1. 冷却系统概述

（1）冷却系统的作用。

发动机冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机过热会造成充气效率低，易发生早燃和爆燃，发动机功率下降，运动机件损坏，润滑油黏度减小，润滑油膜易破裂，加剧零件磨损。发动机过冷会造成燃烧困难，功率低及油耗高，润滑油黏度增大，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）冷却系统的分类。

根据冷却介质不同，冷却系统分为风冷系统和水冷系统。风冷系统的冷却介质是空气，利用气流使散热片的热量散到大气中。气缸体、气缸盖都是单独铸造且布置了散热片，然后组装到一起。目前，汽车发动机上采用的水冷系统大都是强制循环式水冷系统，利用水泵强制冷却液在冷却系统中进行循环流动，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。

（3）循环路线。

冷却液在冷却系统内的循环流动路线有两条，一条为大循环，另一条为小循环。水冷却系统大循环：冷却水经水泵—水套—节温器—散热器，又经水泵压入水套的循环，其水流路线长，散热强度大。水冷却系统的小循环：冷却水经水泵—水套—节温器后不经散热器，而直接由水泵压入水套的循环，其水流路线短，散热强度小。

2. 冷却系统组成

冷却系统主要由节温器、散热器、风扇、水泵、水套及水管等组成，如图2-1 所示。

图2-1　水冷系统

（1）节温器。

节温器装在冷却液循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变冷却液的循环流动路线，以调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器，如图2-2 所示。

当水温低于85 °C 时，主阀关，副阀开——小循环。

当水温高于85 °C 低于105 °C 时，主阀渐开，副阀渐关——大小循环同时进行。

当水温高于105 °C 时，主阀全开，副阀关——大循环。

（2）散热器。

散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成，如图2-3 所示。散热器安装在发动机前的车架横梁上，其作用是将冷却液在水套中所吸收的热量散发至外界大气，使水温下降。

图2-2　蜡式节温器结构示意

图2-3　散热器的组成示意

按散热器芯的结构形式不同分为管片式和管带式。

管片式由若干扁形或圆形冷却管组成。空气吹过扁形冷却管和散热片，使管内流动的冷却液得到冷却。管片式散热器因结构刚度较好，广为汽车发动机所使用。

管带式由若干扁平冷却管组成。水管与散热器相间排列，在散热器带上常开有形似格栅的孔，以破坏气流在散热器表面上的附面层，提高散热能力。

（3）风扇。

风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。

汽车风扇的控制方式有风扇控制装置、热敏开关“唯一”控制、水箱控制、电动机带动、风扇控制装置、传感器控制、电脑控制。(www.daowen.com)

车用发动机的风扇有轴流式和离心式两种。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V 带驱动。为调节V 带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的，如图2-4 所示。

风扇离合器主要有硅油式和电磁式等。冷却水温度不高时，风扇随离合器壳体一起空转打滑；当发动机气流温度超过65 °C 时，离合器处于接合状态，风扇转速提高。当发动机气流温度低于35 °C 时，风扇离合器又回到分离状态，如图2-5 所示。

图2-4　风扇的驱动V 带张紧装置

图2-5　硅油风扇离合器

目前，电子风扇的使用更广泛，它由传感器、电子扇、芯片等组成。水温超过90 °C，传感器动作，电子扇开启，使水温降低；冬天气温较低，水温也较低，电子风扇一般不开。这样保护发动机不在过冷和过热状态下工作。

（4）水泵。

水泵的功用是对冷却液加压，加速冷却液的循环流动，保证冷却可靠。常用的水泵有离心式水泵、电子水泵等。

传统车用发动机上多采用离心式水泵，离心式水泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。离心式水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴组成，叶轮一般是径向或向后弯曲的，一般为6～9 片。当叶轮旋转时，水泵中的水被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经离心式水泵外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处的压力降低，散热器中的水便经水管被吸进叶轮中心部分。如此连续的工作，使冷却水在水路中不断循环。如果水泵因故障停止工作时，冷却水仍然能从叶轮叶片之间流过，进行热流循环，不至于很快过热。

电子水泵：汽车电子水泵顾名思义就是用在汽车上的带有电子控制驱动单元的水泵。主要由过流单元、电机单元和电子控制单元三部分组成。因带有电子控制单元所以可以随意调整水泵的工作状态，如控制水泵启动/停止、流量控制、压力控制、防干运转保护、自维护等功能，可以通过外部信号控制水泵的工作状态。电子水泵的功率都比较小，一般在1 000 W 以下，电机一般采用直流无刷电机。电子水泵有结构紧凑，使用方便，功能强大，寿命长，性能稳定，低噪声，低耗能，高效率等诸多优点。因此深受业内人士的青睐，随着工业的飞速发展，电子水泵的应用领域越来越广泛，特别是在新能源汽车领域里应用极为广泛。另外，随着科技的迅速发展，在人工智能、生物科技、医疗行业领域里，微型电子水泵的应用将是一次全新的改革，对现代科技行业的发展有着深远的意义。

（5）冷却液。

冷却液，全称为防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液，可以防止寒冷季节冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体。汽车正常的保养项目中，通常每行驶一年，需更换发动机冷却液。

冷却液四大作用：

① 冬季防冻。为了防止汽车在冬季停车后，冷却液结冰而造成水箱、发动机缸体胀裂，要求冷却液的冰点应低于该地区最低温度10℃左右，以防天气突变。

② 防腐蚀。冷却系统中散热器、水泵、缸体及缸盖、分水管等部件是由钢、铸铁、黄铜、紫铜、铝、焊锡等金属组成，由于不同的金属的电极电位不同，在电解质的作用下容易发生电化学腐蚀。同时，冷却液中的二元醇类物质分解后形成的酸性产物、燃料燃烧后产生的酸性废气也可能渗透到冷却系统中，加剧冷却系统腐蚀。冷却系统腐蚀会使散热器水箱的下水室、喷油嘴隔套、冷却管道、接头以及水箱排管发生故障，同时腐蚀产物堵塞管道，引起发动机过热甚至瘫痪。若腐蚀穿孔，冷却液渗入燃烧室或曲轴箱会产生严重的破坏，因为当冷却液或水与润滑油混合时，产生油污和胶质，削弱润滑，使得阀、液压阀推杆和活塞环黏结。因而冷却液中都加入一定量的防腐蚀添加剂，防止冷却系统产生腐蚀。

③ 防水垢。冷却液在循环中应尽可能少地产生水垢，以免堵塞循环管道，影响冷却系统的散热功能。所以在选用、添加冷却液时，应该慎重。首先，应该根据具体情况去选择合适配比的冷却液。其次，将配比好的冷却液添加到水箱中，使液面达到规定位置即可。

④ 防开锅。符合国家标准的冷却液，沸点通常都超过105 °C，与水相比，冷却液能耐受更高的温度而不沸腾（开锅），在一定程度上满足了高负荷发动机的散热冷却需要。

（6）膨胀水箱。

膨胀水箱一般用钢板制成，通常是圆形或矩形。由于热胀冷缩作用，冷却液升温其容积增加，当无处容纳这部分膨胀量时，冷却系统内的压力增高，将影响正常运行。由膨胀水箱容纳系统的冷却液膨胀量，可减小系统的水压波动，提高了系统运行的安全性、可靠性。当系统由于某种原因漏水或系统降温时，膨胀水箱水位下降，为系统补水。膨胀水箱还可以起到稳定系统压力和排除水在加热过程中释放出的空气的作用。

（7）水道。

水道指循环冷却水或冷却液的通道和管路，具体某一段部件可称为“水管”。

水道清洗注意事项：发动机舱一般不能拿高压水进行直接冲洗，这样会造成插头和发动机点火部位进水，轻则导致缺缸烧坏火花塞，重则使点火线圈烧坏等。一般用一块专门清洗机舱的抹布，浸湿后拧掉多余的水分，轻轻擦拭即可。如果有油迹，可以在纸巾上喷洒去油剂擦除。

人工清理法：需把汽车水箱拆卸下来，用人工锤、刮、铲等清除水垢，这样做除垢效率低、劳动强度大，不易清除干净，易造成水箱二次损害。

普通水垢清洗剂：需拆卸水箱，清除不彻底、异味大、腐蚀严重，易造成水箱老化，缩短其使用寿命。

专业汽车水箱除垢剂：不需拆卸即可清洗，还可在不停车的条件下清洗。可直接将专用的水垢清洗剂倒入汽车水循环系统中，让其浸泡、怠速循环或行驶20～30 min后，将水箱及系统内部的除垢剂排放掉，加水反复冲洗干净既可。这样有效清除发动机水循环系统中的水垢、锈、泥及各种有害物质。