发动机冷却系统试验
编制：M.Betts/U.Sauerwein 日期：06.02.1998 批准：Dr.U.Sauerwein 日期：09.02.1998 关键词：冷却系统
1.0目标
1.1该试验程序用来评价安装冷却水泵的发动机冷却循环的特性和现象。
1.2 量化发动机总成冷却循环阻力并与设计值作比较。
1.3通过允许规范总系统设计和评估水泵设计，来决定安装在发动机上具有一定外部循环阻力范围的水泵的流量特性。
1.4通过规范不同运行曲线以及外循环参数，决定不同冷却液温度下所安装泵的气蚀极限。
1.5通过提高调温器的功能和设计意图，决定调温器的静态和动态参数。
1.6 使用一个专门的水泵测试台架来决定水泵的基本流量特性。这个试验程序对水泵本身的开发没有包含，但可以作为系统的一部分可以平定其匹配特性。
1.7 通过使用一个专门的水泵试验台架来评估水泵理论公差的影响。
推荐使用水泵总成做试验来建立一个名义规范（例如极限间隙的中间值）。
1.8 在冷却液的流动最佳时操作该试验，通常由可视化技术来操作。最佳流动通常影响汽缸垫和发动机冷却液通道的流动阻力。
1.9 对于某些试验（调温器特性）要求运行发动机。这将方便操作直到试验4.17的与冷却液最佳流动相关的零部件试验台。在这种情况下，一直到4.17的试验方法应该采用由马达发动机来执行。在运行发动机的过程中应反复检查。
2.0 试验准备
2.1 某些试验要求一台运行的发动机。发动机能够维持运行在全速、全负荷的发展阶段。
该试验倾向于使用一个安装了控制热交换器和一个安装在下软管的可变限流阀的静态试验台架来操作，以模拟不同车辆的冷却系统阻力。由于会导致静态系统压力控制与模拟散热器阻力方向相反，因此限流阀不应该安装在上部软管处。
由于测试并不打算评估热损失，因此发动机的性能并不要求达到最终的产品水平，但应该具有代表性（参考4.21和下文）。
2.2 附录A中列出了试验之前所需测量的零部件清单，测量必须符合AS000010标准测量程序。
2.3除非负责工程师特别说明，所有的发动机零部件都应该符合图纸公差要求；所以总成紧固力矩和间隙应该符合设计说明值。
2.4 除非负责工程师特别说明所有零部件都是新的。
2.5总成测量参数记录在附录B中。
2.6 在循环管道周围的一定数量位置点处测量冷却液压力之前做准备是必要的。要求（壁上）的静态压力。
推荐在接头进入冷却循环中尽量与平面平齐，在水流突变处应为3mm直径，这可以避免由于接头伸入水流中和冷却液速度的影响而产生的读数误差。
应该避免横截面（和速度）的突变。
对于有些地方不能避免（如调温器座）的地方，推荐使用2~3个接头，接头不要暴露在水流中和拐角等处，接头应该在外部连接到一起，然后再与压力计或传感器相连。
在均匀的截面通道（管、等）处，在截面周围2~3个接头连接在一起测量压力。
如果要求测量软管中的压力，建议用装有接头的金属管子，使金属管可以插入到软管中。推荐接头安装在钢管上（例如）使用铜焊接短管到此管子上并钻直径为3mm的通孔。
在急拐弯或横截面变化处，应该有几个不同“直径”的接头（或一个具有代表
应该大于5mm。不可能始终达到这种条件，在这种情况下应该注意评估结果。参考图1中的要求。
2.7在下列典型位置要求冷却液压力（参考图2）
?水泵进口处（典型的下部软管）
?水泵出口处
?调温器座处（在调温器前）
?上部软管（在调温器后）
?系统压力盖处（或相当静态压力）
?*缸体（汽缸垫下）
?*缸盖（汽缸垫上）
*缸体、缸盖处的接头位置决定于发动机和冷却系的具体设计。冷却液流动的优化工作，通常在这个程序前完成提供关于接头位置信息，该信息得出缸体和缸盖之间有代表性的压力降数据。
2.8 在
3.3中描述的位置要求冷却液温度
应该作适当的准备来安装适当的温度传感器使其伸进冷却液中（取决于各自环境的不同，伸出表面5-10mm通常足够了）。
2.9 对于有些试验要求发动机在调温器开启状态下运行，也就是机械的安装在全开位置，同时要求一个全功能调温器。
如果设计要求，在调温器全开时检测小循环是否全关。
如果设计不要求全开的调温器的小循环管路完全关闭，当测量上部软管流量时为了决定发动机系统阻力，推荐小循环管路准备一个可拆卸的堵盖装置（例如，插入一个螺栓堵住）。
3.0 仪器和设备
3.1 推荐试验台架装有一个能够测量发动机在最高转速和负荷下运行的测功机
3.2 要求有一个被控制的调节冷却液温度的热交换器。
如果可能的话，推荐试验台架上冷却系统总容量应该与车辆系统相类似，这将有利于使两个系统的热动力参数类似。如果试验台架冷却系统的容量与整车相比有很大的区别的话，应该仔细处理调温器的动力参数，而且必须与整车系统验证。试验台架系统发动机冷却循环总的容量应该对参考意图进行评估。
为了调温器与控制系统响应安装不干涉，试验台架温度控制系统参数必须仔细选择，参考4.21。
热交换器的流动阻力应该小于整车散热器的预计阻力。
3.3下列情况要求测量
?冷却水泵转速（或者曲轴转速，如果传动比已知）
?下列位置的冷却液温度和压力
水泵进口处（典型的下部软管）
水泵出口处（温度可选）
调温器座处（在调温器前）
上部软管
?缸体中的冷却液压力
?缸盖中的冷却液压力
?静态系统压力（在相当于在压力盖处测量）
?上部软管的流量速率，注：流量计必须能够测量瞬态流量，在一秒钟内给出测量读数。以平均时间原理工作的流量计不适合。
当评估调温器特性时上述测量要求每秒记录一次或更频次更高。
3.4可调的压缩空气用来调节静态系统压力，调节范围为0-2bar。
3.5 推荐试验台架系统安装一个带有设置压力略大于设计意图（一般为1bar）的压力盖。也要求充分膨胀容积避免冷却液排除或被压至回到压缩空中。
3.6必须使用合适的下部软管使水泵进口在低压情况下不至于吸瘪。如果管子可能吸瘪，推荐加强（例如插入钢丝螺旋弹簧）管子，但是应该注意，任何加强管子都不能限制流量或造成过度紊流。
4.0 试验方法
4.1安装一台发动机，象2.0一样记录所有零部件总成的数据。
初始安装一概全开的调温器。
如果必要堵住小循环管道。
4.2 在试验台架上以设计安装角度安装发动机。
机油加到机油标尺最大位置。
按图2连接冷却管路。
4.3 将推荐的冷却液加入冷却系统
冷却液通常使用50%的清水和50%的乙二醇混合液。
推荐有些试验重复使用100%的水，尤其是发动机在没有乙二醇的区域运行时。如果冷却液中含有腐蚀性的抑制剂而并不严重影响沸水特性的话，可以使用水。冷却液的范围应该由设计者说明，以及标明任何系统性能极限。
4.4 调整下部软管流量调节阀全开
在低速低负荷下运行发动机，检测泄漏量；允许冷却液温度升高到典型的50℃，检测温度仪表；调节可调压缩空气，从零到设计值改变系统压力，检测压力仪表。4.5 发动机系统阻力——全开的调温器并堵住小循环口
安装全开的调温器，如果必要的话堵住小循环口，调节上部软管温度到50~60℃（如果必要可增加负荷）、调节系统压力到1.0bar（或设计值）。
以最低转速运行发动机
当读数稳定时（例如5分钟），以3.3方法记录测量值。
进一步提高转速，给出5~10个中间值加上最大值，在每个转速下记录数据。
通常基本的系统阻力对温度并不十分灵敏，在典型的运行范围内，如此精确的控制温度到定义值范围内对试验来说并不重要，在相对低的冷却液温度下运行该试验将会有减小气蚀和局部沸腾的可能性，气蚀和局部沸腾将导致不稳定或非线形现象的发生。
4.6 发动机系统阻力——开启式调温器和设计小循环
如果小循环已经堵住，去掉堵盖，重复4.5操作。
4.7 发动机系统阻力——关闭式调温器和设计小循环
安装一个标准功能的调温器并确保小循环达到设计意图。为了在调温器开启之前短时间内执行试验，有必要使用一个功能调温器（保护发动机）。
尽可能的降低冷却液温度。
启动发动机并以低转速运行，记录测量值。
象4.5一样进一步提高发动机转速并记录。
如果调温器已经开启（检测上部软管流量和温度，但允许有小的气流通过气孔），返回到怠速并冷却系统，如果必要继续试验直到所有转速都记录为止。
为了决定水泵的流量，有必要比较泵转速、（从试验台上）压力升高相对于水泵流量变化图或从4.5和4.8得出结果。
象设计意图一样安装一个全开的调温器和小循环（如果合适，可以去掉堵盖）；在转速等于最高转速一半时暖机，使上部软管温度达到约50~60℃，调节冷却系统维持该温度。关小下部流量调节阀，使通过上部流量计测量的流量减少近10%。
重复4.5中的测量。
4.9 重复4.8中的过程，进一步减少10%的流量（非阻力值）。
重复4.5中的测量。
4.10 重复4.9直到非阻力值的流量降低到50%或系统中的关键点达到最大可接受的压力，参考设计者的要求。如果具有代表性的整车系统阻力已知，确保试验范围包含该值。
4.11 水泵的气蚀极限——设计小循环、开启式调温器和规定的冷却液
在试验之前从4.6中预览结果。试验目的是决定避免气蚀的情况下所要求的最小系统压力。当一个给定温度区域的局部压力降低于冷却液和液体沸腾时的蒸汽压力时，气蚀产生。这种现象通常最初在水泵进口（也就是系统中的最低压力点）处产生。起初水泵中的蒸汽重新冷凝（长时间这样将导致腐蚀）但最终将产生“气锁”而使流动停止，在使用中必须避免。在这些试验当中，必须避免达到“气锁”条件。
对于给定的冷却液温度，气蚀极限被定义为水泵传输流量率与以相同的泵转速测量的参考流量率相比较降低3%，但为了避免气蚀产生水泵的进口压力应足够高。降低3%的流量相应的会降低近6%的水泵压力升高（dP正比于流量的平方）。
在整车冷却系统中减少冷却液来检测气蚀同样要求试验，这在台架上模拟并不能满足要求。参考适当的试验程序。
通常额定转速与评估水泵的气蚀特性有关，因为额定功率下产生很多的热量给冷却液；另一方面，发动机最大转速也很关键，因为水泵转子中的动态压力降正比于转速的平方。由于发动机功率与风扇气流量的比值很高，通常在最大扭矩下稳定运行，产生的冷却液温度最高。
为了模拟整车冷却系统阻力，应该调节下部软管阀。如果这些数据未知，应该在覆盖可能的整车冷却系统范围内，下部软管阀门的不同位置处进行试验。由于在最大流量的条件下水泵进口处气蚀通常最先发生；因此如果拿不准的话，选择最小的流动阻力。
负责工程师应该定义评估气蚀现象的发动机转速范围和模拟整车冷却系统阻力。下列情况假定相应的发动机转速为额定转速。
试验采用开启式调温器和小循环，注意小循环水流进入水泵叶轮入口将会影响气蚀的特性，这决定于具体设计。
往系统中加入推荐的冷却液。
4.12 在额定转速下运行发动机并调节热交换器，维持水泵进口温度在80℃；必要时加载最低的负荷。
4.13 设置系统压力为1.0bar（或说明的系统压力），记录表3.3中的测量值。
4.14 以每次大约0.2bar的速度降低系统压力并重复3.3中的测量，直到系统压力降低或观测到气蚀产生且流量减少超过10%。（注，除非水泵进口阻力过大，否则低温时不应该产生气蚀）。
4.15 以每次5℃逐步升高水泵进口温度并重复4.13和4.14，直到达到最大试验温度或与在全系统压力下基准值相比流量降低大于10%或达到沸腾极限且冷却液喷出。推荐最高温度应该大于在整车临界运行条件下（通常大于120℃）的最大设计温度，但不要上部软管允许的极限温度。（在1.0bar绝对压力下50%水与50%乙二醇混合液的沸点约为107℃，在2.0bar绝对压力下约为128℃）
预览4.12到4.15中的结果，决定在最高设计温度下水泵进口不出现气蚀（流量下降率极限等于3%）时所要求的最小系统压力，检测在定义的系统压力下是否能够达到该值。
基准曲线：
调节热交换器来维持80℃的水泵进口温度和设计最小系统压力值。在最小全负荷转速下运行发动机，有必要加负荷来维持冷却液温度，记录3.3中的测量值。
逐步把发动机转速提高到最大并记录3.3中测量值。流量率和转速之间近似为线形关系，应调查和全面了解偏离线性的现象。
高温条件：
调节热交换器到设计的水泵进口最高温度，并保持系统压力调整不变。
象基准曲线一样在所有转速下运行发动机，记录3.3中测量值。
监测流量率，如果所测的流量率与基准值相比减少量大于10%则停止试验。
应该监测到从低速到最高速度范围内没有气锁（与参考曲线相比流量减少量大于5%）。如果在额定转速和最高转速下偏离基准曲线急剧上升，有必要进一步调查（例如在不同的转速下重复4.11到4.15）确保在最恶劣的条件下（系统压力最小、冷却液温度最高、冷却液没有按规定比值混合等）没有气锁发生。
4.17使用100%的水作冷却液时的气蚀极限
如果合适，应该使用100%的清洁水作为冷却液（这应该由负责工程师说明）重复4.12~4.16中的气蚀极限试验。注：绝对压力为2bar时100%冷却水的沸点为119℃，绝对压力为1bar时其沸点为100℃。试验温度极限应该相应改变。
4.18 稳态和动态时的调温器特性
这个程序假定使用一个常规的被动式调温器，试验中使用的调温器应该事先标定来决定其运行参数，然后才能进行发动机的暖机试验。
4.19 标定
如果专门的调温器标定台架没有的话，推荐使用下面的程序：
按照设计方向把调温器安装到一个装有清洁水玻璃试验瓶中，（如果开启温度大于100℃，要用水和乙二醇混合液）在调温器旁边放一个刻度尺以至能够测量阀门的移动，而且在调温器旁放一个温度计或相当于测量温度的仪器。目测毫米刻度通常可以达到要求，在一段时间内通常10分钟把水从环境温度20℃加热到100℃，以适当的间隔记录调温器阀的位置，例如对于一个名义值为88℃的调温器从75℃开始以2℃的步长测量直到100℃。参考制造商相应的温度清单，对照说明书上结果。
允许将水冷却（如果需要，辅助冷却，但不要太快）并记录关闭特性。画图说明其滞后情况（图4）。
4.20 安装已标定的调温器到带有符合设计要求小循环到发动机上
对于初始的调温器试验，可以使用水或混合冷却液，使用清洁水更好，因为它允许在试验之间加入冷水来减少总的试验时间。注意不要使发动机受到冷热冲击而损坏。最好在发动机怠速时用试验台架温度控制来降低冷却液温度。
建议调整系统阻力（下软管阀）与车辆实际阻力一致，如果实际系统尚未确定，可按典型值调整。
如果没有说明的值，将系统压力设置为设计值或1.0bar。（调温器特性通常为压力式）
4.21 暖机和稳态
发动机暖机并一些固定速度和负荷下观察调温器的动态特性。控制不同发动机稳态温度值，以至于能够观测温度循环。
必要用实际整车系统来检测。参考3.2。
初始冷却系统温度也会影响由冷到热的转变过程。如果从20℃开始观测到的暖机过程能达到要求的话，那么更高温度也可能达到要求。也应该作低温（例如冷启动试验）检测。
重要的是：为了使控制系统不至于导致不稳定性的产生，试验台架上冷却系统控制参数必须仔细选择（时间常数等）。为了分析暖机特性，推荐将冷却系统调整到手动模式。因此在试验当中调整热交换器的冷却水到一合适的最小值并保持恒定。
对于所有发动机推荐下列条件都应该试验：
转速
负荷最小最大
最小X X
最大X X
对于车用发动机，推荐3或4中间的“道路负荷”也应该试验。典型的“道路负荷”可以近似认为功率正比于转速的三次方；拿额定功率做参考，“道路负荷”为：转速%：30 40 50 60 70 80 90 100
功率%：3 7 13 22 34 51 73 100
选择适当的转速和负荷。
4.22 在固定转速下暖机
试验应该从上部软管冷却液温度明显低于名义的调温器运行温度（例如20℃）时开始。
设置试验台架，冷却使最小流量、系统压力到设计值或1.0bar的标准（或特定值）。
在4.21中最初的速度和负荷点处运行发动机。
用3.3中的测量方法每秒记录一次，直到上部软管温度达到接近100℃，用4.23中方法继续。
4.23 发动机的稳态输出功率——不同的下部软管温度
上接4.22，调节试验台架冷却系统使下部软管温度维持在100℃。允许系统稳定5分钟。
象4.22中一样记录5分钟的测量数据。
降低下部软管温度5℃并保持稳定，重复测量。
以每次5℃的速度继续降低下部软管温度，使发动机调温器进一步关闭。当温度接近调温器开启范围的下限时，流过热交换器的冷却液将趋向为零，依靠设备的容量很难或者不可能达到所要求的值。
4.24 象4.21中一样测量下一个转速和负荷点，重复4.22和4.23。
重复所有点。
5.0结果说明
5.1 应该写出一个试验报告。
试验报告应该包括：
?零件清单
?零件测量值（附录A）
?总成测量值（附录B）
?图、表以及试验设备草图
?试验结果的说明
5.2 应绘出下列曲线图
试验4.5，发动机系统阻力——使用全开的调温器并堵住小循环
?水泵（进、出口）压力升和转速的关系
?水泵（进、出口）压力升和上部软管流量的关系
?压力降（泵出口、调温器前）和上部软管流量的关系
?压力降（泵出口、上部软管）和上部软管流量的关系
?压力降（上部软管、下部软管）和上部软管流量的关系
?压力降（缸体、缸盖）和上部软管流量的关系
?压力降（调温器前、上部软管）和上部软管流量的关系
?（对已经选择的图，建议绘出压力降和压力升和流量二次方的关系，这将会得到线形的关系并能方便计算和分析系统阻力）。
试验4.6发动机系统阻力——开启式调温器和设计小循环
——重复作出上面关系的曲线图。
试验4.7发动机系统阻力——关闭式调温器和设计小循环
——重复作出上面关系的曲线图。
试验4.8流量传输——可变的整车系统阻力
——（象上面一样）绘出不同系统阻力下的流量和压力的差异曲线图。
试验4.11 泵的气蚀极限
——对每个泵进口温度绘出其流量值与泵进口压力的关系以及决定在各种高压力时97%基准流量的压力值。
——绘出已定的97%基准流量的压力值与泵进口温度的关系曲线。
——绘出整车系统阻力的系统压力点与泵进口处（下部软管）压力差与转速的关系曲线。
——绘出所要求的系统压力（等于泵进口压力与系统压力降之和）与泵进口温度的关系曲线。
试验4.16 流量传输与发动机转速的关系
——绘出基准工况和高温工况下流量值与发动机转速的关系曲线。
——如果可能，在相同的图中绘制灵敏度曲线。
试验4.17 如果可行，重复绘制上面的曲线图（不同发动机转速或车辆系统阻力）试验4.18 如果（100%的水作为冷却液）可行，重复绘制上面的曲线图
试验4.19 调温器标定
——绘出调温器位置随着温度升高和降低的关系曲线图（显示其滞后现象）。
试验4.21暖机和稳态试验
——绘出调温器座（调温器前）和上部软管的温度与时间的变化关系曲线（分不同转速和负荷）。如果需要也可以绘出下部软管处（泵进口）温度与时间的关系曲线图。——如果需要，绘出上部软管流量与时间的关系曲线图。
试验4.23——在每个转速和负荷点重新绘出上面的曲线图。
注：
1 对于有些应用中，冷却液温度传感器用来控制发动机管理系统功能，必须注意传感器的安装位置确保与目标温度相当，并且在暖机过程当中部分温度波动不会导致点火、供油、净化系统、怠速转速控制等有不期望的修正。4.21-4.23中的结果应该作为决定EMS功能以及修改调温器匹配特性的必要条件。
2 当满意的气蚀极限的系统压力已定义时，考虑海拔的影响很重要。冷却液的沸腾特性取决于绝对压力，因此必须考虑大气压力加上系统压力（相对）的结果。最大的运行海拔必须说明，并且在定义系统压力（盖的压力）之前必须考虑。
附录 A
零件测量参数
发动机——虽然对这些试验并不关键，但是推荐测量正常的装配参数冷却水泵——图纸上的叶轮尺寸
——图纸上的蜗壳尺寸（叶轮座）
——图纸上进出口通道尺寸
调温器座——图纸尺寸
小循环通道——图纸尺寸
调温器——图纸尺寸
附录 B
装配测量参数
除非工程师特别说明，下列所有参数在试验前都应该测量或计算：发动机——基本的运行间隙，虽然其对这些试验并不很关键
冷却水泵——依据图纸上的叶轮间隙
捷达轿车发动机冷却系统的检修 目录 1绪论················错误！未定义书签。 2 冷却系统系统的结构和工作原理 (3) 2.1发动机冷却系统的功用和组成 (5) 2.2发动机冷却系统的类型 (6) 2.3捷达轿车冷却系统的组成 (4) 2.3.1散热器 (8) 2.3.2冷却风扇 (8) 2.3.3冷却水泵 (9) 2.3.4节温器 (9) 2.3.5冷却液介质 (10) 2.3.6冷却液温度传感器 (10) 2.4捷达轿车冷却系统工作原理11 3发动机冷却系统的故障分析及检修 (10) 3.1发动机过热. (10) 3.2发动机升温缓慢或工作温度过低 (13) 3.3冷却系主要部件故障检修 (11) 4捷达冷却系统的案例分析与维修 (14) 4.1实际案例分析与维修 (14)
4.2冷却系统的特点 (18) 5冷却系统的维护与保养 (16) 5.1使用防冻液注意事项 (17) 5.2冷却系统水垢形成原因与清除 (17) 结论 (19) 参考文献 (22) 致谢·················错误！未定义书签。 捷达轿车冷却系统常见故障检修 摘要：汽车冷却系统是发动机的重要组成部分，随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热密度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。保证冷却系统的正常工作，能避免因冷却系的故障造成的车辆问题。为了人们能了解冷却系常见故障及检修知识，本文列举冷却系统一些常见故障及检修方法。 关键词：捷达轿车，冷却系统，工作过程，常见故障 1.绪论 发动机的冷却系统可以分为两大类，一类是水冷系统，另一类是风冷系统。车用发动机大多采用水冷系统进行冷却。水冷系大都是强制循环式水冷系，利用
ASTMD 2570-96 《发动机冷却液模拟内部腐蚀试验方法》 1.范围： 1.1 该试验方法评估受控条件下发动机冷却系统零件和金属试样在发动机冷却液循环下的效果，基本上为国际热标试验室条件。 1.2 该试验方法描述了试验材料，冷却系统零部件，冷却液型号和冷却液流量状态，考虑的是当前发动机使用的类型。 1.4 本标准不涉及所有安全关联的要求，如果必要，联合这些要求共同使用。使用这些标准适当地评估安全性和环保健康，并有规律地实时测定指标是必要地。其预防措施说明见第6节。 2. 参考标准： 2.1 ASTMD标准 D1121《发动机冷却液和防锈剂储备碱度测试方法》 D1176《发动机冷却液和防锈剂溶液样本制作和准备试验方法》 D1171《发动机冷却液冰点试验方法》 D1193《试剂水说明书》 D1287《发动机冷却液和防锈剂PH值测定方法》 D1384《玻璃容器内发动机冷冻液腐蚀试验方法》 D2758《采用测功机的发动机冷却液试验方法》 D2847《轿车和轻卡用试验发动机冷却液》 D3306《基于乙二醇的汽车用发动机冷却液说明》
2.2 SAE标准（美国工程师协会） SAE J20e《冷却液系统软管标准》 3.试验方法概述： 3.1 发动机冷却液在190℉（88℃）条件下，在一个流量闭环系统内运行1064h。这个流量闭环系统包括一个金属储液箱，一个汽车冷却液泵，一个汽车散热器和连接用软管。发动机冷却系统的典型金属试样安装在储液箱内部，储液箱是一个圆柱缸。试验结束后，通过测定典型试样的质量损失和对零部件内表面的目测来评定耐腐蚀特性。 4.意义和使用 4.1 该试验方法接近发动机冷却系统的闭式工作状态，比玻璃容器内的试验方法（D1384）提供了更好的评估法和发动机冷却液的选择审查。一个经过改进的系统，通过使用汽车冷却系统零部件达到控制冷却液循环的目的，能更大限度地检查金属表面区域。 4.2 尽管本试验方法提供了差异性的改善，但它不能确切地预测完全符合要求的耐腐蚀特性。如果更高的要求被提出，试件应经历满负荷发动机测试（D2758），以便从试验中得到实际状况。 4.3 试验重要性和更多解释以及它的极限讨论见附录Ⅺ。 4.4 考核试验结果是否合格采用标准D3306和标准D4985，推荐使用的零部件见第5节，如果不使用指定的推荐部件，若合同中同意，要以合适的零部件代替。
发动机冷却系统设计规范..
号： 冷却系统设计规范 编制：万涛 校对： 审核： 批准： 第1页
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水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。 四、主要部件的设计选型 1、散热器 散热器的散热量（Q）和散热器散热系数（K）、散热器散热面积（A）及气液温差（⊿T）有关： Q=K·A·⊿T 其中：Q---散热器的散热量（kcal/h） K---散热器散热系数（kcal/m2?h?oC） A---散热器散热面积（m2） ⊿T---气液温差：散热器进水温度和散热器进风温度之差（oC）散热器的散热系数是代表散热效率的重要指标，主要影响因素如下： ①冷却管内冷却液的流速---据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热效 率有较大提高，但超过0.8m/s后，效果不大； ②通过散热器芯部的空气流量---空气的导热系数很小，因此散热器的散热能力主要取决 于空气的流动，通过散热器芯部的风量起了决定性作用； ③散热器的材料和管带的厚度---国内散热器的材料目前基本上已标准化； ④制造质量---主要是冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量； 第1页
1.1 散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。 1.2 发动机最适宜的冷却液温度为85 ℃~95 ℃，测量位置在散热器的上水室。 1.3 散热器和风扇组合匹配效率是当散热器芯子未被气流扫过的面积最小时为最高，因此，最好采用接近正方形的散热器芯子。 1.4 散热器的总散热面积、芯子的迎风面积、结构形状和结构尺寸要通过发动机冷却系统所需最大散热量来计算确定，并应通过试验评价来最终确定。但一般可按散热器芯子的迎风面积来估算：0.31~0.38m2/100kW，载货车和前置客车通风良好时，可取下限值；后置客车通风欠佳时可取上限值；城市公交车长期低速运转可偏下限值；自卸车、牵引车、山区长途客运车等经常大负荷运行的车辆可偏上限值。 1.5 散热器进风口的实际面积不得小于散热器芯子迎风面积的80 %，以防止散热能力下降。后置客车散热器的进风通道要与发动机舱密封隔离，散热器周围要安装密封橡胶，以防止发动机舱的热风回流到进风通道，影响散热性能；进风通道的面积应不小于散热器芯子的迎风面积。 1.6 在灰尘多的脏环境下使用时，应选用直排或斜排冷却管，且管子间隔要大，以避免散热器芯子堵塞，影响散热效果。 1.7 散热器安装时，紧固必须牢靠，与车架的连接必须采用减振垫，采用减振垫的目的是为了隔离和吸收来自车架的部份振动和冲击，使散热器在车辆运行中，不致发生振裂、扭曲等非正常损坏，延长散热器寿命。 1.8 因为散热器与车架之间安装有隔振橡胶，因而形成了绝缘状态，通过冷却液介质，在散热器与车架之间产生了电位差，在冷却液中产生了微弱电流，使冷却系统的零部件发生电腐蚀。因此，一定要采取散热器负极接地等措施，消除电位差，防止电腐蚀。 2 冷却风扇 风扇选型主要考虑风扇的风量、噪声和功率消耗。 风扇风量（G）与风扇直径（D）、风扇转速（n）之间存在如下比例关系： G=K1?n?D3------其中K1为比例系数 而风扇噪声的声压级（SPL）和风扇直径（D）、风扇转速（n）之间存在如下比例关系： SPL= K2?n3?D2------其中K2为比例系数 根据上述比例关系可得：SPL= K3?Q?n2/D------其中K3为比例系数 第2页
水冷发动机冷却系统介绍 为了保证发动机的工作可靠性，降低其热负荷，必须加强它的冷却散热。发动机 主要依靠其冷却系统来保证自身在工作过程中得到适度的冷却。发动机冷却系统的功 用就是把发动机传出来的热，及时散发到周围环境中去，使发动机具有可靠而有效的 热状态。现代完善的冷却系统，可以使发动机在各种不同环境温度和运转工况下具有 最佳的热状态，既不过热，也不过冷。发动机的冷却系统按照传热介质来分类可以分 为以水为传热介质的水冷型冷却系，以空气为传热介质的风冷型冷却系，以油(如机 油等)为传热介质的油冷型冷却系[z][23][32]。现代汽车发动机，尤其是轿车发动机普遍 采用的是水冷型的冷却系。在水冷型冷却系中，如果按照传热方式来分类，有单相传 热和两相传热两种方式，前者为人们通常所说的水冷型冷却系，后者称为蒸发式冷却 系。 汽车发动机的水冷系统均为强制水冷系统，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。这种系统的组成主要包括:水泵、散热器、冷却风扇、 节温器、补偿水箱、发动机冷却水套以及附加装置等。 发动机冷却系统冷却液在冷却系统中的循环路径:冷却液经水泵增压后，进入发 动机缸体水套，冷却液从水套壁周围流过并吸热而升温。然后向上流入缸盖水套，从 缸盖水套壁吸热后经节温器(对于该型号发动机，当出水温度低于82℃时，进行小 循环，这时节温器将冷却液流向散热器的通道关闭，使冷却液经水泵入口直接流入缸 体或气缸盖水套，以便使冷却液能够迅速升温。当高于82’C时，水经过散热器而进 行的循环流动，从而使水温降低。)然后回到水泵，如此循环不止(如图2.1.1所示)。 冷却液随发动机的不同而不一样。冷却液用水最好是软水，否则将在发动机水套 中产生水垢，使传热受阻，易造成发动机过热。纯净水在O℃时结冰。如果发动机冷却系统中的水结冰，将使冷却水终止循环引起发动机过热。尤其严重的是水结冰时体 积膨胀，可能将缸体、气缸盖和散热器胀裂。为了适应冬季行车的需要，在水中加入 防冻剂制成冷却液以防止循环冷却水的冻结。最常用的防冻剂是乙二醇。冷却液中水 与乙二醇的比例不同，其冰点也不同。50%的水与50%的乙二醇混合而成的冷却液， 其冰点约为一35.5OC。本文中发动机所用的是复合型三防长效冷却液，沸点不低于107 ℃，冰点不高于一35℃。 因此，发动机冷却系统的设计要求是要保证对冷却液温度的要求，现代发动机的 冷却系统设计趋向于在实现高的冷却能力的同时，使整个冷却系统的结构更紧凑、消 耗功率小、减小系统阻力。
发动机冷却系统计算 发动机冷却系统是汽车的重要组成部分之一，冷却系统的作用是使发动机在各种转速和各种行驶状态下都能有效的控制温度，其中水套是整个冷却系统的关键部分。本文为发动机冷却系设计计算分析，水套计算分析由AVL 公司的FIRE 软件完成。通过CFD 计算，可以得到水套整个流场(速度、压力、温度以及HTC 等)分布。通过速度场可以识别出滞止区、速度梯度大的区域，通过温度分布可以分析可能产生气泡的位置，通过换热系数的分布可以评估水套的冷却性能，通过压力分布可以显示出压力损失大的区域。本文针对功率点进行了计算。 1.散热量的计算 在设计或选用冷却系统的部件时，就是以散入冷却系统的热量Q W 为原始数据，计算冷却系统的循环水量、冷却空气量，以便设计或选用水泵和散热器。 1.1 冷却系统散走的热量 冷却系统散走的热量Q W ,受许多复杂因素的影响,很难精确计算, 因此在计算时，通常采用经验公式或参照类似发动机的实测数据进行估算。在采用经验公式估算时，Q W 估算公式为：)/(3600s kJ A h N g Q n e e W = （1） 式中:A —传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比; g e —内燃机燃料消耗率( kg/kW ·h); N e —内燃机功率(kW); h n —燃料低热值(kJ/kg)。 根据表1CK14发动机总功率实验数据：6000rpm 时，N e =70.2kW, g e =340.8 g/kW ·h, 汽油机热量理论计算一般A=0.23～0.30，但随着发动机燃烧技术的提高，热效率也不断提高，根据同类型机型热平衡试验数据反运算，A 值一般在0.15左右。 汽油低热值h n =43100 kJ/kg, A 选取0.15，故对于CK14发动机标定功率下散热量： KW Q W 433600 431002.703408.015.0≈???=
题目：论述汽车发动机冷却系统有几种形式，各有什么特点 汽车冷却系统 冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为风冷系及水冷系，风冷系是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷系则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。 水冷系 水冷系是以冷却液为冷却介质，通过冷却液将高温零件的热量带走，再以一定的方式散发到大气中去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置。通常，冷却液在水冷系内的循环流动路线有两条，一条为大循环，另一条是小循环，两者由冷却液是否流经散热器而进行区别，冷却强度也不同。小循环是指冷却水仅在引擎内循环，而大循环则是冷却水在引擎与热交换器 (水箱) 间循环。 冷却系统的循环汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，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。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。其工作过程为：水泵将冷却液由机外吸人并加压，使之经分水管流入发动机缸体水套。这样，冷却水从气缸壁吸收热量，温度升高；流到气缸盖水套，再次受热升温后，沿水管进入散热器内。经风扇的强力抽吸，空气流由前向后高速通过散热器。最终使受热后的冷却水在流经散热器的过程中，其热量不断地通过散热器，散发到大气中去。同时，使水本身得到冷却。冷却了的冷却液流到散热器的底部后，又在水泵的加压下，经水管再压入水套，如此不断地循环。从而使得发动机在高温条件下工作的零件不断地得到冷却，从而确保发动机的正常工作。因此水冷却形式具有冷却可靠、布置紧凑、噪声小、使用方便等优点。 风冷系 这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风，使其向空气中散热，从而达到冷却发动机的目的。 风冷系以空气为冷却介质，利用汽车行驶时的高速空气流，将高温零件表面的热量吹散到大气中去。风冷系的汽车发动机一般采用由传热性能较好的铝合金铸成的汽缸和汽缸盖，为了增大散热面积，各汽缸一般都分开制造，并且在汽缸和汽缸盖表面分布许多均匀的散热片，以增大散热面积。为了有效地利用空气流和保证各汽缸冷却均匀，有的发动机上装有导流罩及分流板等部件。风冷系具有结构简单、重量轻、故障少、无需特殊保养、维护简便、对地理环境和气候环境
发动机冷却系统试验 编制：M.Betts/U.Sauerwein 日期：06.02.1998 批准：Dr.U.Sauerwein 日期：09.02.1998 关键词：冷却系统
1.0目标 1.1该试验程序用来评价安装冷却水泵的发动机冷却循环的特性和现象。 1.2 量化发动机总成冷却循环阻力并与设计值作比较。 1.3通过允许规范总系统设计和评估水泵设计，来决定安装在发动机上具有一定外部循环阻力范围的水泵的流量特性。 1.4通过规范不同运行曲线以及外循环参数，决定不同冷却液温度下所安装泵的气蚀极限。 1.5通过提高调温器的功能和设计意图，决定调温器的静态和动态参数。 1.6 使用一个专门的水泵测试台架来决定水泵的基本流量特性。这个试验程序对水泵本身的开发没有包含，但可以作为系统的一部分可以平定其匹配特性。 1.7 通过使用一个专门的水泵试验台架来评估水泵理论公差的影响。 推荐使用水泵总成做试验来建立一个名义规范（例如极限间隙的中间值）。 1.8 在冷却液的流动最佳时操作该试验，通常由可视化技术来操作。最佳流动通常影响汽缸垫和发动机冷却液通道的流动阻力。 1.9 对于某些试验（调温器特性）要求运行发动机。这将方便操作直到试验4.17的与冷却液最佳流动相关的零部件试验台。在这种情况下，一直到4.17的试验方法应该采用由马达发动机来执行。在运行发动机的过程中应反复检查。 2.0 试验准备 2.1 某些试验要求一台运行的发动机。发动机能够维持运行在全速、全负荷的发展阶段。 该试验倾向于使用一个安装了控制热交换器和一个安装在下软管的可变限流阀的静态试验台架来操作，以模拟不同车辆的冷却系统阻力。由于会导致静态系统压力控制与模拟散热器阻力方向相反，因此限流阀不应该安装在上部软管处。 由于测试并不打算评估热损失，因此发动机的性能并不要求达到最终的产品水平，但应该具有代表性（参考4.21和下文）。 2.2 附录A中列出了试验之前所需测量的零部件清单，测量必须符合AS000010标准测量程序。 2.3除非负责工程师特别说明，所有的发动机零部件都应该符合图纸公差要求；所以总成紧固力矩和间隙应该符合设计说明值。 2.4 除非负责工程师特别说明所有零部件都是新的。 2.5总成测量参数记录在附录B中。 2.6 在循环管道周围的一定数量位置点处测量冷却液压力之前做准备是必要的。要求（壁上）的静态压力。 推荐在接头进入冷却循环中尽量与平面平齐，在水流突变处应为3mm直径，这可以避免由于接头伸入水流中和冷却液速度的影响而产生的读数误差。 应该避免横截面（和速度）的突变。 对于有些地方不能避免（如调温器座）的地方，推荐使用2~3个接头，接头不要暴露在水流中和拐角等处，接头应该在外部连接到一起，然后再与压力计或传感器相连。 在均匀的截面通道（管、等）处，在截面周围2~3个接头连接在一起测量压力。 如果要求测量软管中的压力，建议用装有接头的金属管子，使金属管可以插入到软管中。推荐接头安装在钢管上（例如）使用铜焊接短管到此管子上并钻直径为3mm的通孔。 在急拐弯或横截面变化处，应该有几个不同“直径”的接头（或一个具有代表
发动机冷却系统 任务一系统的作用及组成 学习目标 (1) 冷却系统的功用和冷却方式 (2) 冷却系统的基本组成 一、认识冷却系统 1. 冷却系统的作用 发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机得到适度的冷却，从而保证发动机在最适宜的温度状态下工作。如图5-1所示，发动机的正常工作温度在90℃左右。正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大；同时，也有利于降低有害物质排放。 Pe :输出功率 Be :燃油经济性 T :发动机温度 发动机温度与性能的关系图 发动机过热会降低气缸充气效率，使发动机功率下降；早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；零件的机械性能降低，导致变形或损坏。 发动机过冷会使进入气缸的混合气（或空气）温度太低，可燃混合气品质差，使点火困
难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加；燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面（气缸壁、活塞、活塞环等）上的油膜，使零件磨损加剧。 2. 冷却系统的分类 有液冷式和风冷式两种。液冷式主要用在汽车用发动机上，风冷式在摩托车上面应该非常广泛。 1）. 风冷发动机冷却系统 冷却介质是空气，通过气流利用散热片直接向周围空气散热，摩托车采用的风冷发动机。 风冷发动机冷却 风冷发动具有特点： （1）结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。 （2）难以调节，消耗功率大、工作燥声大。 2）. 水冷发动机冷却系统 液冷的原理是通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并利用循环液将热量带走，通过散热器将热量散发到大气中。液冷需要冷却液作为导热媒介，根据导热媒介的不同又可分为水冷和油冷两类，现代轿车多采用水冷为主、油冷为辅的散热方式帮助汽车提高冷却能力。水冷的媒介为防冻液，水冷发动机的冷却系统。 水冷却系统
冷却系统计算 一、 闭式强制冷却系统原始参数 都以散入冷却系统的热量 Q W 为原始数据，计算冷却系统的循环水量、冷却 空气量，以便设计或选用水泵、散热器、风扇 1．冷却系统散走的热量Q W 冷却系统散走的热量Q W ，受很多复杂因素的影响，很难精确计算，初估Q W ，可以用下列经验公式估算： 3600 h N g Q u e e W A （千焦/秒） （1-1） A ---传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对汽油机A=0.23~0.30， 对柴油机A=0.18~0.25 g e ---内燃机燃料消耗率（千克/千瓦.小时） N e ---内燃机功率（千瓦） h u ---燃料低热值（千焦/千克） 如果内燃机还有机油散热器，而且是水油散热器，则传入冷却系统中的热量，也应将传入机油中的热量计算在冷却系统中，则按上式计算的热量Q W 值应增大5~10% 一般把最大功率（额定工况）作为冷却系统的计算工况，但应该对最大扭矩工况进行验算，因为当转速降低时可能形成蒸汽泡（由于气缸体水套中压力降低）和内燃机过热的现象。 具有一般指标的内燃机，在额定工况时，柴油机g e 可取0.21~0.27千克/千瓦.小时，汽油机g e 可取0.30~0.34千克/千瓦.小时，柴油和汽油的低热值可分别取41870千焦/千克和43100千焦/千克，将此值带入公式即得 汽油机Q W =（0.85~1.10）N e 柴油机Q W =（0.50~0.78）N e
车用柴油机可取Q W=（0.60~0.75）N e，直接喷射柴油机可取较小值，增压的直接喷射式柴油机由于扫气的冷却作用，加之单位功率的冷却面积小，可取Q =（0.50~0.60）N e，精确的Q W应通过样机的热平衡试验确定。 W 取Q W=0.60N e 考虑到机油散热器散走的热量，所以Q W在上式计算的基础上增大10% 额定功率： ∴对于420马力发动机Q W=0.6*309=185.4千焦/秒 增大10%后的Q W=203.94千焦/秒 ∴对于360马力发动机Q W=0.6*266=159.6千焦/秒 增大10%后的Q W=175.56千焦/秒 ∴对于310马力发动机Q W=0.6*225=135千焦/秒 增大10%后的Q W=148.5千焦/秒 最大扭矩： ∴对于420马力发动机Q W=0.6*250=150千焦/秒 增大10%后的Q W=165千焦/秒 ∴对于360马力发动机Q W=0.6*245=147千焦/秒 增大10%后的Q W=161.7千焦/秒 ∴对于310马力发动机Q W=0.6*180=108千焦/秒 增大10%后的Q W=118.8千焦/秒 2．冷却水的循环量 根据散入冷却系统中的热量，可以算出冷却水的循环量V W
汽车检测与诊断实验指导书 发动机冷却系的检测与诊断 一、实验目的：对冷却系节温器、散热器和水泵的工作性能进行进行检测 二、学时：2学时 三、教学方法: 在实验室进行现场实物教学。 四、要求：掌握冷却系节温器、散热器和水泵的工作性能检测方法，能根据检测结果分析节温器、散热器和水泵的工作性能好坏，写出实验报告。 实验方法和步骤： 1. 外观检查 检查风扇皮带松紧度可用拇指压在风扇和发电机皮带轮中间的皮带上，施加20～50N的力．皮带压进距离应在10～15mm之间。 2. 冷却系密封性试验 在发动机不工作时，将50kPa的压缩空气从散热器放水阀引入，如果气压不降低，表示散热器加注口密封正常。 起动发动机，在发动机热起后，再通入20kPa的压缩空气，若冷却系工作 正常，气压表指针应抖动，不抖动表示节温器阻塞。气压表指针迅速上升至50kPa，表示散热器阻塞。 3. 水泵故障检查 水泵工作状态不正常或水泵叶轮打滑，使水泵的泵水量不能与发动机的转速 成正比。 水泵工作状态检查。打开散热器加水口盖，使发动机缓慢加速，察看加水口
内冷却水的循环，若不断加快，则水泵工作正常，叶轮也不打滑，反之，水泵有问题。 4．节温器性能检查 节温器是否失灵的检查方法是：在冷却水温度高时，拆下气缸盖通往散热器上水室接头胶管，用布或纱塞住上水室接头，向散热器内加注冷却水，然后起动发动机。当水温达到80 ℃时，节温器处于开启状态。此时，就看到散热器中的水从开启的节温器内泵出。发动机转速越高，泵出的距离越大，高温水泵出一段时间后。向散热器内加入冷却水。节温器随着发动机温度降低而关闭，通住上水室的胶管就没有水泵出了。 散热器水管堵塞的检查 散热器水管因杂质、油污、积垢多而堵塞时，就会因冷却水循环受阻而使水 温过高。检查的方法是： 打开散热器加水口盖，使上水室的水位低于加水口10mm左右，然后起动 发动机，先怠速运转，注意观察水流和水位，随后使发动机转速提高到1200r／min左右，仔细观察转速提高时的水位变化： 如果比怠速时水位升高，甚至冷却水溢出加水口．说明管道堵塞； 如果比怠速时水位略低，然后又随着发动机转速的稳定，水位相对保持不变，则 表示散热器畅通，水管无堵塞。 6、水温表故障的检测与诊断 图22.22 温度表及报警灯工作原理图 1—水温传感器及高温报警开关2—双金属片3—加热线圈4—指针5—水温表6—高温警报灯7—电源稳压器8—点火开关9—蓄电池10—低熔点合金11—壳体12—顶杆13—触点14—接线插头15—热敏电阻
汽车发动机冷却系统介绍 冷却系统的作用是及时散发发动机受热零件吸收的部分热量，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。冷却液为冷却介质的称水冷系统，新上市轿车几乎都用水冷系统。 冷却系统的循环 在冷却系统中，有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内暖风循环。 1、发动机冷却主循环： 主循环中包括了两种工作循环，即冷车循环和正常循环。发动机起动后，逐渐升温，冷却液的温度还无法打开节温器，此时冷却液只经过水泵在发动机内进行冷车循环，使发动机尽快地达到正常工作温度。随着发动机冷却液温度升到了节温器的开启温度，冷却循环开始正常循环。此时，冷却液从发动机流出，经过散热器散热后，再经水泵流回发动机。 2、暖风循环： 暖风循环同样是发动机的一个冷却循环。冷却液经过暖风加热芯，将冷却液的热量传入车内，然后流回发动机。暖风循环不受节温器的控制，只要打开暖气，该循环就开始工作。冷却系统零部件 在冷却系统中，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、水温感应塞、水温传感器、储液罐、暖风加热芯等。 1、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。 2、水泵 水泵给冷却液加压，保证冷却液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。 3、散热器 发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外流过，热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，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，冷却液流到储液罐；当温度降低，冷却液回流入散热器。 4、节温器 节温器在80℃后开启，95℃时开度最大。节温器不关闭，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。 5、散热风扇 正常行驶中，高速气流已足以散热，风扇一般不会在这时候工作；但在慢速和原地运行时，风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。 6、水温感应塞 水温感应器是一个温度开关，当发动机冷却液温度超出90℃以上，水温感应器将接通风扇电路。循环正常时，温度升高，如果风扇不转，就需要检查水温感应塞和风扇。
汽车发动机冷却系
汽车发动机冷却系系统维护摘要：汽车的发动机是动力的来源，它的出现给汽车带来了强劲的动 力，它就像人的心脏一样那样重要，但是人不只是有心脏，还有别的器官，心脏在这些器官的辅助下，才能发挥它原本的能力。这器官就是冷却系。它让工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。本文论述了冷却系的作用、组成、主要结构、工作原理、日常维护、故障检测步骤和排除方法。 关键词：冷却系统；过热、过冷的危害；冷却系统维护； 如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。 一、冷却系的组成与作用 （一）作用 冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎，气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。 （二）组成 水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种，空调冷凝器通常与其装在一起。 1.水泵和节温器 发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵，它能精确的控制水泵的转速，并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料（石蜡或乙醚之类的材料）做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液
编号：
冷却系统设计规范
编制： 万 涛
校对： 审核： 批准：
厦门金龙联合汽车工业有限公司技术中心 年月日
一、概述 要使发动机正常工作，必须使其得到适度的冷却，冷却不足或冷却过度均会带来严重
的影响。 冷却不足，发动机过热，会破坏各运动机件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，
磨损加剧，特别是活塞环和气缸壁之间的运动，严重时会发生烧蚀、卡滞，使发动机停转 或者发生“拉缸”现象，刮伤活塞或气缸，更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。也会 使润滑油变稀，运动机件间的油膜破坏，造成干摩擦或半干摩擦，加速磨损。同时会降低 发动机充气量，使发动机功率下降。
发动机过度冷却时，由于冷却水带走太多热量，使发动机功率下降、动力性能变差。 发动机过冷，气缸磨损加剧。同时，由于过冷，混合气形成的液体，容易进入曲轴箱使润 滑油变稀，影响润滑作用。
由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。一般地， 发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在 80℃~90℃，此时发动机的动力 性、经济性最好。 二、冷却系统设计的总体要求
a)具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于所要求的许用值（一 般为 55°）； b) 冷却系统的设计应保证散热器上水室的温度不超过 99 ℃。 c) 采用 105 kPa 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 110 ℃，但一年中
水温达到和超过 99 ℃的时间不应超过 50 h。 d) 冷却液的膨胀容积应等于整个系统冷却液容量的 6 %。 e) 冷却系统必须用不低于 19 L/min 的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，
以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。 三、冷却系统的构成
液体冷却系主要由以下部件组成：散热器、风扇、风扇护风罩、皮带轮、风扇离合器、 水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。
汽车运用与维修专业教案 2015 /2016 第二学期 课程名称：发动机构造与拆装（一） 班级：交通运输103班组员：甘天祥马怀霞潘园园题目：第十章发动机冷却系 A :冷却系组成与冷却过程 第十一周 本讲教学目标： 知识点 ·冷却系的功用与分类 ·水冷系的组成 ·水冷系的冷却过程 能力点： ·正确理解冷却系的功用与分类·正确掌握水冷系的冷却过程本讲主要内容： ·冷却系的功用 ·冷却系的类型 ·水冷系的组成与水路循环 ·冷却液 本讲教学要求及适合专业： ·启发分析冷却系的功用 ·对比分析冷却系的类型 ·重点讲解水冷系的组成与水路循环 教学重点：·水冷系的组成与水路循环 教学难点：·水冷系的组成与水路循环 教学方法及手段：导入、启发分析、简要分析、对比分析、重点介绍、归纳小结、多媒体 上一讲回主页下一讲 本讲教学内容： 由发动机总体构造导入 发动机冷却系统 启发分析： 一、冷却系的功用与类型
简要分析： ·要求学生理解发动机过热、过冷的危害及发动机冷却系的功用1．冷却系的功用 （1）发动机过热、过冷的危害 1）发动机过热的危害 ·充气效率低，早燃和爆燃易发生，发动机功率下降 ·运动机件易损坏 ·润滑油粘度减小、润滑油膜易破裂加剧零件磨损 2）发动机过冷的危害 ·燃烧困难，功率低及油耗高 ·润滑油粘度增大，零件磨损 ·燃油凝结而流入曲轴箱，增加油耗，且机油变稀，从而导致功率下降，磨损增加 （2）冷却系功用 ·使发动机得到适度冷却，防止发动机过冷、过热 ·以保证发动机在正常的温度范围内工作 对比分析： ·要求学生理解风冷却系统组成、原理及特点 图10-1：风冷却系统2．冷却系的分类 （1）风冷却系统（图10-1） ·冷却介质是空气，利用气流使散热片的热量散到大气中 ·组成：风扇、导流罩、散热片、气缸导流罩、分流板。 ·工作情况：缸体、缸盖均布置了散热片，气缸、缸盖都是单独铸造，然后组装到一起，缸盖最热，采用铝合金铸造，且散热片比较长，为了加强冷却，保证冷却均匀，装有导流罩、分流板 ·分类：采用一个风扇时，装在发动机前方中间位置；采用两个风扇时，分别装在左右两列汽缸前端。 ·特点：结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。难以调节，消耗功率大、工作燥声大。
项目二发动机总体构造认识 一、目的和要求： 1．掌握发动机电子控制系统总体组成； 2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器、执行器； 3．掌握发动机电子控制系统的工作原理。 二、实训课时： 2课时 三、实训器材 1、工具：常用工具1套。 2、设备：科鲁兹轿车科鲁兹型发动机、别克电喷发动机故障实训台各一台，科鲁兹和丰田皇冠轿车整车各一辆。 一、科鲁兹发动机在整车中的位置 汽车发动机是汽车的动力源泉，为整个汽车提供动力。一般轿车来说，除个别型号的汽车外，发动机通常安装在车头箱中。
1—科鲁兹发动机 2—离合器 3—变速器 4—真空助力器 5—防抱死制动系统(ABS) 6—动力转向器 7—传动轴 8—盘式制动器 (前轮) 9—前悬架 10—排气系统 11—燃油箱 12—后悬架 13—鼓式制动器(后轮) 14—车身 二、科鲁兹发动机技术参数 1.发动机代码科鲁兹 2.排量 1.781L 3.缸径 81mm 4.冲程 86.4mm 5.压缩比 9.5 6.功率 74kW 7.额定功率时转速 5200 r/min 8.最大扭矩 155Nm 9.最大扭矩是转速 3800 r/min 10.使用汽油标号（研究法辛烷值） 90 RON 11.喷射控制系统 M.3.8.2 12.点火系统 M.3.8.2. 13.爆震控制有 14.自诊断有 15.λ控制有 三、科鲁兹发动机总体结构 1.作用发动机的作用主要是将燃料燃烧的热能转化成机械能，并对外输出。 2.组成汽油发动机基本上都是由2大机构和5大系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。
发动机冷却系统的设计原则 （李勇） 水冷式汽车发动机冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇及连接水管、冷却液等组成。我们主机厂主要根据整车布置及发动机功率的要求来选定散热器及各零部件的形状、大小，并合理布置整个冷却系统，保证发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性，从而提高整车的性能。 一、冷却系统的总体布置原则 冷却系统总布置主要考虑两方面，一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。因此在设计中必须做到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。 1，提高进风系数。要做到提高进风系数就必须要做到：（1）减小空气的流通阻力，（2）降低进风温度，防止热风回流。 （1）减小空气的流通阻力 设计中应尽量减少散热器前面的障碍物，进风口的有效进风面积不要小于60﹪的散热器芯部正面积；在整车布置允许的前提下，尽可能采用迎风正面积较大的散热器；风扇与任何部件的距离不应小于20mm，这样就可以组织气流通畅排出，可以减少风扇后的排风背压。 （2）降低进风温度， 要合理布置散热器的进风口，提高散热器与车身、发动机舱接合处的密封性，防止热风回流。 （3）合理布置风扇与散热器芯部的相对位置 从正面看，尽量使风扇中心与散热器中心重合，并使风扇直径与正
方形一边相等，这样可以使通过散热器的气流分布最为均匀，或者使风扇中心高一下些，使空气流经散热器上部的高温高效区。 另：考虑发动机振动的因素，风扇和护风罩之间的间隙应该在20mm 以上。 从轴向看，尽可能加大风扇前端面与散热器之间的距离，并合理设计护风罩。要使气流均匀通过散热器芯部整个面积，必须要求风扇与散热器之间保持一定的距离，一般对载货汽车，风扇与散热器芯部之间的距离不得小于50mm。 2，提高冷却液循环中的散热能力 要提高冷却液循环中的散热能力，提高冷却液循环中的除气能力是关键。冷却系统的气体会造成水泵流量下降，使散热器的冷却率下降；还会造成发动机水套内局部沸腾，致使局部热应力猛增，影响发动机性能；在热机停工况，气体还会造成冷却液过多的损失。因此要提高冷却液循环中的除气能力，其措施就是设计膨胀水箱和相应的除气管路（当散热器位置比发动机位置高时，可以在散热器上部直接开一个注水口，并在注水口上用一压力式的散热器盖即可，我厂的农用车型的散热器就是采用此方式进行排气及加水）。 二、散热器的选择 （1）现在我厂基本上全部都采用铜制散热器，芯部结构为管带式的。散热器要带走的热量Q w，按照热平衡的试验数据或经验公式计算：Q w=（A·g e·Ne·h n）/3600 kJ/s 式中： A—传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对柴油机A=0.18～0.25
1 第一章发动机冷却系概述 1.1 冷却系的结构及功能 冷却系统主要由散热器，冷却风扇，冷却水泵，节温器，补偿水桶，发动机机体和气缸盖中的水套及其他附加装置等组成。如下图所示： 图1-1 水冷却系统的组成 1—百叶窗；2—散热器；3—散热器盖；4—风扇；5—水泵； 6—节温器；7—水温表；8—水套；9—分水管；10—放水阀冷却系统的功能是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在发动机冷起动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。 在发动机工作期间，最高燃烧温度可能达到2500摄氏度，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000摄氏度以上。因此，与高温燃气接触的发动机零件受到强烈的加热。在这种情况下，若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性，经济性，可靠性及耐久性的全面下降。但是，冷却过度也是有害的。过度冷却或使发动机时间在低温下工作，均会使散热损失和摩擦损失增加，零件磨损加剧，排放恶化，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率增加。冷却系统能够很好地解决以上问题。
1.2 冷却系的类型 根据冷却介质不同，发动机冷却系统可以分为水冷式和风冷式两种类型。如下图所示： 图1-2 冷却系的类型 1.2.1 水冷式冷却系统 水冷却系统以水或防冻液为冷却介质，依靠冷却水的循环流动将高温机件的热量送至散热器，通过散热器将热量散发到大气中。 强制循环水冷：利用水泵强制冷却液在发动机中循环流动。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。这种系统包括散热器，冷却风扇，冷却水泵，节温器，补偿水桶，发动机机体和气缸盖中的水套及其他附加装置。 蒸发循环水冷：利用水的温度差使冷却液在发动机中循环流动。 1.2.2 风冷式冷却系统 风冷式冷却系统以空气为冷却介质，利用高速流动的空气直接吹过气缸体和气缸盖的表面，使发动机冷却，以保证适宜的工作温度。 为加强冷却效果，在汽缸体和汽缸盖的表面均布了很多散热片，以增大散热面积。有些发动机采用轴流式风扇增加流经发动机的空气流量和流速，采用导流罩和分流板控制空气的流动方向，使发动机各缸冷却均匀。
发动机冷却系统 试验 上汽集团奇瑞汽车有限公司奇瑞汽车工程研究院
1.0目标 1.1该试验程序用来评价安装冷却水泵的发动机冷却循环的特性和行为。 1.2 量化发动机总成冷却循环阻力并与设计值作比较。 1.3通过规范总的系统设计和评估水泵设计的匹配性，来决定安装在发动机上在一定外部循环阻力范围内的水泵的流量特性。 1.4通过规范不同运行曲线以及外循环参数，决定不同冷却液温度下所安装泵的气蚀极限。 1.5通过提高调温器的功能和设计意图，决定调温器的静态和动态参数。 1.6 使用一个专门的水泵测试台架来决定水泵的基本流量特性。这个试验程序对水泵本身的开发没有包含，但可以作为系统的一部分可以平定其匹配特性。 1.7 通过使用一个专门的水泵试验台架来评估水泵理论公差的影响。 推荐使用水泵总成做试验来建立一个名义规范（例如极限间隙的中间值）。 1.8 在冷却液的流动最佳时操作该试验，通常由可视化技术来操作。最佳流动通常影响气缸垫和发动机冷却液通道的流动阻力。 1.9 对于某些试验（调温器特性）要求运行发动机。这将方便操作直到试验4.17的与冷却液最佳流动相关的零部件试验台。在这种情况下，一直到4.17的试验方法应该采用由马达发动机来执行。在运行发动机的过程中应反复检查。 2.0 试验准备 2.1 试验要求一台性能良好的发动机，并且能够在全速、全负荷阶段运行。 该试验要用一个安装了控制热交换器和一个在下软管上安装可变限流阀的静态试验台架来操作，以模拟不同车辆的冷却系统阻力。由于会导致静态系统压力控制与模拟散热器阻力方向相反，因此限流阀不应该安装在上部软管处。 由于测试并不打算评估热损失，因此发动机的性能并不要求达到最终的产品水平，但应该具有代表性（参考4.21和下文）。 2.2 附录A中列出了试验前所需测量的零部件清单，测量必须符合AS000010标准测量程序2.3所有的发动机零部件都应该符合图纸公差要求；所有总成紧固力矩和间隙应该符合设计说明值。 2.4所有直接影响冷却系统的零部件都必须是新的。 2.5总成测量参数记录在附录B中。 2.6 在循环管道周围的一定数量位置点处测量冷却液压力之前做准备是必要的。要求（壁上）