发动机冷却系统的检修与故障分析摘要:随着人们生活水平的提高,汽车走进了千家万户,在给人们带来方便的同时,一些汽车故障也给人们带来了不尽的烦恼,在众多故障中发动机故障占了很大的比重,而发动机故障又是以冷却系统故障为甚。
本文就从冷却系统入手论述了发动机冷却系统的作用、类型与组成、工作原理、维护与保养,并通过发动机冷却系统的故障现象,做出相应的分析,最终通过技术手段使故障得到排除,随着汽车电控技术的发展,冷却系统也开始使用电控技术,最后本文就对电子控制发动机冷却系统作了介绍。
关键词:冷却系统;保养;故障分析;排除故障;电子控制Abstract: With the improvement of living standards, car went into the household, bring convenience to people at the same time, some car trouble also gave rise to endless trouble, engine failure in many failures accounted for a very large proportion of the engine cooling system failure and failure is staggering. This article discusses the cooling system of the engine cooling system to start the role, type and composition, working principle, care and maintenance, and through the engine cooling system fault phenomenon, make the appropriate analysis, and ultimately through technical means to make the fault is removed, along with the automotive electronic control technology, the cooling system have begun to use electronic control technology, the final paper to the electronic control engine cooling system was introduced.Keywords: Cooling system;Maintenance; Failure analysis; Troubleshooting; Electronic control目录1冷却系统的作用 (3)2冷却系统的类型与组成 (3)2.1冷却系统的类型 (3)2.2冷却系统的组成 (3)2.2.1散热器 (3)2.2.2冷却风扇 (4)2.2.3冷却水泵 (4)2.2.4节温器 (5)2.2.5冷却液介质 (5)2.2.6冷却液温度传感器 (5)3冷却系统的工作原理 (6)3.1小循环 (6)3.2大循环 (6)3.3大小循环同时运行 (6)4冷却系统的维护与夏季保养 (6)4.1冷却液 (6)4.1.1防腐蚀功能 (7)4.1.2防穴蚀功能 (7)4.1.3高沸点功能 (7)4.1.4不产生水垢,不起泡沫 (7)4.1.5防冻功能 (8)4.2气缸水套 (8)4.3冷却水泵和节温器 (8)4.4散热水箱和冷却风扇 (9)4.5夏季保养 (9)4.5.1确保冷却系统效能良好 (9)4.5.2时刻关注冷却液温度 (10)5冷却系统的常见故障及排除方法 (10)5.1冷却系统水温高的原因分析 (10)5.1.1冷却液的检查 (10)5.1.2散热器的检查和维修 (11)5.1.3风扇的检查 (12)5.1.4气缸垫的检查 (12)5.1.5水泵的检查 (12)5.1.6节温器的检查 (12)5.1.7点火正时的检查 (12)5.1.8其他可能导致发动机冷却液温度的原因 (13)5.2冷却液流失 (13)5.2.1冷却液的外渗 (14)5.2.2冷却液的内渗 (14)5.3节温器损坏 (15)5.4冷却系统的“困气” (16)6电子控制发动机冷却系统 (16)6.1控制系统组成示意图 (17)6.2冷却系统布局图与冷却液分配单元图 (17)6.3温度调节单元 (18)6.4温度调节单元在各工况时的状态 (18)6.4.1发动机冷起动、小负荷时 (18)6.4.2发动机全负荷时 (19)6.5带电子控制冷却系统的发动机控制单元与系统工作原理 (19)6.5.1带电子控制冷却系统的发动机控制单元 (19)6.5.2输入与输出信号 (20)6.5.3基本工作原理 (20)6.5.4开暖风时的控制 (20)6.5.5两个冷却液温度传感器(G62和G83)及散热风扇控制 (20)6.5.6温度调节单元F265的控制 (21)结论 (22)参考文献 (22)致谢 (23)1冷却系统的作用冷却系统的作用是对在高温条件下工作的发动机零件进行冷却,带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。
2冷却系统的类型与组成2.1冷却系统的类型汽车发动机常见的冷却方式有两种,即水冷却和风冷却。
以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系;以冷却液为冷却介质的冷却系称为水冷系。
不论采用何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保发动机在各种行驶环境都不致过热。
汽车发动机,尤其是轿车发动机大都采用水冷系,只有少数汽车发动机采用风冷系,所以本文就以水冷系为例进行论述。
2.2冷却系统的组成水冷却系主要由散热器、冷却风扇、冷却水泵和节温器等组成。
2.2.1散热器(图1)散热器由上水室、散热器芯和下水室等组成。
主要作用是将水套中流出的热水分成许多股小水流,以增大散热面积,加速冷却液的冷却。
流过散热器的冷却液温度可降低10~15℃。
为了更好更快的散热,散热器一般用铜和铝制成,另外在散热器后加装冷却风扇与之配合工作。
图1 散热器1-上水室 2-散热器进水管 3-散热器芯 4-冷却管5-散热器片 6-散热器出水管 7-下水室 8-放水开关 9-散热器盖冷却风扇是配合散热器散热的,当风扇旋转时,吸进空气,使其通过散热器,以增强散热能力,加速冷却液的冷却,达到散热目的。
在起初,采用硅油液力离合器来传递动力驱动风扇的转动,但由于其准确度低,逐渐被电动风扇所取代。
因为电动风扇直接由电动机驱动风扇,不用发动机作为直接动力源,而是使用蓄电池的电能,所以其转速与发动机转速无关。
只在冷却液温度超过一定值时才开始工作,所以电动风扇无动力损失,构造简单,总体布置方便,为大多数现代轿车所使用。
图2 电动风扇1-电动机 2-护风罩 3-风扇叶片4-风扇框架 5-继电器 6-温度传感器(开关)2.2.3冷却水泵(图3)发动机的冷却由冷却液的不断循环来实现的,而强制冷却液循环的部件就是冷却水泵。
发动机上常用的水泵是离心式的,它的泵轴一端连接皮带轮,由发动机的曲轴提供动力,水泵的转速可根据发动机的转速进行变化,从而实现冷却液循环速度的变化。
图3 离心式冷却水泵1-水泵壳体 2-水泵轴 3-叶轮4-进水管 5-出水管要说冷却水泵是用来让冷却液循环,那么节温器就是来控制冷却液流动路径的阀门。
它能根据发动机冷却液温度的高低,打开或关闭冷却液通向散热器的通道,使冷却液在散热器和水套之间进行大循环或小循环,调节冷却强度,保证发动机在最适宜的温度下工作。
图4 蜡式节温器的构造1-支架 2-主阀门 3-推杆 4-石蜡 5-胶管6-副阀门 7-节温器壳体 8-弹簧2.2.5冷却液介质冷却液是发动机冷却系统中最重要的工作介质,汽车常用的冷却液有水及加有防冻剂的防冻液。
现代轿车普遍采用防冻液,以提高冷却液的防冻和防沸的能力。
防冻液的种类很多,不同的防冻液有不同的凝固点和沸点,可以根据发动机使用环境进行选择。
有的防冻液还添加有防锈剂、泡沫抑制剂等,有利于减轻冷却系统锈蚀和冷却液泡沫的产生,提高冷却效果。
2.2.6冷却液温度传感器在现代汽车中,冷却液温度传感器一方面作为一个感应信号传入控制电脑,以便对发动机的喷油、点火等进行最佳控制,另一方面显示冷却液温度及用来控制电动风扇的运转等。
常见的冷却液温度传感器是热敏电阻式的。
图5 热敏电阻式冷却液温度传感器3冷却系统的工作原理现代汽车发动机冷却系水路大致相同,在水泵的强制循环下,冷却液进入各缸周围的水套中,带走发动机产生的热量,流经位于气缸盖出水处的节温器处,由节温器控制进行小循环还是大循环,进入大循环的冷却液再经散热器把热量带到大气中。
通过这样不断地循环,以保持发动机在最适宜的温度下工作。
3.1小循环当发动机冷却液温度低于85℃时,节温器主阀门关闭,副阀门打开。
冷却液流经水泵增压后,冷却液从水套壁周围流过并从水套壁吸热而升温,然后向上流入气缸盖水套,从气缸盖水套壁吸热之后流经节温器,经小循环通道返回发动机机体水套,进行小循环。
3.2大循环当发动机冷却液温度上升高于105℃时,节温器主阀门完全开启、副阀门关闭。
冷却液经节温器及散热器进水软管流入散热器,在散热器中,冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温,最后冷却液经散热器出水软管返回水泵,进行大循环。
3.3大小循环同时运行当发动机冷却液温度处于大、小循环的温度范围内(85~105℃)时,节温器主阀门和副阀门都部分开启,冷却液大、小循环都同存在,以调节发动机温度基本稳定在最适宜的工作范围内。
4冷却系统的维护与夏季保养汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件,如果发动机冷却系统的维修率很高,就会引起发动机其他部件的损坏,使发动机的整体工作能力受到影响,因此,汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要。
要想正确维护发动机的冷却系统,首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件:4.1冷却液冷却液是指清洁的软水,不是什么水都可以当作冷却液的,越娇贵的车对水质的要求越高。
比如,清澈的泉水,虽然清澈,看起来也干净,但泉水中含有大量的矿物质,如果加入发动机的冷却系统中,就会产生大量的水垢,影响冷却系统正常作用的发挥,可见,冷却液水质的好坏是相当重要的,目前市场上常见的乙二醇型的冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂、泡沫抑制剂等添加剂进行科学调和而成,达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。
另外,不同种类的冷却液不能够混用,因为有的冷却液以胺为基础,有的冷却液以氮为基础。