系统大循环示意图。
当冷却液的温度在两个规定值的之间时,大小循环同时存在。
图5-4冷却系大循环示意图
5、冷却液
冷却液又称防冻液,是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。
它需要具有防冻性,防蚀性,热传导性和不变质的性能。
现在经常使用乙二醇为主要成分,加有防腐蚀添加及水的防冻液。
冷却液用水最好是软水,可防止发动机水套产生水垢,造成传热受阻,发动机过热。
在水中加入防冻剂同时提高了冷却液的沸点,可起到防止冷却液过早沸腾的附加作用。
另外,冷却液中还含有泡沫抑制剂,可以抑制空气在水泵叶轮搅动下产生泡沫,妨碍水套壁散热。
在使用过程中,添加剂会逐渐消耗殆尽,因此,定期更换冷却液是十分必要的。
6、冷却系主要部件
(1)散热器
功用:
散热器又称水箱,功用是将冷却液从水套内吸收的热量传递给外界空气,使冷却液降温,并为冷却系储存一定量的冷却液。
组成:
由进水室、出水室及散热器芯等三部分组成,还包括散热器盖、风扇、冷却液补偿装置等附属装置,如图5-5所示散热器的结构。
分类:
散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种。
大多数轿车采用横流式散热器,这样可以使发动机罩的外廓较低,有利于改善车身前端的空气动力性。
图5-5散热器结构
散热器芯由许多冷却管和散热片组成,散热器芯应该有尽可能大的散热面积,采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。
散热器芯构造多种多样,常用的有管片式和管带式两种。
发动机工作时,冷却液在散热器芯内流动,空气在散热器芯外通过,热的冷却液由于向空气散热而变冷。
散热器上还有一个重要的小零件,就是散热器盖,这小零件很容易被忽略。
随着温度变化,冷却液会“热胀冷缩”,散热器器因冷却液的膨胀而内压增大,内压到一定时,散热器盖开启,冷却液流到蓄液罐;当温度降低,冷却液回流入散热器。
如果蓄液罐中的冷却液不见减少,散热器液面却有降低,那么,散热器盖就没有工作。
(2)节温器
功用:
节温器安装在冷却液循环的通路中,其功用是根据发动机负荷大小及冷却液温度高低来改变冷却液的流动路线及流量,自动调节冷却系的冷却强度,使冷却温度保持在最适宜的范围内。
节温器(thermostat)是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,如图5-6所示节温器的结构。
如图5-6节温器的结构
分类:
按结构可分为蜡式、双金属式和折叠式,目前多数发动机采用蜡式节温器。
构造:
蜡式节温器安装在缸盖出水口处,其结构如图所示。
工作原理:
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5-7所示。
图5-7蜡式节温器工作原理
从介绍冷却循环时,可以看出节温器是决定走“冷车循环”,还是“正常循环”的。
节温器在80℃后开启,95℃时开度最大。
节温器不能关闭,会使循环从开始就进入“正常循环”,这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。
节温器不能开启或开启不灵活,会使冷却液无法经过散热器循环,造成温度过高,或时高时正常。
如果因节温器不能开启而引起过热时,散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。
(3)水泵
作用:
作用是对冷却液加压,保证其在冷却系中循环流动。
水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液,轴承毛病使转动不正常或出声。
在出现发动机过热现象时,最先应该注意的是水泵皮带,检查皮带是否断裂或松动。
发动机上多采用离心式水泵离心式水泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。
组成:
水泵主要由固定的铸铁外壳和装在轴一端旋转的叶轮组成,如图5-8所示
图5-8水泵
工作原理:
当水泵工作时叶轮旋转,水泵中的水被叶轮带动一起旋转,在本身的离心力的作用下,向叶轮的边缘甩出,然后经过水管送到发动机水套内(压力升高)。
同时,叶轮中心压力降低,散热器下水室中的水经过水管被吸进叶轮中心处。
如此连续的作用,使冷却水在水路中不断地循环,如图5-9所示。
图5-9水泵工作原理
二、发动机冷却系的拆装
发动机冷却系-散热器的拆装、清洗、检查及修理
1.散热器的拆卸
1)断开蓄电池负极导线。
2)待发动机及冷却系统冷却,排放出冷却液。
3)从散热器上拆下上部管路和储水箱的管路。
4)拆卸下冷却风扇
5)拔下位于冷却风扇罩壳上的热敏开关插头,如图所示,为防止损坏冷凝器及制冷剂管路,不要压迫、扭曲及弯曲制冷剂管路。
6)抬起车身并牢固地支撑住。
从散热器上拆下下部管路。
7)卸下固定支架,抬出散热器。
注意不要损坏散热片
2、清洗
散热器在使用过程中,会因腐蚀及积垢等原因影响冷却效果。
清洗散热器、去除水垢,是恢复散热器散热能力的有效方法。
清洗水垢一般采用化学法,利用酸或碱类物质与水垢发生化学反应,生成可溶于水的物质,而将水垢清洗除去。
清洗时,一般采用循环法,即先用酸性溶液洗涤,再用碱性溶液冲洗中和,清洗时除垢剂以一定的压力,在气缸体水套或散热器内循环,一般经3-5min后清洗完毕。
3、安装
(1)检查散热器管路,看是否硬化、裂纹、膨胀变形,就要更换。
维修时,小心不要损坏散热器的进水口和出水口。
(2)将散热器落座进入原位。
(3)安装固定支架,连接下部管路。
(4)安装液力耦合冷却风扇。
(5)连接上部管路及储水箱管路。
(6)加注冷却液
(7)连接蓄电池负极导线。
启动汽车待节温器开通,将散热器加满,再检查自动变速器驱动桥冷却液液位。
(8)待汽车冷却后,再检查冷却液液位。
发动机水泵的拆装及检修
1、拆卸
(1)使发动机位于维修工作台上。
(2)排放冷却液。
(3)拆卸驱动水泵的齿形带。
(4)拆卸散热器的风扇电动机。
(5)拆下同步带的上、中防罩。
(6)将曲轴调整到第一缸上止点位置。
(7)拆下凸轮轴的同步带,但不必拆下曲轮齿形带轮。
保持同步带在曲轴同步带轮上的位置。
(8)旋下螺栓,拆下同步带后防护罩。
(9)小心地将水泵拉出。
图5-10水泵的拆装
1-水泵轴2-皮带盘3-水封4-叶轮5-泵体6-轴承
7-风扇离合器
2、安装
水泵安装时基本顺序与拆卸顺序相反。
除更换衬垫及密封圈外,首先,对清洗好的零件进行检查测量。
水泵轴与轴承的配合:
一般为-0.010mm,大修允许为-0.010mm-+0.030mm。
水泵轴承与轴承孔的配合:
一般为-0.02mm-+0.02mm,大修允许为-0.02mm-+0.044mm。
水泵轴与叶轮轴承孔的配合,无固定螺栓一般为-0.04mm—0.02mm,有固定螺栓的,一般为-0.01mm-+0.01mm。
水泵叶轮装合后,一般应高出泵轴0.1mm-0.5mm。
水泵装合后,叶轮外缘与泵壳内腔之间的间隙,一般为1mm;叶轮与泵盖之间应有0.075mm-1.00mm的间隙。
(1)清洁O型密封圈的表面。
(2)用冷却液浸湿新的O型密封圈。
(3)安装水泵,注意罩壳上的凸耳朝下
(4)安装正时齿形带后防护罩。
(5)拧紧水泵螺栓至15NM。
(6)安装同步带。
(7)安装驱动水泵的正时齿形带。
(8)加注冷却液
(9)水泵装合后,应对水泵轴承加注规定牌号的润滑脂。
安装时,特别注意水泵叶轮与水泵壳体的轴向间隙,水泵叶轮与壳体的径向密封处的间隙。
并注意轴承的润滑条件。
发动机节温器的拆装与检修
1、拆卸
(1)使发动机前端位于维修工作台上。
(2)在点火开关切断的情况下,拔下蓄电池搭铁线。
(3)排放冷却液。
(4)拆卸V带及发电机。
(5)从连接体上拆下冷却液管。
(6)松开螺栓,取出节温器盖、O型密封圈和节温器,如图5-11所示。
图5-11拆卸节温器
1-螺栓2-水箱3-节温器壳体4-节温器5-垫片6-冷却液温度传感器
2、安装
(1)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孔。
用冷却液涂抹垫片后,装上垫片。
(2)把节温器安装在壳体内,把壳体与发动机上的位置对准
(3)添加冷却液到合适的位置。
(4)连接蓄电池负极导线,去掉散热器盖,车辆运转到使节温器打开,尽可能够向散热器添加冷却液至规定的范围。
(5)安装散热器盖,关掉发动机使其冷却。
待机体冷却后,再检查散热器和储水箱的冷却液量。
三、拓展能力
1、散热器的检查
(1)密封性检查
1)将发动机预热,打开膨胀水箱盖,在打开膨胀水箱时可能会有蒸气喷出,必须在膨胀水箱盖上包上抹布后小心地拧开。
2)将压力测试仪安装到膨胀水箱上,如图5-12所示。
3)使用手动真空泵产生约0.2MPa的压力。
4)如果压力迅速下降,则找出泄露的位置并排除故障。
(2)散热器盖检查
1)将散热器盖套在压力测试仪上。
2)使用手动真空泵使压力上升到约0.15mpa。
在0.12-0,15Mpa时,限压阀必须打开;在大于-0.01Mpa时,真空阀应打开。
2、水泵的检查
水泵的结构特点是水泵装有密封式轴承,在正常工作下,不需维护。
若确定是水泵故障,必须更换水泵总成,不进行分解检修。
3、节温器的检查
在水中加热节温器,观察节温器阀门开启温度和升程。
节温器开始打开温度约为87°,结束打开温度约为102°,节温器最大升程约为8mm。
图5-12节温器检查
六、操作实践:
对照所讲内容进行实践
七、巡回指导:
解答疑点难点
八、思考与复习题
自行思考消化
组织教学:
10分钟
检查复习:
15分钟
讲授新课:
20分钟
讲授新课
讲授新课
讲授新课
示范动作:
讲授新课
示范动作:
讲授新课
示范动作:
15分钟
讲授新课
示范动作:
分配任务:
5分钟
巡回指导:
考核动作:
15分
结束指导:
10分钟
实训考核;
70分钟
项目训练结束小结
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