任务一 水泵的检修
教学目标
知识目标
1.了解水冷系统的作用和组成。
2.掌握水泵的结构和工作原理。
技能目标
1.能完成水泵的拆装。
2.能进行水泵的检修或更换。
知识链接
一、冷却系统概述
1.冷却系统的作用
汽车发动机是由热能转变为机械能的机器。然而，发动机只应用了热能的三分之一，其余热量的大部分为排气所带走，剩余则被发动机零部件吸收。
由于燃料的燃烧，发动机的零件温度升高，特别是高温气体接触的零件，如不及时地冷却则难以保证发动机正常工作，过热或过冷都会给发动机带来危害。冷却系统功用就是保证发动机在适宜的温度下工作。
2.发动机的冷却方式
冷却系统根据所用冷却介质的不同分为风冷却系统和水冷却系统。
风冷却系统以空气为冷却介质。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，如图3-1-1所示。
水冷却系统以水（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，如图3-1-2所示。
水冷却系统的冷却效果好，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冷却系统。
图3-1-1 风冷系统
图3-1-2 水冷系统
3.发动机的正常工作温度
水冷却系统中，冷却水温度应保持在80～90℃的范围内；使用冷却液的发动机，冷却液温度应保持在90～105℃的范围内。
风冷却系统中，铝气缸壁的温度在150～180℃为宜，铝气缸盖的温度应保持在160～200℃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，使润滑油黏度变大，阻力增大，排放恶化。因此，冷却系统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。
4.水冷却系统的组成及工作原理
水冷却系统的组成及工作原理，如图3-1-3所示。
强制循环式水冷却系统的组成，它由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、膨胀水箱、气缸体和气缸盖中的水套、分水管以及百叶窗、水温表和暖风机等附加装置等组成。
发动机工作时，水泵将冷却液从散热器中吸入并加压，使冷却液经分水管流入气缸体和气缸盖内的水套中，冷却液在水套内吸收热量后经节温器流入散热器。由于汽车行驶和冷却风扇的强力抽吸作用，空气从前往后高速流经散热器的过程中，使冷却液的热量不断地散失到大气中去，冷却过的冷却液流入散热器的底部后，又在水泵的作用下再压入水套，如此不断循环，从而保证发动机在最佳温度范围内工作。
5.冷却液
（1）冷却水的选择
发动机用的冷却用水，最好是软水（含矿物质少的水）。因为用硬水易产生水垢而堵塞道，破坏水的冷却循环，使气缸体、气缸盖传热效果差，发动机容易产生过热。雨水为软水，将其过滤，清除杂质便可使用。发动机使用硬水时，需经软化处理，简单方法是将1 L硬水加入碳酸钠（纯碱）0.5～1.5 g或加入氢氧化钠（烧碱）0.5～0.88 g。加入10%的重铬酸钠（红矾）溶液30～50 mL也可。
（2）冷却液
冬季使用冷却水，要防冻冰。为降低冷却水的冰点，适应冬季行车需要，可在冷却水中加入适量的乙二醇或丙二醇。当乙醇的加入量为50%时，冰点可降至243K（-30℃）。目前汽车上已普遍使用配制好的冷却液。乙二醇冷却液有一定的毒性，使用中应注意，切勿吸入口中，以免中毒。一般冷却液基本上有两种：
① 乙二醇与水型防冻液。乙二醇是一种无色略有甜味的黏性液体，沸点为197℃。它能与水及有机溶剂以任何比例混合。乙二醇与水混合后，其冰点可显著降低，用不同比例的乙二醇与水可以配制各种冰点的防冻液。因乙二醇的沸点比水高得多，故使用中蒸发的主要是水，发现体积减少时，添加适量的水即可继续使用。
② 丙二醇与水型防冻液。将丙二醇化学物质与水按一定的比例混合而成的混合液，还要加入防腐剂、清洁剂、着色剂等添加剂。
（3）冷却液在使用过程中的注意事项
① 冷却液内只准加入同种冷却液添加剂。
② 冷却液及其添加剂均为有毒物质，应置于安全场所。
③ 冷却液的使用浓度（体积比）为40%～60%。否则，影响防冻性能。
④ 放出的冷却液不宜再使用，并妥善处理。
⑤ 更换缸盖、缸垫、散热器等，就必须更换冷却液。
⑥ 发动机热态时，冷却系统内仍处于高温高压状态。因此，此时切勿打开水箱盖以防烫伤。
⑦ 发现冷却液大量损耗，则必须待发动机处于冷态时，方可添加冷却液，以免损坏发动。
⑧ 紧急情况下若加入纯水，则须尽快添加冷却液添加剂，使冷却液浓度恢复正常状态。
⑨ 冬季来临前应检查冷却液浓度，并按规定调配浓度，保证冷却液具有足够的防冻能力。(https://www.daowen.com)
技术提示
检查和更换冷却液时，要防止烫伤。发动机冷却系统具有一定的压力，特别是发动机过热时，系统内压力更高，一旦打开加注口盖，冷却液会喷出，引起烫伤事故。因此，在打开冷却液加注口盖前，应戴防烫伤的手套，并用毛巾垫上，慢慢拧开加注口盖，同时，要侧身躲开一定距离，避免脸部面对加注口。
二、水泵的构造和工作原理
1.功能
使冷却液能进入发动机水套内进行循环，以提高发动机冷却效果。
2.构造
由水泵叶轮、水泵轴及轴承、水泵外壳、水封等组成。其水流方向及工作原理，如图3-1-4、图3-1-5所示。
3.工作原理
当叶轮旋转时，水泵中的冷却液被轮叶，带动一起旋转，在离心力作用下，冷却液向叶轮的边缘甩出，并且沿切线方向从出水管处被压送到发动机水套内产生循环。同时，叶轮中心处的压力下降，散热器中的冷却液经进水管吸入到叶轮中心。
图3-1-4 水泵水流示意图
1.通向气缸体水套水流；2.气缸盖水套水流；3.暖风装置与进气歧管水流；4.散热器水流
技能实训一 水泵的拆装
step 1 拆卸时，打开散热器和气缸体堵塞放掉冷却液。
step 2 拆除正时皮带室上盖、中盖，用定位杆固定发动机运动件的位置，拧松张紧轮的螺母，脱开正时皮带。
step 3 将发动机支架、水泵软管、膨胀水箱依次拆除，最后拆除水泵的固定螺栓，取下水泵。安装时应把水封环、水封弹簧、水封及水封密封圈用螺栓压紧后，水泵轴应能灵活转动、无卡住现象。
step 4 安装时先检查是否装有水泵定位环，更换新密封垫，将水泵定位，拧紧螺栓，上部螺栓的拧紧力矩为30 N·m，下部螺栓的拧紧力矩为50 N·m。
水泵的拆卸，如图3-1-6所示。
图3-1-6 水泵的拆卸
1.螺栓；2.齿形带后防护罩；3.螺栓；4.水泵；5. O形密封圈
技能实训二 水泵的检修
step 1 车上拆下水泵
step 2 水泵解体
水泵取出后，可按顺序进行分解。分解后应将零件进行清洗，再逐一检查，看其是否有裂纹、损坏及磨损等缺陷，如有严重缺陷者应予更换。
水封及座的修理：水封如磨损起槽，可用砂布磨平，如磨损过甚应予更换；水封座如有毛糙刮痕，可用平面铰刀或在车床上修理。在大修时应更换新的水封组件。
在泵体上具有下列损伤时允许焊修：长度在30 mm以内，不伸展到轴承座孔的裂纹；与气缸盖接合的突缘有破缺部分；油封座孔有损伤。
水泵轴的弯曲不得超过0.05 mm，否则应更换。
叶轮叶片破损应予更换。
水泵轴孔径磨损严重应更换或镶套修复。
检查水泵轴承是否转动灵活或有异常响声，如有说明轴承有问题，应予更换。
水泵装配好后，用手转动一下，泵轴应无卡滞、叶轮与泵壳应无碰擦。然后检查水泵排水量，如有问题，应检查原因并排除。
step 3 水泵检查
检查泵体及皮带轮有无磨损及损伤，必要时应更换。
检查水泵轴有无弯曲、轴颈磨损程度、轴端螺纹有无损坏。
检查叶轮上的叶片有无破碎、轴孔磨损是否严重。
检查水封和胶木垫圈的磨损程度，如超过使用限度应更换新件。
检查轴承的磨损情况，可用表测量轴承的间隙，如超过0.10 mm，则应更换新的轴承。
学后测试
1.简述冷却系统的作用。
2.发动机冷却方式有几种？
3.简述强制循环式水冷却系的主要组成。
4.试述离心式水泵的工作原理。
5.如何检修水泵？