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368Q发动机冷却系 |
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奥拓微型轿车发动机冷却系由散热器盖、散热器、贮水箱、软管、水泵、风扇、调温器、缸体和缸盖及进气歧管的水道等组成。 奥拓微型轿车发动机的强制循环式水冷却系回路如 图2-32所示。它是利用水泵将冷却水压力提高、强制冷却水在发动机整个冷却系统中不停地循环流动。为了使发动机在不同的负荷、转速和气温条件下能在最适宜的温度范围内工作，冷却系内设置有调温器。当冷却液，温度低于82℃时，调温器出水阀关闭，冷却液则经旁通管流入水泵进水管，重新进入发动机而不经散热器。这种冷却液的循环方式，称为冷却液小循环，如 图2-33所示。小循环的作用是使发动机冷却液温度在短时间内达到正常运转的冷却液温度。当水温达到82℃时，调温器开启，水温升高到95℃时，调温器阀门全开，大部分冷却液流经散热器进行冷却。这种冷却液循环方式称为冷却液大循环。如 图2-34所示。从散热器出来的冷却液，由发动机缸体进气侧上部进入冷却水道，然后进入气缸体前部的水泵轴向进水口和水腔，由于水泵叶轮旋转的离心作用，将冷却水升压后压送到气缸体前部第一缸前面的进水腔。冷却液经过缸体各缸水道并沿着各缸上部的环形水道进入气缸盖水腔，然后通过进气歧管的水道进到调温器的水腔。此时，若水温低于82℃，则水流只通过旁通阀回到水泵的进水管。若水温达到82℃以上，则部分水流进入散热器进行冷却，而后回到气缸体进水管。若水温进一步升高达到95℃以上，则绝大部分水流都将进入散热器进行冷却，最后再回到气缸体进水管。流向如 图2-35所示。1、散热器 散热器的功用是输散从发动机内排出的冷却水的多余热量，降低冷却水的温度，以保证冷却液在发动机冷却系内的正常工作温度。 奥拓微型轿车发动机散热器采用管带式结构。如 图2-36所示。它是由散热器盖、上贮水室、下贮水室、芯子总成，散热器片组成。上贮水室有进水管、加水口和旁通贮水箱管接头。加水口上装散热器盖。芯子总成由前后两排共56根尺寸为12×2mm2的肩形水管与共29片散热片组焊而成。扁形水管与上贮水室、下贮水室焊成一体，且相互连通。采用扁形水管的原因是因为扁管与圆管相比较，在体积相同的情况下具有较大的散热面积。同时，当管内的水因冻结而膨胀时，扁形断面有较大的变形余地而免于胀裂。为达到好的散热效果，散热器片和冷却水管均由黄铜带制成。 当发动机工作时，发动机水道中的热水经过水管进入上贮水室，再通过散热器芯子总成散热后，从下贮水室出水管被水泵吸入进入发动机。经过如此循环，散热器冷却水的迸出口温差能达到6℃-10℃，起到散热的效果。 奥拓轿车发动机散热器的散热量约为81224kJ/h。 2、散热器盖 闭式冷却系、其冷却系统与外界大气是隔开的，为了实现这种隔离，往往在散热器的集水槽上安装一个加水口盖。为了保证冷却系统内的压力正常，避免系统内部的压力过高或过低而损坏，一般发动机都在加水口盖上装有蒸气——空气阀。 奥拓微型轿车发动机的散热器加水口盖为卸压盖，它有二个蒸气阀和一个空气阀，如图2-37所示。蒸气阀弹簧压在阀座上、该弹簧在冷却水温度升高而压力也随之升高到约88.3kpa时被压缩，阀开启，蒸气和高温水进入贮水箱而进行卸压。此时受热膨胀的冷却水进入贮水箱，以保护冷却系统。空气阀是以弱弹簧压在其阀座上，该弹簧在冷却水冷却时，随散热器内压力降低达到约6kPa时阀门打开，此时空气进入贮水箱，贮水箱的冷却水进入散热器，以降低真空度，保护散热器。散热器盖上有蒸气阀开阀压力标记，它表示蒸气阀在标定压力下打开。 3、补偿水箱 补偿水箱用透明塑料制成，用其上装有软管并与散热器上贮水室的加水口相连。当汽车开动时，冷却液被加热而膨胀，由于膨胀而排出的冷却液从散热器流进补偿水箱。 停车时，冷却液冷却而收缩，排出的冷却液又被吸回到散热器中，这样，散热器总是保持充满到所需的液面高度。 冷却液面高度应在补偿水箱的“FVLL”和“LOW”标记之间。 冷却液应按需要加注于补偿水箱中。如 图2-38所示。4、水泵 水泵的作用是使冷却液强制地进行循环以冷却发动机。奥拓微型轿车发动机冷却水泵是采用汽车上广泛采用的离心式水泵。它的结构简单、紧凑、工作可靠，其结构如 图2-39所示。水泵轴总成是由水泵轴、双排滚珠轴承、油封等组成。整个总成系压装入水泵壳的轴承座孔内。水泵叶轮压合在水泵轴总成上，并在叶轮后装有衬圈和陶瓷密封环。水密封总成是由石墨水封、水封压缩套和水封弹簧组成。水泵结构中，影响水泵可靠性的最主要的是水的密封问题。在这种水泵中，结构上是利用浮动的石墨水封与陶瓷密封环之间的滑动起密封作用，密封较为可靠。 当发动机开始工作时，由于水泵叶轮旋转的离心作用，使冷却水从轴向进口进入，然后被甩向四周。此时，叶轮的中心变成了一定的负压，将冷却液吸入。甩向叶轮四周的冷却水如图上箭头所示。从气缸体前部进水口进入冷却水腔，对发动机进行冷却。奥拓轿车发动机水泵的工作性能见表2-9。 表2-9水泵工作性能
5、调温器 调温器的作用是改变发动机冷却水的循环路线，以控制发动机的水温在80℃-95℃之间，使发动机能在适宜的温度条件下工作。目前在汽车发动机上常用的调温器有折叠式和腊式两种。由于腊式调温器对水压影响不敏感，工作性能稳定，耐热、耐冻、耐压、可靠性好；结构紧凑，阀门不受震动，使用寿命长；水流阻力小，流入散热器的流量大；制造工艺也简单，奥拓微型轿车发动机调温器则采用这种型式。 蜡式调温器设置在进气歧管水腔冷却液出口通道中、控制发动机冷却液的流量和流向，以达到发动机快速暖机、调节冷却液温度，使其处于正常工作温度状态。 蜡质元件密封在一个金属壳件内，热则膨胀，冷则收缩。当蜡质元件受热并达到膨胀温度时，金属壳体内的蜡质元件膨胀，借助推杆将阀下推打开。当蜡质元件受温度下降，蜡质元件收缩，借助弹簧的弹力将阀门关闭。因此，当冷却液处于冷态时，阀门保持关闭，以阻止冷却液通过散热器循环。在阀门关闭的情况下，冷却液只通过旁通管直接进入缸体进水口而进行小循环，以使其快速而均匀地暖机。当发动机暖机达到规定的冷却液温度时，蜡质元件膨胀，调温器阀打开，冷却液通过散热器进行大循环。调温器顶部设置有排气阀，以排出积存在管路中的废气或空气。奥拓微型轿车发动机蜡式调温器构造如 图2-40所示。调温器上打印有调温器标称温度，在使用时务必注意此打印的温度。调温器的开、闭性能参见下表2-10。 表2-10调温器开、闭性能
6、风扇 风扇的作用是产生足够克服散热器冷却空气通道阻力的供气压力和足够的供气量，以保证能够通过发动机的冷却水流经散热器散出的热量带走。 一般风扇叶片是由薄钢片冲压制成，而奥拓微型轿车发动机风扇叶片是由耐高温增强聚丙烯塑料模压成形。其叶片数目为四片，并等角度分布。其扇叶扭转角沿径向按空气动力学要求的规律变化，以提高叶片效率。 奥拓轿车发动机风扇是由电动机带动的，而电动机则曲安装于散热器上的温度传感器控制开关控制其运转或停止。发动机工作时，水温逐渐升高，当通过散热器下贮水箱的温度达到(88±2)℃时，温控开关接通，电机转动。风扇叶片在风扇电机带动下旋转，对空气产生吸力使空气轴向流动，当空气由前向后流动通过散热器时，把散热器中水的热量带走，水温便降低，加强了对发动机的冷却作用。风扇电机总成如 图2-41，风扇叶片直径为300mm。在(2050±200)r/min时，风量为1450m3/h发动机冷却系统的使用寿命，在很大程度上取决于冷却液的质量。冷却系使用的冷却液尽可能使用软水。若使用硬水，将会在水套中生成水垢，产生堵塞，同时将使气缸体、气缸盖导热系数下降，使发动机易于过热。使用酸度较高的水对机件的腐蚀性强、易生锈。故河水、井水及海水不宜作为发动机的冷却水。适宜作为发动机冷却系统使用的是城市自来水、雪水、雨水。蒸馏水最为适宜，但价格昂贵。如果只有硬水时，可加入碳酸钠使其软化，加入量为每1kg水加0.5-1.5g碳酸钠，经搅拌，杂质沉淀后则可使用。 在冬季，冷却水冻结将引起气缸体、气缸盖产生胀裂现象。为了保证发动机在寒冷季节不致冻坏，可在冷却水中加入适量工业乙二醇或乙醇以降低冷却液的冰点。而微型汽车发动机冷却液，在日本采用在水中添加50%的“黄金航海者1200”，这种冷却液可以在零下36℃不致结冰。 防冻冷却液用乙醇、甘油的配制，可参照见表2-11进行。 防冻液用乙二醇、甘油的配制参照表2-12。 表2-11防冻冷却液配制
表2-12防冻冷却液配制
1、调温器的检查 (1)调温器排气阀应确保清洁、若该阀阻塞，发动机将过热，如 图2-42所示。(2)检查阀座是否附有妨碍密封的异物，若有异物则将使冷却液泄漏。 (3)按以下方法，如 图2-43检查蜡丸静热力学移动性能。检查操作方法如下: ①将调温器浸入水中，逐渐加热； ②观查阀门是否在规定温度(82±2)℃时开始开启，95℃时处于全开状态。 ③如果阀门开始开启的温度显著低于或高于规定温度，则必须更换调温器。 2、散热器的检查 如果散热器严重生锈或附着水垢，则应用散热器清洗剂冲洗或更换。 检查散热器芯，并矫直被压扁或弯曲的冷却片。 在散热器内部形成的水垢或锈会降低冷却效率，压扁和弯曲的冷却片有碍于空气流过散热器带走热量，而影响散热效率。 3、水泵的检查 卸下水泵后，检查其工作的平顺性，如果水泵运转不平顺或发出不正常声响，应更换水泵，如 图2-44所示。注意:水泵是不得拆卸的。 4、风扇电机开关的检查 电扇电机开关的检查，如 图2-45所示。检查操作方法如下: (1)连一个电阻表到风扇电机开关； (2)将开关浸没于水中，逐渐将水加热； (3)按下列规范检验开关的“通”、“断”； 如果开关达不到要求，则予以更换。 风扇电机开关性能
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