1.4 冷却系统
1-82 发动机为何要及时冷却？冷却系统的功用如何？
发动机工作时，气缸内的气体温度可高达1927～2527℃，若不及时冷却，将造成发动机零部件温度过高，尤其是直接与高温气体接触的零件，会因受热膨胀影响正常的配合间隙，导致运动件运动受阻甚至卡死。此外，高温还会造成发动机零部件的机械强度下降，使润滑油失去作用等。
发动机冷却系统的功用就是对在高温条件下工作的发动机零部件进行冷却，保证发动机在最适宜的温度下工作。
1-83 发动机正常工作温度应为多少？冷却系统如何分类？
发动机冷却系统的冷却强度必须适宜，冷却不足会使发动机过热，冷却过度则会使发动机温度过低，发动机过热或温度过低，均会影响其正常工作。目前，汽车上广泛应用的水冷式发动机正常工作温度（冷却水温度）一般为80～90℃。
根据所用冷却介质不同，发动机冷却系统可分为水冷式（水冷却系统）和风冷式（风冷却系统）两种类型。
1-84 水冷却系统由哪些零件组成？
水冷却系统以水或防冻液（统称为冷却水）为冷却介质，靠冷却水的循环流动将高温机件的热量带走，而后再将热量散发到大气中。
水冷却系统的组成如图1-36所示。水套是直接铸造在气缸体和气缸盖内相互连通的空腔，水套通过橡胶软管与固定在发动机前端的散热器相连，形成封闭的冷却水循环通路，水泵安装在水套与散热器之间。发动机工作时，水套和散热器内充满冷却水，曲轴通过V带驱动水泵工作，使冷却水在水套与散热器之间循环流动；冷却水流经气缸体和气缸盖内的水套时，带走发动机热量使发动机冷却，而流经散热器时将热量散发到大气中。
图1-36 水冷却系统的组成
1-85 水冷却系统主要零件的功用如何？
水冷却系统主要零件包括散热器、水泵、节温器、风扇等。
水冷却系统主要零件的功用如下。
（1）散热器。散热器的功用是将水套中流出的高温冷却液分成许多股细流，并利用散热片增大散热面积，以使冷却液的温度迅速降低。常用的散热器芯为芯片式结构。
（2）水泵。水泵的功用是对冷却液加压，使冷却液在冷却系统内循环流动。汽车发动机上装用的都是离心式水泵，它具有体积小、出水量大、工作可靠等优点。
（3）节温器。节温器的功用是控制通过散热器的冷却液流量，使冷却液在散热器与水套之间进行大循环或小循环，调节冷却强度，保证发动机在最适宜的温度下工作。各种汽车发动机装用的节温器基本都是蜡式节温器，其结构原理相同。
（4）风扇。风扇的功用是提高流经散热器的空气流量和流速，以提高冷却强度。
风扇一般安装在散热器与发动机之间，并与水泵同轴。一般发动机冷却风扇都采用金属钢板冲压而成的叶片，叶片用螺钉固定在连接板上，近年来采用塑料压铸而成的整体式风扇越来越多。
（5）电动风扇。电动风扇是指用电动机驱动的风扇。在前置发动机前驱动的轿车上，由于发动机横置，散热器与曲轴的方向和位置变化，很难利用发动机通过传动带驱动风扇，为此装用电动风扇。驱动风扇的电动机一般有高速和低速两个挡位，其工作状态通过热敏开关由冷却液温度控制。
（6）电控风扇。电控风扇与电动风扇都是由电动机驱动，不同的是在电控风扇系统中，由ECU根据冷却液温度和空调开关信号，通过风扇继电器来控制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇工作状态的控制。
（7）百叶窗。百叶窗的功用是改变吹过散热器的空气流量，从而控制冷却强度。百叶窗安装在散热器前面，由许多片活动挡板组成。
▲1-86 如何检查散热器？
（1）散热器密封性检查。
①就车检查。用膨胀式橡胶塞堵住散热器进水管口和出水管口，向散热器内加水至加水口下方10～20mm处，如图1-37所示，用专用手动打压器从加水口向散热器内部施加0.8kPa压力，5min内打压器压力表上的指示压力应不下降，否则说明散热器有泄漏。
图1-37 散热器的就车检查
②水槽检查。拆下散热器后，用膨胀式橡胶塞堵住进水管口和出水管口，从加水口向散热器内充入30～80kPa的压缩空气，将散热器浸入水槽，若有气泡冒出，说明散热器有泄漏。
（2）散热器芯管堵塞的检查。从加水口向散热器内加入热水，用手触试散热器芯管各处温度，若有温度不升高的部位，说明散热器芯管该部位堵塞。
散热器芯管是否堵塞，也可拆下上储水室，再用根据芯管尺寸和断面形状制造的专用通条来检查，所有芯管都不允许有堵塞现象，个别因中部堵塞而确实无法疏通者，允许存在堵塞的芯管不超过2根。散热器芯管若存在压扁或通条不能通过现象，应更换芯管。
（3）散热器盖的检查。使用专用手动打压器给散热器盖加压，当打压器上的压力表读数突然下降时，说明蒸汽阀打开。蒸汽阀的开启压力应符合规定，如CA6110型柴油发动机为29.42kPa。
▲1-87 怎样检修水泵的常见故障？
水泵常见故障是漏水、轴承松旷和泵水量不足。
（1）漏水。泵壳裂纹导致漏水时一般有明显的痕迹，裂纹较轻时可用粘接法修理，裂纹严重时应更换；在水泵正常时，水泵壳上的泄水孔不应漏水，如果泄水孔漏水说明水封密封不良，其原因可能是密封面接触不紧密或水封损坏，应分解水泵进行检查，清洁水封密封面或更换水封。水泵泄水孔位置如图1-38所示。
图1-38 水泵泄水孔位置
1—泄水孔；2—泵壳
（2）轴承松旷。在发动机怠速运转时，若水泵轴承有异响或带轮转动不平衡，一般是轴承松旷所致；发动机熄火后，用手扳动带轮进一步检查其旷量，若有明显松旷，应更换水泵轴承；若水泵轴承有异响，但用手扳动带轮无明显松旷，则可能是水泵轴承润滑不良所致，应从滑脂嘴加注润滑脂。
（3）泵水量不足。水泵泵水量不足一般是因水道堵塞、叶轮与轴滑脱、漏水或传动带打滑，可通过疏通水道、重装叶轮、更换水封、调整风扇传动带松紧度来排除故障。
▲1-88 节温器应如何检查？
节温器一般安装在发动机水套出水口处，拆下节温器后，将其浸入水中，如图1-39所示，逐渐将水加热，检查节温器主阀门开启温度。如果节温器主阀门开启温度不符合要求，或在常温下关闭不严，应更换节温器。
图1-39 节温器的检查
△1-89 怎样调整风扇传动带松紧度？
风扇、水泵和发电机一般由曲轴通过1根传动带驱动。若传动带过紧，将使水泵轴承和传动带的磨损加剧；传动带过松，将会出现传动带打滑现象。因此，应经常检查并及时调整风扇传动带松紧度。
检查风扇传动带松紧度时，用拇指压在风扇与发电机两带轮中间的传动带上，施加一定的压力（一般为40N），传动带的挠度应符合规定（一般为12～15mm），否则应调整风扇传动带松紧度。也可用两手指夹住传动带使其扭转，扭转角度一般应在90°以下，否则应调整传动带松紧度。
风扇传动带松紧度的调整如图1-40所示，松开发电机在移动支架上的固定螺栓，用撬棒向外或向内移动发电机，即可改变风扇传动带的松紧度。调整后，拧紧发电机在移动支架上的固定螺栓。
图1-40 风扇传动带松紧度的调整
1—风扇带轮；2—曲轴带轮；3—发电机；4—移动支架
△1-90 怎样检查电动风扇？
电动风扇常见故障是风扇电动机或温控开关故障。
检查风扇电动机应在冷却液温度低于83℃的状态下进行。此时将点火开关转置“ON”，风扇电动机应不工作。如图1-41所示，当拆下散热器上的温控开关线束插头并使其搭铁时，风扇电动机应转动；接上温控开关线束插头时，风扇电动机应停止工作。若不符合上述要求，说明风扇电动机或其电路有故障。
图1-41 拆下温控开关线束插头
1—温控开关线束插头；2—风扇
进一步检查风扇电动机可按如图1-42所示，在电路中串联万用表检查风扇电动机的工作电流，如果风扇能够平稳运转且工作电流在5～8A范围内，说明风扇电动机良好。
图1-42 风扇电动机的检查
1—接线盒；2—万用表
就车检查温控开关时，首先使发动机运转，直到冷却液温度达到风扇电动机开始工作的最低温度（约90℃）以上。此时拆下温控开关线束插头，用万用表检查温控开关线束插头与搭铁之间的导通情况，如图1-43所示，正常应导通；然后拆下散热器盖，用温度计直接测量散热器内的冷却液温度，当冷却液温度下降到83℃以下时，温控开关线束插头与搭铁之间应不导通。若不符合上述要求，说明温控开关不良，应更换。
图1-43 检查风扇温控开关
◇1-91 冷却系统中冷却液消耗异常故障如何诊断？
由于冷却系统是密封的，在正常情况下，不需经常添加冷却液，否则说明有冷却液消耗异常故障。冷却液消耗异常的主要原因是冷却液泄漏。
冷却液消耗异常应先检查有无泄漏痕迹，根据泄漏部位查明原因。如果无外部泄漏痕迹，应检查润滑油中是否有水，若有水则可能是气缸垫损坏、气缸盖或气缸体有裂纹、气缸盖或气缸体平面的平面度误差过大。
◇1-92 发动机过热的故障如何诊断？
发动机在运行中，若冷却液温度表指针长时间指向高温（90℃以上）范围，并出现冷却液沸腾（俗称“开锅”），即为发动机过热。发动机过热可分为运行中突然过热和经常过热。
（1）突然过热。发动机工作中突然出现过热现象，一般是风扇传动带断裂或风扇电路故障、水泵轴与叶轮脱转、节温器主阀门脱落或冷却液严重泄漏。
（2）经常过热。发动机工作中经常出现过热现象，其原因可归纳为两方面，一是冷却系统冷却强度不足，二是发动机传热损失过大。
由冷却系统的组成和各部分的功用不难分析得出导致冷却强度下降的原因为，缺少冷却液、风扇传动带打滑、风扇叶片角度调整不当、散热器堵塞或散热片倾倒过多、节温器故障或水泵故障致使冷却液循环不良、水套积垢严重等。发动机过热，应首先对上述可能原因进行排查。
如果发动机过热，但冷却系统无故障，则可能是发动机传热损失过大所致，其原因可能是点火过迟、混合气过稀或过浓、燃烧室积炭过多、润滑油不足等；发动机传热损失过大通常伴有动力不足、油耗大、进气管回火、排气管放炮、爆燃等异常现象，这些异常现象可作为确定故障诊断范围的依据。此外，汽车顺风行驶或高温季节长时间低速大负荷行驶等，也会引起发动机过热。
注意，如果只是冷却液温度表指示温度过高，但发动机无其他异常现象，应检查冷却液温度传感器和冷却液温度表是否有故障。
◆1-93 发动机工作温度过低的故障如何诊断？
在汽车行驶中，若冷却液温度表长时间指示在发动机正常工作温度以下，即可判定为发动机工作温度过低。
对一定的发动机而言，不可能因发生故障而导致冷却强度增大或传热损失减少，从而使发动机工作温度过低。发动机工作温度过低，通常是自然因素或冷却系统的冷却强度调节装置失效所致。为此，发动机出现工作温度过低的现象时，应进行如下检查。
（1）环境温度较低时，检查百叶窗是否关闭、是否采取了有效的保温措施。
（2）检查风扇控制装置是否失效。如果冷却系统装有风扇离合器或装用电动风扇，可在发动机工作温度较低时，通过观察风扇的运转状态来确定风扇控制装置是否失效。
（3）检查节温器是否正常。在发动机工作温度较低时，通过触试散热器温度来判断冷却液是否进行大循环，以诊断节温器是否正常。
（4）如果冷却液温度表指示温度低，但发动机工作中无其他异常现象，应对冷却液温度表和冷却液温度传感器进行检查。