引擎冷卻系統

冷卻系統用於維持引擎的工作溫度。

引擎內產生的熱量由流經汽缸體和汽缸蓋通道的冷卻液吸收,隨後當冷卻液流經散熱器時,熱量被空氣帶走。

ГАЗель Next 引擎冷卻系統示意圖
圖1. 引擎冷卻系統示意圖:1 — 膨脹水箱蓋;2、3 — 膨脹水箱排氣軟管;4 — 散熱器出水管(至冷卻液泵);5 — 水泵;6 — 帶黏性聯軸器的風扇;7 — 散熱器;8 — 節溫器;9 — 散熱器放水閥;10 — 散熱器進水管(來自節溫器);11 — 至廢氣再循環熱交換器的供液管;12 — 來自廢氣再循環熱交換器的回液管;13 — 廢氣再循環熱交換器;14、15、18、19、21、22、26 — 軟管;16 — 預熱器電動泵;17 — 預熱器;20 — 暖風控制閥;23 — 暖風裝置;24 — 引擎;25 — 暖風管;27 — 膨脹水箱至水泵的軟管;28 — 膨脹水箱;29 — 冷卻液液位感測器。

冷卻液進入位於前正時齒輪蓋下方的水泵,水泵在系統中產生壓力,冷卻液進入汽缸體上部腔室和汽缸蓋墊片的孔道。這些孔道圍繞每個汽缸並位於汽缸之間。

汽缸體與汽缸蓋中的冷卻液流動
圖2. 冷卻液流向:1 — 來自散熱器的水流;2 — 水泵進水口;3 — 冷卻系統泵;4 — 由泵至汽缸體的水流;5 — 冷卻液加熱器;6 — 圍繞汽缸套的水流;7 — 由汽缸體至汽缸蓋的水流;8 — 由汽缸蓋至節溫器殼體的水流;9 — 節溫器關閉、旁通通道開啟;10 — 冷卻液旁通至水泵;11 — 節溫器開啟、旁通通道關閉;12 — 冷卻液返回散熱器;13 — 由機油冷卻器至主進水總管的水流;14 — 機油冷卻器;15 — 冷卻液通過機油冷卻器;16 — 由泵至機油冷卻器的水流。

冷卻液進入汽缸蓋,流經氣門橋和噴油嘴安裝處,然後經由與配套設備的連接處流向汽缸蓋排氣通道並進入節溫器殼體。

廢氣再循環冷卻迴路
圖3. 再循環系統迴路:1 — 節溫器殼體;2 — 由前蓋模組至 EGR 冷卻器的水流;3 — 流經 EGR 冷卻器的水流;4 — 至 EGR 閥;5 — EGR 閥;6 — 由 EGR 閥排出的管路;7 — 由 EGR 冷卻器至節溫器殼體的排出管路;8 — 冷卻系統泵;9 — 旁通管;10 — EGR 冷卻器放氣塞。

在引擎尚未達到節溫器開啟溫度之前,冷卻液經旁通管路送至水泵進口。當引擎達到節溫器開啟溫度後,節溫器開啟,冷卻液開始流經散熱器,同時通往水泵的旁通通道被關閉。節溫器將溫度維持在 82–95 °C 範圍內。

冷卻系統主要元件

散熱器

管帶式芯體散熱器
圖4. 管帶式芯體、聚合物材料水室的散熱器。

散熱器採用管帶式芯體和聚合物材料水室。右水室內有帶塞的放液孔。

散熱器右水室放水塞
圖5. 散熱器右水室的帶塞放水孔。

膨脹水箱

為補償隨溫度變化的冷卻液體積,裝有膨脹水箱。箱體上標有液位刻度。箱蓋帶有壓力閥,維持系統內的過壓,使冷卻液沸點提高至 120 °C。

帶液位刻度的膨脹水箱
圖6. 帶液位刻度的膨脹水箱。
帶壓力閥的膨脹水箱蓋
圖7. 帶壓力閥的膨脹水箱蓋。

水泵

水泵安裝在汽缸體前蓋上,由傳動機構皮帶驅動。

汽缸體前蓋上的水泵
圖8. 汽缸體前蓋上的水泵。

節溫器

節溫器安裝在固定於汽缸體的殼體內。82 °C 以下關閉,95 °C 時開啟。

汽缸體上的節溫器殼體
圖9. 汽缸體上的節溫器殼體。

帶黏性聯軸器的風扇

帶塑膠葉片的風扇安裝在黏性聯軸器前蓋上,並用四個螺栓固定。液力摩擦式風扇聯軸器(黏性聯軸器)安裝在支架上,並用螺紋襯套固定。

黏性聯軸器上的塑膠葉片風扇
圖10. 塑膠葉片風扇。
支架上的液力摩擦式風扇聯軸器
圖11. 支架上的液力摩擦式聯軸器(黏性聯軸器)。

液力摩擦式聯軸器可根據通過散熱器的空氣流溫度改變風扇轉速:低溫時轉速最低,溫度升高時轉速提高。聯軸器轉子與安裝風扇的殼體並非剛性連接,扭矩靠工作液的內摩擦傳遞。轉速的變化依靠液體在聯軸器內腔中的流動,流動取決於內部通道的開閉,並由片狀閥門的移動調節。閥門位置隨溫度在雙金屬彈簧作用下改變,雙金屬彈簧安裝在聯軸器外部前端。

黏性聯軸器的雙金屬彈簧
圖12. 聯軸器前端的雙金屬彈簧。

安裝在黏性聯軸器殼體上的風扇轉速隨空氣溫度升高而提高,最終等於曲軸轉速。液力摩擦式風扇聯軸器故障可能導致引擎過熱,尤其是在惡劣道路條件或塞車時。

檢查聯軸器時,在引擎熄火狀態下檢查風扇轉動是否輕便,不應有明顯的軸向和徑向間隙,聯軸器上不應有油跡。如有油跡,聯軸器應更換。在暖機後(引擎蓋關閉)將曲軸轉速設為約 3000 min⁻¹,此時葉片會因殘餘扭矩而低速轉動。當冷卻液溫度為 80–85 °C 時,聯軸器應開始工作,風扇轉速明顯提高(通常可從噪音增大判斷)。

預熱升溫器

預熱升溫器安裝在前保險桿右側腔內(「Comfort-2」配置車型)。由於柴油引擎的結構特點,長時間怠速運轉(尤其寒冷季節)時冷卻液溫度會逐漸低於標準,並降低暖風效果。升溫器可消除此缺點,同時兼具預熱器功能。該裝置使用柴油,由計量泵從油箱供油。

前保險桿右側腔內的預熱器
圖13. 預熱升溫器(前保險桿已拆卸)。

計量泵安裝在車架內側,並用專用塑膠油管與油箱和燃燒室相連。

車架上的燃油計量泵
圖14. 車架內側的計量泵。

冷卻系統接頭密封性檢查

檢查膨脹水箱內是否有冷卻液,散熱器進、出水管,軟管與水泵、節溫器、暖風閥、暖風回水管、EGR 熱交換器及暖風供液管的固定處。

膨脹水箱中的冷卻液液位
圖15. 檢查膨脹水箱內是否有冷卻液。
散熱器進水管
圖16. 檢查散熱器進水管。
散熱器出水管
圖17. 檢查散熱器出水管。
水泵處軟管固定處
圖18. 檢查水泵處軟管固定處。
節溫器處軟管固定處
圖19. 檢查節溫器處軟管固定處。
暖風閥處軟管固定處
圖20. 檢查暖風閥處軟管固定處。
暖風回水接管
圖21. 檢查暖風回水接管處軟管固定處。
EGR 熱交換器供液管
圖22. 檢查 EGR 熱交換器供液管。
暖風裝置供液管
圖23. 檢查暖風裝置供液管。

如發現滲漏,需拆下軟管。軟管滲漏通常因接管密封面腐蝕所致。應清潔該處,並在安裝軟管前塗抹密封膠。

清潔接管密封面
圖24. 安裝軟管前清潔接管密封面。

冷卻系統可能故障

使用材料:散熱器 — 鋁製管帶式芯體,聚合物水室;軟管 — 耐油橡膠加增強編織層;密封件 — 耐熱橡膠;冷卻液 — 乙二醇基防凍液加添加劑(濃度受控)。

冷卻液洩漏

外部洩漏

確認軟管、放水閥、集水管、連接管、補償塞和管塞、接頭、供回液管路、EGR 冷卻系統通氣、渦輪增壓器供回液管路、EGR 閥供回液管路、EGR 冷卻器和閥、散熱器換熱元件、壓縮機和汽缸蓋墊片、機油冷卻器、水泵密封以及配套設備供應商連接至冷卻系統的零件無洩漏。必要時對系統加壓檢漏。

膨脹水箱蓋選型不當或壓力過低

檢查或更換膨脹水箱蓋。

軟管變形、堵塞或密封不良

檢查軟管。

供液或排氣管路堵塞、阻塞或佈置不當

檢查管路佈置及是否堵塞。

空氣進入冷卻系統

確認系統內無空氣或燃燒產物。

冷卻液逐漸或突然過熱

電子故障碼作用中或存在大量被動故障碼

讀取故障碼並使用 INSITE 套件診斷。

散熱器保溫罩或前擋簾關閉

打開保溫罩或前擋簾。

散熱器散熱片損壞或堵塞

檢查散熱片。

冷卻液液位低於標準

檢查液位及是否洩漏。

防凍液濃度不符標準

檢查濃度,添加防凍液或水調整至標準。

風扇罩或導風板損壞或缺失

檢查風扇罩和導風板。

風扇傳動皮帶損壞或張緊不足

檢查皮帶,必要時更換。

風扇驅動或控制系統故障

檢查驅動和控制系統。

溫度表或感測器故障

檢查溫度表和感測器,必要時修理或更換。

膨脹水箱蓋閥門工作不正常

檢查或更換膨脹水箱蓋。

節溫器選型不當或故障

檢查節溫器是否符合規範及功能。

系統內有污垢、水垢或沉積物

清洗冷卻系統。

冷卻液被機油污染

檢查機油是否滲入冷卻系統,更換冷卻液。

水泵故障

檢查汽缸體壓力,必要時更換水泵。

冷卻液溫度低於標準

節溫器選型不當或故障

按目錄核對節溫器並檢查其工作能力。

風扇驅動或控制系統故障

檢查驅動和控制系統。

引擎怠速運轉時間過長

不得讓引擎長時間怠速運轉。

機油中有冷卻液

機油冷卻器故障

檢查機油冷卻器。

內部洩漏

對系統加壓並查找內部洩漏。

汽缸蓋墊片密封不良

檢查汽缸蓋墊片。

汽缸蓋裂紋或氣孔

對汽缸蓋加壓檢漏。

汽缸體裂紋或氣孔

檢查汽缸體。