1、广西轻工高级技工学校课堂教学设计教案级班: 14 级汽修高级工班 6 班 2014 年 月 日（星期 ） 第 节科目：汽车发动机构造与维修 任课教师：李 萍理论 2课 题 课题六 冷却系统的检修 课 时 8实操 6教学目的1、知道冷却系统的各部件安装位置；2、会对冷却系统的主要部件进行检测和修复；3、能分析冷却系统的典型故障并能正确地诊断与排除。教学重点1、冷却系统的各部件安装位置；2、冷却系统的主要部件进行检测和修复；3、冷却系统的典型故障产生的原因。教学难点 1、对冷却系统的主要部件进行检测和修复；2、分析冷却系统的典型故障并能正确地诊断与排除。课的类型 一体化授课教学方法 课堂讲授+实操
2、教 具 干净抹布、常用工具、专用工具、万用表、雪佛兰轿车一辆、维修手册。 安全检查与考查1、检查学生着装并登记，检查实习场地有无安全隐患。2、做好考勤并登记在教学日志 安全讲授向学生详细讲授实习过程中有关的安全问题、注意事项、防范方法，提请大家高度重视。 教学引入一辆雪佛兰科鲁兹轿车行驶途中，发动机仓冒大量蒸汽，且行车无力，经维修人员诊断为“开锅” ，需对冷却系统进行检修，以确定故障位置，进行维修或更换。 讲授新课及示范操作发动机工作时，气缸体内的气体温度高达 2500，由于可燃混合气的燃烧及运动零件间的摩擦产生大量的热量，使零件强烈受热，特别是直接与高温气体接触的零件(如气缸体、气缸盖、活塞
3、和气门等) ，如果不及时进行冷却，将会使这些零件过热而影响发动机的正常工作。冷却系的作用是将发动机中受热零件吸收的部分热量散发到大气中去，以保证发动机在最适宜的温度范围内工作。一、发动机的冷却方式冷却系根据所用冷却介质的不同分为风冷却系和水冷却系。风冷却系以空气为冷却介质。利用风扇在气缸体和气缸盖周围的散热片中形成空气流，使高温零件的热量直接散发到大气中去。水冷却系以水(或冷却液)为冷却介质。通过冷却液在发动机体内不断循环，将发动机中高温零件的热量先传给冷却液，然后再散发到大气中去。水冷却系的冷却效果好，冷却均匀可靠，冷却强度容易调节，发动机运转噪声小，因此现代汽车发动机中广泛采用强制循环式水
4、冷却系统。二、发动机的正常工作温度水冷却系中，冷却水温度应保持在 8090的范围内；使用冷却液的发动机，冷却液温度应保持在90105的范围内。风冷却系中，铝气缸壁的温度在 150180C 为宜，铝气缸盖的温度应保持在 160200之间。 如果发动机温度过高，将降低充气效率，使润滑油变稀，零件磨损加剧，强度降低；如果发动机温度过低，将不利于混合气的形成和燃烧，使润滑油粘度变大，阻力增大，排放恶化。因此，冷却系的技术状况正常与否，对发动机的动力性、经济性、工作可靠性和使用寿命均有较大的影响。三、水冷却系的组成及工作原理强制循环式水冷却系的组成由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、膨胀水箱、气缸体和气缸
5、盖中的水套、分水管以及百叶窗、水温表和暖风机等附加装置等组成。多数汽车装有暖风装置。暖风机是一个热交换器，热的冷却液从气缸体或气缸盖水套经暖风机进水软管流人暖风机芯，然后经暖风机出水软管流回水泵。吹过暖风机芯的空气被冷却液加热后，一部分送到挡风玻璃除霜器，一部分送入驾驶室或车厢内。四、水泵水泵的作用是给冷却液加压，使冷却液在系统内循环流动，保证冷却系可靠工作。汽车发动机广泛采用机械离心式水泵。它具有结构简单、尺寸小、出水量大等优点。当水泵因故障而停止工作时，又不妨碍冷却液在系统内的热对流。离心式水泵由水泵壳体，水泵轴，叶轮和进、出水管等组成。压水：当叶轮旋转时，由于离心力的作用，水被甩向叶轮边
6、缘，在蜗形壳体内将动能转变为压能，经外壳上与叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套内。吸水：与压水同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经进水管 3被吸进叶轮中心部分。 五、散热器1散热器的作用散热器的作用是将冷却液所带的热量散人大气，使冷却液迅速得到冷却，以保证发动机的冷却液处于正常工作温度范围内。2散热器的结构散热器按冷却液的流动方向不同分为纵流式和横流式两种。 (1)散热器芯 散热器芯目前常用的有管片式和管带式两种。管片式散热器芯由许多散热管和散热片组成，散热管一般采用扁圆形断面，是焊在上、下储水室之间的直管，作为冷却液的通道。散热器由上水室、下水室、散热器芯等组成。上水室装有散热器
7、的热水管，通过橡胶管与气缸盖出水管连接；上水室上部有加水管，加水管口一般装泄气管。当冷却水沸腾时，水蒸汽可以从此排出。加装防冻液的冷却系，此管接膨胀水箱。下水室有出水管，用软管与水泵的进水口连接，两水室之间焊接散热器芯管。 3、散热器盖散热器盖散热器盖的作用是密封冷却系统，并调节系统的工作压力。现代轿车发动机广泛采用封闭式水冷却系统，它可使冷却液的沸点提高到 120左右，同时可以减少冷却液外溢及蒸发损失。散热器盖上带有空气-蒸汽阀空气阀在散热器内气压下降到 99kPa87kPa 时，空气阀打开，与大气相通，防止散热器芯管被大气压坏。蒸汽阀一般在散热器内压力达到 126kPa137kPa 时，阀
8、门开启，部分水蒸气经泄气管排入大气，避免损坏散热器六、膨胀水箱1膨胀水箱的作用膨胀水箱使冷却系建立一个封闭系统，减少空气对冷却系内部的氧化作用，避免冷却液的溢失。同时还可消除冷却系中的气泡，使冷却系压力处于稳定状态，从而增大水泵的泵水量并减少水泵和水套内的气穴腐蚀。2结构与工作原理膨胀水箱用橡胶管与散热器加水口座上的出气管相连接。当散热器内的冷却液温度升高膨胀后，一部分冷却液便从散热器出气管流入膨胀水箱，从而防止冷却液的溢失。当散热器内的冷却液温度降低后，散热器内便产生一定的真空度，膨胀水箱内的冷却液被吸回散热器内，以适时补充散热器内冷却液的不足。膨胀水箱内的液面有时升高，有时降低，而散热器内
9、却总是充满了冷却液。七、节温器1节温器的作用节温器的作用是根据冷却液温度的变化，自动调节冷却液的循环路线和流量，从而调节发动机的冷却强度。节温器分为蜡式节温器和折叠式节温器两种。蜡式节温器又有单阀式和双阀式两种。2节温器的结构与工作过程蜡式双阀式节温器由支架、阀座、主阀门、副阀门、感温体(包括感温体外壳、石蜡、橡胶管)、推杆、大小弹簧等组成。阀座与支架铆在一起，推杆一端固定在支架上，另一端插在橡胶管的中心孔中，橡胶管与感温体外壳之间形成的空腔内充满石蜡。为了提高导热性，在石蜡中常掺有铜粉或铜丝网。感温体上部套装着主阀门，下端则与副阀门铆在一起。(1)当水温低于 349K(76)时，主阀门完全关
10、闭，副阀门完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。 (2) 当发动机水温达 349K(76) 左右时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，副阀门开度逐渐减小。 (3)当发动机内水温升高到 359K(86)时，主阀门完全开启，副阀门完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动路线长、流量大，故冷却强度强。八、冷却风扇及风扇驱动装置 1风扇的作用及结构风
11、扇的作用是促进散热器的通风，提高散热器的散热能力。风扇通常安装在散热器后面，汽车发动机多采用轴流式风扇，当风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴线方向，由前向后通过散热器，使流经散热器的冷却液加速冷却。2风扇的驱动(1)传动带驱动对于纵向布置的发动机，风扇一般安装在水泵轴上，并由驱动水泵和发电机的同一根 V 带传动。为了保证风扇、水泵和发电机的转速，V 传动带应有一定的张紧力，一般多利用发电机带轮为张紧轮。(2)硅油风扇离合器驱动硅油风扇离合器以硅油为介质传递扭矩，并利用散热器后面气流的温度来控制液力传动。它结构简单，工作效率高，并具有节省燃油等优点。(3)电动风扇驱动现代轿车由于发动机布置的需要，多
12、采用电动风扇。电动风扇由风扇电动机驱动并由蓄电池供电，因此电动风扇转速与发动机转速无关。电动机的开关由散热器的水温开关控制，并且有高低速两个挡位，低速挡在沸点内使用，高速挡在沸点外使用，需要冷却时自动起作用。 九、百叶窗百叶窗一般装在散热器的前面。百叶窗由许多活动叶片组成。改变百叶窗的开度，可以调节流经散热器的空气流量，以达到调节冷却系冷却强度的目的。百叶窗由驾驶员通过驾驶室内的手柄来操纵。当冷却液温度过低时，可将百叶窗部分或完全关闭，以减少通过散热器的空气流量，降低冷却系的冷却强度，使冷却液温度回升。十、温度报警装置如果发动机因冷却不足而使冷却液温度过高，温度报警装置就会自动提醒驾驶员。温度
13、报警装置多为仪表板上的指示灯(或温度表)。在温度报警指示灯电路中，如果发动机冷却液温度接近冷却液的沸点时，冷却系统中的温度开关使报警灯接通电源，报警灯闪烁；冷却液温度正常时，温度开关触点又使报警灯电路断路。十一、冷却液冷却液是水与防冻剂的混合物。汽车发动机中冷却液用水最好是清洁的软水，如雨水、雪水和自来水等，否则硬水中的矿物质会沉淀而产生水垢，这些水垢积附在水套内壁和软管的接口处，影响水循环，并使传热受阻，易造成发动机过热。在水中加入防冻剂既可以降低冷却液的冰点，又可以提高冷却液的沸点。防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀或腐蚀。冷却液中的空气在水泵
14、叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。在使用过程中，防锈剂和泡沫抑制剂会逐渐消耗殆尽，因此，定期更换冷却液是十分必要的。防冻剂中一般加入着色剂，使冷却液呈蓝色或黄色，以便识别。V 型排列发动机风冷却系结构， 风扇位于发动机前方两排气缸的中间位置，由气缸盖、气缸体、机油冷却器、前后挡板和顶盖等构成压风室。在气缸盖和气缸体的背风面设有挡风板，用来调节风量的分配。冷空气经冷却风扇增压后进入压风室，再经压风室流过各个需要冷却的零部件表面。由于各零部件的通道阻力不同，因此流过的风量有多有少，以保证其适度而可靠的冷却。虽然风冷却系与水冷却系相比具有结构简
15、单、质量轻、故障率少、使用和维修方便等优点，但由于发动机与空气之间温差较大，使风冷却系的散热能力和对气温变化不敏感，且风冷却系还存在着冷却不够可靠、消耗功率大和噪声大等缺点，目前在汽车上应用较少。 学生练习及巡回指导一、学生练习：1、实践准备：干净抹布、常用工具、专用工具、万用表、雪佛兰轿车一辆、维修手册。2、技术要求与注意事项（1）为避免烫伤，在发动机、散热器还热时，勿拆下散热器盖，防止液体、蒸汽喷出；（2）注意节温器上的温度标记为阀的开启温度；（3）一般采用酸或碱类物质对散热器进行清洗。3、操作步骤1）冷却系统外观检查（1）检查冷却系统是否有泄漏。（2）检查副水箱中发动机冷却液量。（3）检查冷却液质量。2）冷却系统主要部件的检查（1）水泵的检修。（2）节温器的检查。（3）冷却风扇系统的检修。（4）散热器的检修。（5）温控开关的检修。3）更换冷却液 二、巡回指导教师在学生练习的过程中进行巡视，并注意以下方面：1、学生在练习过程中有无安全方面的隐患。2、学生在练习过程中相互合作的情况如何。3、学生在练习过程中操作是否正确。 课结指导1、对本课题的重点内容进行总结；2、对学生提出的问题进行解答；3、对学生在实操过程中的表现进行点评。
