3.5 冷卻系統

發動機工作中，最高燃燒溫度可能高達2500℃，即使在怠速或中等轉速下，燃燒室的平均溫度也在1000℃以上。因此，與高溫燃氣接觸的發動機零部件被強烈加熱。若不及時將這些高溫零件上的熱量散發掉，則會出現以下現象：機油會因高溫而變質，使發動機零件之間不能保持正常的油膜。受熱零件由于熱膨脹過大而破壞正常的間隙，摩擦力增大，妨礙機件的正常運動，甚至卡死或燒壞。溫度過高促使金屬材料的性能下降，導致零部件承受不了正常的載荷。因此，發動機必須具備合理的冷卻系統，以確保其在適宜的溫度范圍內工作。良好的發動機冷卻系統既可防止發動機溫度過高，又能保證發動機冷起動時快速升溫，使發動機獲得良好的經濟性和動力性，并減少排放。

3.5.1 冷卻系統的組成

發動機冷卻系統一般有風冷式與水冷式兩種形式，汽車發動機大多采用水冷式冷卻系統。汽車發動機的水冷系統均為強制循環系統，利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發動機冷卻管路中循環流動。發動機冷卻系統一般由散熱器、冷卻風扇、節溫器、水泵、膨脹水箱（或儲液罐）、冷卻管路、氣缸體和氣缸蓋中的水套及其他附屬裝置組成，如圖3-5-1所示。

圖3-5-1 發動機冷卻系統的組成

發動機冷卻液有大、小兩條循環路徑，如圖3-5-2所示。大循環即冷卻液流經散熱器的循環，氣缸蓋水套中的冷卻液從節溫器主閥門流向散熱器，通過散熱器冷卻后流入水泵進水口，被水泵加壓后流入氣缸體水套，進而回到氣缸蓋水套。小循環即冷卻液不流經散熱器的循環，氣缸蓋水套中的冷卻液從節溫器旁通閥流向旁通管道，直接流入水泵進水口，被水泵加壓后回到氣缸體水套，進而回到氣缸蓋水套。大、小循環冷卻液流量的比例由節溫器控制。當氣缸體水套中的冷卻液溫度較高時，節溫器開度大，流向散熱器的冷卻液多，以防止發動機過熱。當氣缸體水套中的冷卻液溫度較低時，節溫器開度小，流向散熱器的冷卻液少，以防止發動機溫度過低。這樣可以保證發動機始終保持在最佳的溫度范圍內工作。

圖3-5-2 冷卻液的大、小循環

散熱器一般安裝在車輛前部。車輛行駛時，迎面而來的低溫空氣不斷流經散熱器，帶走冷卻液的熱量，確保散熱效果良好。散熱器多采用耐腐蝕、導熱性能良好的銅、鋁等材料制成。鋁質散熱器尺寸小、質量小，成本也較低，因此汽車廠商多采用鋁質散熱器。

膨脹水箱（儲液罐）一般由透明塑料制成，以便于觀察其內部冷卻液的液位。膨脹水箱的主要作用是為冷卻液提供膨脹和收縮的空間，同時作為冷卻系統集中的排氣點。因此，它的安裝位置略高于其他冷卻液通道。

冷卻風扇通常安裝在散熱器后方。冷卻風扇旋轉時吸入空氣，使其通過散熱器，增強散熱器的散熱能力，加快冷卻液的冷卻速度，如圖3-5-3所示。

圖3-5-3 冷卻風扇

節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門，它根據冷卻液的溫度打開或關閉冷卻液流向散熱器的通道，如圖3-5-4所示。發動機冷起動時，冷卻液的溫度較低，節溫器將冷卻液流向散熱器的通道關閉，冷卻液經水泵直接流回氣缸體和氣缸蓋水套內，以使冷卻液能迅速升溫。當冷卻液溫度上升到一定值時，節溫器將冷卻液流向散熱器的通道打開，冷卻液經散熱器降溫后流回水泵。如果發動機不裝節溫器，使低溫冷卻液始終大循環，則會導致發動機不能迅速升溫，長時間在低溫下運行。

圖3-5-4 節溫器

汽車發動機一般采用離心式水泵，其結構簡單、尺寸小、排量大且工作可靠，如圖3-5-5所示。離心式水泵由帶冷卻液進口和出口通道的殼體及葉輪等組成。葉輪軸由一個或多個密封軸承支承，軸承不需要潤滑。使用密封的軸承，可以防止潤滑脂泄漏及臟物和水的侵入。水泵殼體安裝在發動機氣缸體上，水泵葉輪固定在水泵軸上，水泵泵腔與氣缸體水套相連。

圖3-5-5 水泵

水泵的作用是對冷卻液進行加壓，保證其在冷卻系統中循環流動。

3.5.2 冷卻系統維修要點

1.水泵的拆卸與更換要點

冷卻液的檢查與更換

（1）排放冷卻液

打開膨脹水箱蓋，拆卸發動機冷卻液放水閥，使用容器回收冷卻液。

（2）拆卸傳動帶

使用扳手順時針轉動傳動帶張緊輪緊固螺栓，取下傳動帶，如圖3-5-6所示。

圖3-5-6 傳動帶張緊器的拆卸

（3）拆卸水泵傳動帶輪

部分車型在拆卸水泵時要先將水泵傳動帶輪拆下，才能拆卸緊固螺栓。

使用扳手拆卸水泵傳動帶輪的4顆緊固螺栓，取下傳動帶輪，如圖3-5-7所示。

圖3-5-7 拆卸水泵傳動帶輪

（4）拆卸水泵

如圖3-5-8所示，使用扳手拆卸水泵的7顆緊固螺栓，取下水泵。

圖3-5-8 拆卸緊固螺栓取下水泵

取下圖3-5-9所示的水泵墊片，復裝時應更換新墊片。

圖3-5-9 取下水泵墊片

2.節溫器拆卸與更換要點

1）排放冷卻液，拆卸發動機進氣管。

2）斷開電子節溫器線束插接器，如圖3-5-10所示。

3）使用鉗子拆卸圖3-5-11中箭頭指示的發動機出水管卡箍，并將出水管與節溫器殼體斷開。

節溫器的檢查與更換

圖3-5-10 斷開電子節溫器插接器

圖3-5-11 拆卸發動機出水管卡箍

4）拆卸圖3-5-12a中箭頭指示的4顆電子節溫器緊固螺栓，并取下電子節溫器。

圖3-5-12 拆卸緊固螺栓并取下電子節溫器

3.節溫器的檢查

如圖3-5-13a所示，將節溫器浸泡在水中，并將水加熱，在水中放置溫度計。當水溫在80～84℃時，檢查節溫器是否開啟，正常情況下節溫器此時應開啟。將水繼續加熱，溫度達到95℃時檢查圖3-5-13b所示的節溫器閥門升程A，正常狀態下的節溫器閥門升程A應不小于8mm。

圖3-5-13 節溫器的檢查

3.5.3 冷卻系統常見故障診斷與排除

發動機冷卻系統常見故障有發動機溫度過高、發動機溫度過低、冷卻液泄漏、冷卻風扇不轉、冷卻風扇轉速低等。

1.發動機溫度過高、過低故障診斷

發動機溫度過高和過低故障的現象、原因和診斷與排除方法見表3-5-1。

表3-5-1 發動機溫度過高和過低故障診斷

（續）

2.冷卻液泄漏故障診斷與排除

（1）故障現象

冷卻液量不足引起發動機過熱。

（2）診斷與排除

1）檢視冷卻軟管是否破裂，卡箍是否松動。

2）檢查水泵是否漏液，可用一根潔凈木條伸到泄水孔處，木條上無水跡則說明水泵不漏液。

3）檢查冷卻系統內部是否漏液，拔出機油尺，若發現機油中有水，則氣門室內壁或進氣通道內壁有可能破裂漏液。

4）打開散熱器蓋，如果冷卻液沸騰則說明氣缸墊損壞或氣缸蓋變形。

5）檢查散熱器蓋的排氣閥是否松動。密封圈失效，密封不良。若冷卻液容易從加水口處飛濺出來，則說明散熱器蓋的排氣閥失效。

6）查看散熱器是否有滲漏，如果有水漬則一定有滲漏。

7）查看膨脹水箱是否有裂紋，膨脹水箱蓋是否松動或密封不良。

3.冷卻風扇運轉不正常故障診斷與排除

冷卻風扇運轉不正常故障現象包括冷卻風扇不轉、轉速慢、運轉時機不準等，診斷與排除方法見表3-5-2。

表3-5-2 冷卻風扇運轉不正常故障診斷與排除