3.5 冷却系统
发动机工作中，最高燃烧温度可能高达2500℃，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000℃以上。因此，与高温燃气接触的发动机零部件被强烈加热。若不及时将这些高温零件上的热量散发掉，则会出现以下现象：机油会因高温而变质，使发动机零件之间不能保持正常的油膜。受热零件由于热膨胀过大而破坏正常的间隙，摩擦力增大，妨碍机件的正常运动，甚至卡死或烧坏。温度过高促使金属材料的性能下降，导致零部件承受不了正常的载荷。因此，发动机必须具备合理的冷却系统，以确保其在适宜的温度范围内工作。良好的发动机冷却系统既可防止发动机温度过高，又能保证发动机冷起动时快速升温，使发动机获得良好的经济性和动力性，并减少排放。
3.5.1 冷却系统的组成
发动机冷却系统一般有风冷式与水冷式两种形式，汽车发动机大多采用水冷式冷却系统。汽车发动机的水冷系统均为强制循环系统，利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机冷却管路中循环流动。发动机冷却系统一般由散热器、冷却风扇、节温器、水泵、膨胀水箱（或储液罐）、冷却管路、气缸体和气缸盖中的水套及其他附属装置组成，如图3-5-1所示。
图3-5-1 发动机冷却系统的组成
发动机冷却液有大、小两条循环路径，如图3-5-2所示。大循环即冷却液流经散热器的循环，气缸盖水套中的冷却液从节温器主阀门流向散热器，通过散热器冷却后流入水泵进水口，被水泵加压后流入气缸体水套，进而回到气缸盖水套。小循环即冷却液不流经散热器的循环，气缸盖水套中的冷却液从节温器旁通阀流向旁通管道，直接流入水泵进水口，被水泵加压后回到气缸体水套，进而回到气缸盖水套。大、小循环冷却液流量的比例由节温器控制。当气缸体水套中的冷却液温度较高时，节温器开度大，流向散热器的冷却液多，以防止发动机过热。当气缸体水套中的冷却液温度较低时，节温器开度小，流向散热器的冷却液少，以防止发动机温度过低。这样可以保证发动机始终保持在最佳的温度范围内工作。
图3-5-2 冷却液的大、小循环
散热器一般安装在车辆前部。车辆行驶时，迎面而来的低温空气不断流经散热器，带走冷却液的热量，确保散热效果良好。散热器多采用耐腐蚀、导热性能良好的铜、铝等材料制成。铝质散热器尺寸小、质量小，成本也较低，因此汽车厂商多采用铝质散热器。
膨胀水箱（储液罐）一般由透明塑料制成，以便于观察其内部冷却液的液位。膨胀水箱的主要作用是为冷却液提供膨胀和收缩的空间，同时作为冷却系统集中的排气点。因此，它的安装位置略高于其他冷却液通道。
冷却风扇通常安装在散热器后方。冷却风扇旋转时吸入空气，使其通过散热器，增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度，如图3-5-3所示。
图3-5-3 冷却风扇
节温器是控制冷却液流动路径的阀门，它根据冷却液的温度打开或关闭冷却液流向散热器的通道，如图3-5-4所示。发动机冷起动时，冷却液的温度较低，节温器将冷却液流向散热器的通道关闭，冷却液经水泵直接流回气缸体和气缸盖水套内，以使冷却液能迅速升温。当冷却液温度上升到一定值时，节温器将冷却液流向散热器的通道打开，冷却液经散热器降温后流回水泵。如果发动机不装节温器，使低温冷却液始终大循环，则会导致发动机不能迅速升温，长时间在低温下运行。
图3-5-4 节温器
汽车发动机一般采用离心式水泵，其结构简单、尺寸小、排量大且工作可靠，如图3-5-5所示。离心式水泵由带冷却液进口和出口通道的壳体及叶轮等组成。叶轮轴由一个或多个密封轴承支承，轴承不需要润滑。使用密封的轴承，可以防止润滑脂泄漏及脏物和水的侵入。水泵壳体安装在发动机气缸体上，水泵叶轮固定在水泵轴上，水泵泵腔与气缸体水套相连。
图3-5-5 水泵
水泵的作用是对冷却液进行加压，保证其在冷却系统中循环流动。
3.5.2 冷却系统维修要点
1.水泵的拆卸与更换要点
冷却液的检查与更换
（1）排放冷却液
打开膨胀水箱盖，拆卸发动机冷却液放水阀，使用容器回收冷却液。
（2）拆卸传动带
使用扳手顺时针转动传动带张紧轮紧固螺栓，取下传动带，如图3-5-6所示。
图3-5-6 传动带张紧器的拆卸
（3）拆卸水泵传动带轮
部分车型在拆卸水泵时要先将水泵传动带轮拆下，才能拆卸紧固螺栓。
使用扳手拆卸水泵传动带轮的4颗紧固螺栓，取下传动带轮，如图3-5-7所示。
图3-5-7 拆卸水泵传动带轮
（4）拆卸水泵
如图3-5-8所示，使用扳手拆卸水泵的7颗紧固螺栓，取下水泵。
图3-5-8 拆卸紧固螺栓取下水泵
取下图3-5-9所示的水泵垫片，复装时应更换新垫片。
图3-5-9 取下水泵垫片
2.节温器拆卸与更换要点
1）排放冷却液，拆卸发动机进气管。
2）断开电子节温器线束插接器，如图3-5-10所示。
3）使用钳子拆卸图3-5-11中箭头指示的发动机出水管卡箍，并将出水管与节温器壳体断开。
节温器的检查与更换
图3-5-10 断开电子节温器插接器
图3-5-11 拆卸发动机出水管卡箍
4）拆卸图3-5-12a中箭头指示的4颗电子节温器紧固螺栓，并取下电子节温器。
图3-5-12 拆卸紧固螺栓并取下电子节温器
3.节温器的检查
如图3-5-13a所示，将节温器浸泡在水中，并将水加热，在水中放置温度计。当水温在80～84℃时，检查节温器是否开启，正常情况下节温器此时应开启。将水继续加热，温度达到95℃时检查图3-5-13b所示的节温器阀门升程A，正常状态下的节温器阀门升程A应不小于8mm。
图3-5-13 节温器的检查
3.5.3 冷却系统常见故障诊断与排除
发动机冷却系统常见故障有发动机温度过高、发动机温度过低、冷却液泄漏、冷却风扇不转、冷却风扇转速低等。
1.发动机温度过高、过低故障诊断
发动机温度过高和过低故障的现象、原因和诊断与排除方法见表3-5-1。
表3-5-1 发动机温度过高和过低故障诊断
（续）
2.冷却液泄漏故障诊断与排除
（1）故障现象
冷却液量不足引起发动机过热。
（2）诊断与排除
1）检视冷却软管是否破裂，卡箍是否松动。
2）检查水泵是否漏液，可用一根洁净木条伸到泄水孔处，木条上无水迹则说明水泵不漏液。
3）检查冷却系统内部是否漏液，拔出机油尺，若发现机油中有水，则气门室内壁或进气通道内壁有可能破裂漏液。
4）打开散热器盖，如果冷却液沸腾则说明气缸垫损坏或气缸盖变形。
5）检查散热器盖的排气阀是否松动。密封圈失效，密封不良。若冷却液容易从加水口处飞溅出来，则说明散热器盖的排气阀失效。
6）查看散热器是否有渗漏，如果有水渍则一定有渗漏。
7）查看膨胀水箱是否有裂纹，膨胀水箱盖是否松动或密封不良。
3.冷却风扇运转不正常故障诊断与排除
冷却风扇运转不正常故障现象包括冷却风扇不转、转速慢、运转时机不准等，诊断与排除方法见表3-5-2。
表3-5-2 冷却风扇运转不正常故障诊断与排除
