知识准备
一、发动机冷却系统的组成
发动机冷却系统有水冷和风冷之分,汽车发动机上多采用水冷却系统。水冷却系统以冷却液为冷却介质,它主要由散热器、水泵、节温器、电子风扇、补偿水桶、发动机机体和气缸盖水套及其他附属装置等组成,如图6-2所示。

图6-2 冷却系统的组成
二、冷却系统的作用
混合气在气缸中燃烧后所产生的大量热能,约有70%不能转为发动机的机械动能,且燃烧温度可达到2600℃,这些热量约有一半随着废气排出发动机外,另一半则直接加在发动机机件上,而发动机必须保持一定的工作温度(80~90℃),各机件才能维持正常的膨胀及间隙,燃料及润滑系统也才能正常作用。因此必须装设冷却系统,使发动机迅速处于工作温度,并一直保持工作温度。
冷却不良导致发动机过热,各部件因过度膨胀而加速磨损,甚至咬死。但过度冷却,会造成燃油消耗过高和发动机功率输出降低。
三、冷却液的循环路线
汽车发动机冷却系统大多为强制循环水冷系统,即利用水泵提高冷却液的压力,强行使冷却液在发动机中循环流动。冷却液的循环路径受节温器的控制,根据发动机工作温度由低到高的变化,冷却液的循环路径分为小循环和大循环。
•小循环:当冷却水或冷却温度低于规定值时(一般为80℃左右),受节温器控制,循环的水或冷却液不经过散热器。即水或冷却液从缸盖水套流出,经节温器直接进入水泵进水口,再由水泵送入缸体和缸盖的水套。由于水或冷却液不经过散热器,可使发动机温度迅速升高,如图6-3所示。

图6-3 冷却系统小循环示意图
•大循环:当水或冷却液温度超过规定值时(一般为90℃左右),节温器主阀门开启,副阀门关闭,循环水或冷却液全部经过散热器。散热后的冷却水或冷却液在水泵的抽吸下回到缸体水套内,经缸体上平面上的水孔流入缸盖的水套中,然后从缸盖出水管再流入散热器,形成一个循环系统。由于水或冷却液流动线路长,冷却强度大,故称为大循环,如图6-4所示。

图6-4 冷却系统大循环示意图
四、蜡式节温器的结构(https://www.daowen.com)
节温器通常为蜡式节温器,蜡式节温器主要由主阀门、副阀门、蜡管、推杆、支架、弹簧等组成,如图6-5所示。节温器有两种常见布置形式:一种布置在发动机出水管路中;另一种布置在散热器的出水管路中。

图6-5 蜡式节温器的结构
根据发动机水温的高低,节温器自动控制冷却液通往散热器的流量和大、小循环路线。
五、蜡式节温器的工作原理
节温器是控制冷却液流动路径的阀门。它根据冷却液温度的高低,打开或关闭冷却液通向散热器的通道。以卡罗拉为例,蜡式节温器特性如下:
①当冷却液温度低于84℃时,节温器主阀门关闭,副阀门开启,冷却液进行小循环,如图6-6所示。

图6-6 蜡式节温器状态——小循环
②当冷却液的温度处于84~95℃时,石蜡受热膨胀使主阀门部分开启,副阀门部分关闭,冷却液进行混合循环,如图6-7所示。

图6-7 蜡式节温器状态——混合循环
③当冷却液温度达到95℃以上时,石蜡膨胀量增大,主阀门全开,副阀门全关,冷却液进行大循环,如图6-8所示。

图6-8 蜡式节温器状态——大循环