PAGE河南職業技術學院畢業設計（論文）題目淺談汽車發動機冷卻系統系（分院）汽車工程系學生姓名*****學號*****專業名稱汽車電子指導教師****年月日淺談汽車發動機冷卻系統 摘要冷卻系統是發動機的重要組成部分，對發動機的動力性、經濟性和可靠性有很大影響。隨著發動機轉速和功率的不斷提高，對冷卻系統的要求越來越高，因而對發動機冷卻系統的設計與研究也愈來愈深入。汽車發動機的冷卻系統是保持發動機正常工作的重要部件，如果發動機冷卻系統的維修率很高，就會引起發動機其他部件的損壞，使發動機的整體工作能力受到影響，因此，汽車發動機冷卻系統的維護與保養就顯得尤為重要。關鍵詞：冷卻系統冷卻系統維護故障診斷案例分析1冷卻系統的組成水冷卻系統一般由散熱器、節溫器、水泵、水道、風扇等組成。散熱器負責循環水的冷卻，它的水管和散熱片多用鋁材制成，鋁制水管做成扁平形狀，散熱片帶波紋狀，注重散熱性能，安裝方向垂直于空氣流動的方向，盡量做到風阻要小，冷卻效率要高。散熱器又分為橫流式和垂直流動兩種，空調冷凝器通常與其裝在一起。水泵和節溫器

發動機是由冷卻液的循環來實現的，強制冷卻液循環的部件是水泵，它由曲軸皮帶帶動，推動冷卻液在整個系統內循環。目前最先進的水泵是寶馬新一代直六發動機上采用的電動水泵，它能精確的控制水泵的轉速，并有效的減少了對輸出功率的損耗。這些冷卻液對發動機的冷卻，要根據發動機的工作情況而隨時調節。當發動機溫度低的時候，冷卻液就在發動機本身內部做小循環，當發動機溫度高的時候，冷卻液就在發動機—散熱器之間做大循環。實現冷卻液做不同循環的控制部件是節溫器。可以將節溫器看作一個閥門，其原理是利用可隨溫度伸縮的材料（石蠟或乙醚之類的材料）做開關閥門，當水溫高時材料膨脹頂開閥門，冷卻液進行大循環，當水溫低時材料收縮關閉閥門，冷卻液小循環。空氣的流動

為了提高散熱器的冷卻能力，在散熱器后面安裝風扇強制通風。以前的轎車散熱器風扇是由曲軸皮帶直接帶動的，發動機啟動它就要轉，不能視發動機溫度變化而變化，為了調節散熱器的冷卻力，要在散熱器上裝上活動百頁窗以控制風力進入。現在已經普遍使用風扇電磁離合器或者電子風扇，當水溫比較低時離合器與轉軸分離，

第四、冷卻水泵和節溫器，冷卻液在冷卻系統中的流動，主要依靠冷卻水泵的動力；節溫器能感知發動機的工作溫度，低溫時，它封住水套中的水，令其在水套內流動，當達到一定溫度時再打開，讓水經過散熱水箱，發揮散熱作用。這里值得說明的是，切勿將節溫器摘掉，否則會導致發動機過冷而難以啟動。3冷卻系統的主要故障及解決方案冷卻系統在工作一定時間后，內部必然會形成各種污垢。污垢種類因使用條件和保養等因素不同也有許多差異。對于大部分車輛，平時使用水，僅在冬季低溫情況下使用防凍液，這種情況下易出現以水銹和垢質為主的污物；對于長期使用防凍液的車輛，會出現以垢質和凝膠為主的污物。污物的其他成分包括：①退化形成的酸質。例如失效的防腐蝕劑，氧化的乙烯或丙烯乙二醇等。②重金屬。③硬水雜質。④物理雜質。例如外來材料(灰塵、砂粒等)和沉淀的添加劑等。⑤電解物。冷卻系統主要故障發動機冷卻系統的主要故障有三種：(1)發動機水溫過高甚至開鍋。(2)發動機水溫過低。(3)冷卻系統泄漏。發動機過熱的原因有多種，最常見的原因是由于冷卻系統內部水垢、水銹及凝膠等污物積聚，堵塞了水道，冷卻系統散熱效果降低所致的結果。以往排除這類故障常用的方法是拆卸水箱進行更換，但事實證明許多車的情況并沒有因此得到改善。發動機冷卻系統泄漏的形式主要有水箱漏水、上下水管滲漏及缸墊漏水等形式。冷卻系統主要故障的免解體解決方案1.高溫故障的解決方法對于發動機過熱的故障，尤其是由于污垢過多引起的問題，可以采用冷卻系統清洗劑配合專用設備進行處理解決。(1)清洗劑種類的選擇選擇清洗劑時，有三項原則以供參考：①對于大部分沉淀和腐蝕，用略帶酸性的清洗劑效果較好。②如果凝膠不硬，可以用堿性或無腐蝕性清潔劑清洗(酸性更好，不過堿性清洗劑即可達到效果)。③對于冷卻系統的油性雜質，要用酸性清洗劑來完成這一任務。綜合考慮上述三個原則，加上中國國內汽車冷卻系統中的污垢主要以沉淀、油性雜質及銹垢為主，使用酸性的清洗劑產品(例如美國威力獅公司推出的60119#冷卻系統高效清洗劑)，才能全面滿足目前中國市場的要求。目前市場中大多數的冷卻系統清洗劑是堿性的，因此它只能夠適應一小部分汽車的需要。(2)處理方法將設備與車子連接好后，把產品加入到發動機冷卻系統中，確保達到正常工作溫度的情況下工作大約30min，然后利用設備徹底更換舊防凍液。2.滲漏故障的解決(1)情況分析水箱滲漏的形狀主要有兩種，一種是顆粒狀，一種是條狀。上下水管滲漏在排除損壞后，主要是龜裂老化；缸墊則主要是由于各種原因引起的串水，水進入油路等。(2)水箱滲漏的處理方法目前中國市場中有兩大類制止水箱滲漏的產品。從工作原理上講，一種是堵漏劑，一種是止漏劑。它們的區別是什么呢?堵漏劑產品是一種類似于填充劑性質的化學物質，能夠將滲漏部位全部堵住。而止漏劑產品則是一些植物纖維，利用表面張力將滲漏處堵住，然后在固化劑的作用下將之固定在滲漏位置，保證以后不再滲漏。對于水箱滲漏可以直接加入水箱止漏劑產品，切忌加入堵漏劑產品。4冷卻系統的作用冷卻系統的功用是帶走引擎因燃燒所產生的熱量，使引擎維持在正常的運轉溫度范圍內。引擎依照冷卻的方式可分為氣冷式引擎及水冷式引擎，氣冷式引擎是靠引擎帶動風扇及車輛行駛時的氣流來冷卻引擎；水冷式引擎則是靠冷卻水在引擎中循環來冷卻引擎。不論采何種方式冷卻，正常的冷卻系統必須確保引擎在各樣行駛環境都不致過熱。5案例分析一輛上海大眾帕薩特B51.8L轎車，行駛里程2萬km。該車發生了較為嚴重的事故，更換了水箱、前保險杠及冷凝器等發動機前部零件。維修人員在維修中發現，缸體上的空調壓縮機固定支架(圖1)螺栓的螺紋孔因撞擊發生斷裂，且在缸體上部正時齒帶張緊輪下方也有裂紋，為此他們對斷裂部位進行了焊接修復。由于本站無鑄鐵焊接的設備，將此部分工作委托協作廠完成。空調壓縮機固定支架(圖1)維修完成后交付用戶，但用戶提車兩天后返廠，報修防凍液液位報警，經檢查膨脹罐內的液位低于下限約3cm。維修人員考慮到重新加注防凍液后，冷卻系統有可能存在一些氣體，在運行過程中排氣后，液位可能會有所下降，于是對防凍液進行了補充，并進行了查漏，但沒有發現冷卻系統存在明顯的泄漏部位。之后，交付用戶，并建議用戶繼續觀察。但時隔兩天，此車因同樣的故障再次返廠。維修人員仔細檢查了三通(圖2)、散熱器、水泵、節溫器、暖風小水箱及各水管的連接部位，均未發現泄漏跡象，檢查機油也沒有發現因進水導致油質變化的情況。為保險起見，維修人員再次更換了散熱器及氣缸墊。維修完成后，交付用戶并建議用戶注意觀察液位現象，并在膨脹罐的液位位置做好標記以便觀察。四天后，用戶再次返廠，并反映此車在以時速180km/h行駛500km后防凍液位明顯降低，但在市區內行駛液位下降不明顯。三通損壞(圖2)根據用戶反映的情況，維修人員仔細檢查，發現氣門室罩蓋上方有像果凍似的咖啡色物質，懷疑是防凍液與機油的混合物，但檢查機油油質未見異常。于是懷疑防凍液本身并沒有進入潤滑系統，而是防凍液蒸氣進入氣門室罩蓋內附著在氣門室罩上方。至此，維修人員對于故障的診斷出現了明顯的分歧：一種意見認為，氣門室罩內防凍液殘留物是上次更換氣缸墊時流入發動機油底殼的少量防凍液，在熱車狀態下蒸發至氣門室罩內側并冷凝形成；另一種意見認為，發動機水道存在微小的(甚至是只在熱車才會出現的)向機油油道的回油孔滲漏的現象，由于回油部分幾乎沒有壓力，所以有少量防凍液進入了機油，而機油沒有進入冷卻系統。之后相關維修人員找到筆者幫助診斷故障，但這個故障確實不太容易判定。有跡象表明冷卻系統的防凍液進入了機油，但這種現象又不很明顯，而且之前更換了氣缸墊，確實存在少量防凍液混入機油的可能。如何才能準確地診斷該故障呢?起初我們本想使用無損探傷儀來探察可能存在的故障點，但探傷主要用于檢查零件表面的裂紋，對于油道孔內的裂紋難以檢查。經過一番回憶，筆者回想起在大學《汽車構造》中提到過水壓試驗這種方法，但是此種方法沒有詳細的介紹，好像多用于制造廠的檢驗環節，在維修實際工作中幾乎沒有機會用到，且修理廠不是“財大氣粗”的制造廠，缺乏相關的設備。但想來想去，也只有這種方法能夠準確地定性分析故障，為此決定試用此法。水壓試驗主要是將發動機所有的冷卻液進出口封閉，只留下一個加壓口。為了方便觀察氣缸墊的密封情況，還應將活塞、連桿及曲軸這些與水道無關又防礙觀察的零件拆掉。之后將氣缸體和氣缸蓋安裝好，再向冷卻系統打壓0.4～0.5MPa并保持，此時即便是很輕微的滲漏也可以檢查出來。另外，為了模擬發動機的運行溫度，還可使用氣焊對發動機輕微加熱。為了更好地“示蹤”，我們在封閉水道打壓水中摻入了少量的洗衣粉。經仔細觀察，終于有氣泡冒出，根據冒出的氣泡判斷，裂紋非常細小。經過仔細地打壓觀察，雖然位置非常隱蔽，但在內窺鏡的幫助下我們終于發現了裂紋，裂紋位于焊接修復部位內側的發動機油道的回油孔內，至此故障終于得以定性。鑄鐵材料的硬度比較高，但是相對比較脆，在對其進行焊接加工時容易出現溫度劇烈變化引起的應力問題。這有點類似于玻璃，就像玻璃上的細小裂紋。如果溫度劇烈變化可能會導致裂紋繼續擴大。在缸體焊接時，如果焊接后的降溫過快，可能會出現應力將缸體內部應力點附近結構強度較低的地方“拉裂”或使暗處的原有裂紋延伸。所以，對于鑄鐵零件的焊接工藝要求非常高，稍有不慎就會產生新的裂紋。此車的故障就是因為焊接應力造成裂紋延伸，甚至產生了新的裂紋造成漏水。此漏水處的水道向上正好通向氣缸蓋進入氣門室，由于裂紋比較細小，車輛在長時間高溫運轉后，缸體溫度較高，防凍液很可能更多的是以高溫蒸氣的形式竄入回油道，最終凝結在氣門室蓋內側。雖然滲漏量非常小，但長時間運行也會造成防凍液緩慢地消耗。在更換新的發動機缸體后，試車故障排除。6冷卻系統的維護冷卻系經過長時間的使用，加用生水或質量不高的防凍液，會在冷卻系（散熱器、缸體的水套）中產生大量的水垢、鐵銹和泥沙，使冷卻效率降低。因此，使用普通水的冷卻系，每六個月應清洗一次。其他使用防凍液的冷卻系的發動機，應在更換防凍液或大修發動機時，徹底清洗一次冷卻系。1.檢查冷卻液在清洗冷卻系時，如果發動機是熱的狀態，不要直接打開散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。須等待發動機冷卻后，再用抹布裹著打開散熱器蓋，如果散熱器內還有殘余壓力，打開時會聽到排氣的聲音，應注意防護。如果冷卻液不足，應補充開水到溢出為止。盡量避免加生水（添加生水會產生水垢）。如果冷卻液變得污濁或充滿水垢，應將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系。2.清洗冷卻系（1）簡單清洗。洗滌時，應放凈舊冷卻液，將發動機冷卻系加滿清潔水（自來水），起動發動機運轉5min后放出。放出的水若比較污濁，應重復上述步驟直至水清為止。（2）徹底清洗。當發動機散熱性能不好、發動機冷卻系水垢過多時，可使用專用的散熱器清洗劑進行清洗。冷卻系洗滌步驟如下：起動發動機，使其溫度達到正常的工作溫度后，停止發動機轉動并放凈冷卻液，將混有清洗劑的清洗液加入到冷卻系中。起動發動機，使發動機溫度達到正常工作溫度并怠速運轉2O-30min，然后使發動機停止轉動，放出清洗液。用清潔的水沖洗冷卻系5min后將發動機內注滿清潔的水，再起動發動機使其運轉10min后放出即可。如果排出的液體較臟，應繼續用清水反復清洗直到放出清水為止。清洗冷卻系時，如果發動機溫度低于正常溫度（85℃），則節溫器閥不能打開，清洗液只做小循環，并不在散熱器和缸體水套中循環。所以，必須保持在正常溫度。在清洗冷卻系后，應再次檢查散熱器冷卻液情況。如果發現散熱器口有氣泡出現，說明冷卻系內混有空氣。常見的原因是氣缸內的氣體進入冷卻系，應到維修廠排除故障。（3）冷卻液使用注意事項。冷卻液及其添加劑均為有毒物質，切勿接觸，并置于安全場所；冷卻液的使用濃度（體積分數）為40%-60%；放出的冷卻液不宜再使用，應嚴格按有關法規處理廢棄的冷卻液；凡更換缸蓋、缸墊、散熱器時，必須更換冷卻液；發動機熱態時，冷卻系內仍處于高溫高壓狀態。因此，此時切勿打開散熱器蓋以防燙傷；發現冷卻液大量損耗，則必須待發動機處于冷態時，方可添加冷卻液，以免損壞發動機；緊急情況下，若全部加入純水，在低溫地區則須盡快按規定添加冷卻液添加劑，使冷卻液濃度恢復正常狀態以防止結冰造成零件損壞；冬季來臨前應檢查一下冷卻液濃度，并按規定調配濃度，保證冷卻液具有足夠的防凍能力。結論汽車冷卻系統對汽車來說是至關重要的,發動機就如同人類的心臟,如果不好好保護就會受到威脅,現在隨著科技發展,冷卻系統不像以往那樣只是單純的水冷循環,現在冷卻系統智能控制很受歡迎,所以在以后的汽車發展中,單純的冷卻系統不會站主導位置了,雖然智能控制要求很高,但