简述发动机冷却系统的构造与维修

摘要现代汽车维修技术的科技含量已越来越高 , 从电子产品在汽车上的应用 , 到现代 汽车诊断设备的使用、 互联网在汽车维修资讯上的应用， 以及维修管理软件在汽车维 修企业发挥的作用等 ,处处体现现代汽车维修的高科技特征 . 本文论述了冷却系统的 作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论 述了冷却系统系统化、模块化设计方法 ,以及冷却系统的智能控制 ,并举例做出简单介 绍。关键词： 冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统控制目录3.44.6.1.11.21.31415 错误! 未定义书签。摘要第一章 发动机冷却系统的介绍 1。1 冷却系简介 1.2 冷却系统的作用 第二章 冷却系统的基本构造 2.1 冷却系统的重要性 2.2 冷却系统的工作原理 2.3 冷却系统的构造及其作用 第三章 冷却系用的维修 3。 1 冷却系统的控制 3。2 单片控制系统的工作原理 3.2。1 单片机系统控制过程 结语. 参考文献 . 致谢. 第一章 发动机冷却系的介绍1。1 冷却系简介发动机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 , 保证发动 机在适宜的温度范围内工作。 目前，汽车上广泛采用的水冷式发动机正常工作温度 （冷 却液温度）一般为8090C。发动机工作时，气缸内的气体温度高达2500E，若不及时冷却，会使零部件温度 过高，受热膨胀过大 , 影响正常的配合间隙，导致活塞 “咬缸 、轴瓦“抱轴”、柴油 机因柱塞卡死而 “飞车 ”等严重事故；还会使发动机工作过程恶化，容易产生爆燃； 零部件的机械强度下降；机油变质，润滑不良，零件磨损加剧等。最终导致发动机动 力性、经济性、可靠性、耐久性及排放性能的全面下降。发动机工作温度过低， 又会造成着火燃烧条件变差， 起动困难；发动机工作粗暴； 散热损失及摩擦损失增加；零件磨损加剧；CO及HC排放增加，排放恶化等；导致发 动机功率下降及燃油消耗率增加。1。2 冷却系统的作用冷却系统的功用是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。 引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎， 气冷式引擎是靠引擎 带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎； 水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来 冷却引擎。不论采何种方式冷却 ,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不 致过热。第二章 冷却系统的基本构造2。1 冷却系统的重要性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， 那么， 怎样才能使汽车发 动机的冷却系统保持良好的状态呢？驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们， 正确堆护 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：第一、冷却液，冷却液指清洁的软水，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， 国际上普遍使用的乙二醇 型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、 阻垢剂等 添加剂进行科学调和 , 达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在一70C环境下使用.市场上销售的冷却 液，乙二醇浓度一般保持在 3350%之间，也就是冰点在-20 C-45 C之间，往往根 据不同地域的实际需要合理选择，以满足使用要求。2、 防沸 . 加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高 , 冷却液的沸 点也就越高，一20E时冷却液的沸点为104。5C,而一50E时沸点达到108。5C。 如果冷却系统采用压力盖，冷却液的实际沸点会更高，即使在炎热的夏天 , 也能有效 的防止冷却液“开锅”。3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用， 逐步破坏冷却系统内的金属表面 , 严重时可使冷却系统的壁穿孔，引起冷却液漏失， 导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现 .4、防锈. 锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。 热量和湿气使锈蚀的过程加 速. 锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统，加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的 添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。5、防垢。水源中所含的各种杂质，其中包括金属离子、无机盐等，决定了结垢 和沉淀的形成， 会大大地降低冷却系统的导热效率， 在许多情况下会对发动机造成严 重损害. 冷却液所使用的去离子水，可以避免结垢和沉淀的形成，从而保护发动机.第二、汽缸水套，它相当于发动机燃烧室周围的水道 , 当发动机产生大量的热时， 汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中， 水和油的管道泾渭分明、 互不干涉， 如果发 现冷却液中有油，就说明水路和油路发生了穿孔现象 , 一旦出现这种情况，水温表的 水温会急剧上升，这时一定要及时采取措施。第三、散热水箱和冷却风扇，散热水箱从外观看状似蜂窝 , 做成这种形状是为了 增加水箱的散热面积，以增强散热效果 ; 冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装 的，汽车在高速行驶过程中 ,冷却风扇将外面的空气吸引进来， 利用自然风 ,起到冷却 的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇， 用装在散热器上的 温度控制开关来控制，当散热器中冷却液温度下降至 93C -98 C时风扇停转。由于电 动风扇的电源不受点火开关的控制，因此发动机熄火后，散热器中液温若高于88C93C,电动风扇运转是不正常的。如果低于 88E时风扇仍转,则是不正常的；而温 度高于98C时,仍不转也是不正常的.当温度高于105C时，温控开关高温部分接通， 电源接通电动机便高速运转；当温度达到 120C时,冷却水温过高，报警指示灯闪亮， 为风扇有故障或冷却液不足 . 如电动机风扇不转，先检查和更换熔断丝，或检修温控 开关，必要时再查看电风扇有无损坏。第四、冷却水泵和节温器 , 冷却液在冷却系统中的流动，主要依靠冷却水泵的动 力; 节温器能感知发动机的工作温度 , 低温时，它封住水套中的水， 令其在水套内流动 , 当达到一定温度时再打开 , 让水经过散热水箱，发挥散热作用。这里值得说明的是， 切勿将节温器摘掉， 否则会导致发动机过冷而难以启动。 正确维护发动机的冷却系统， 应了解经常出现的几种冷却系统故障 :1、由于冷却液水质不好，水箱中经常会出现锈污和水垢，它们积聚在水箱通道 结合处、弯角处，阻碍水流畅通，造成散热不良，如果出现这种情况，应及时清洗干 净，日常加水时，尽量加清洁软水，如果用除垢防锈液，养护效果会更好。2、漏水，只要是流体 , 都有泄漏的可能，汽缸水套中的水一旦发生泄漏，水温表的水温就会急 剧上升，出现这种情况 , 您一定要及时采取必要的措施，以免发生不必要的麻烦。2.2冷却系统的工作原理冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热，但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。 如果发动机变冷， 就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。汽车冷却系统分为两种 类型：液冷和风冷.液冷液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的 循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量，从而降低发动机的温度。液体流过发动 机后，转而流向热交换器（或散热器），液体中的热量通过热交换器散发到空气中 . 风冷某些早期的汽车采用风冷技术，但现代的汽车几乎不使用这种方法了。 这种冷却 方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行 散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风， 使其向空气中散热，从而达到冷却发动 机的目的因为大多数汽车采用的是液冷，管道系统汽车中的冷却系统中有大量管道。2。3冷却系统的构造与其作用汽车发动机冷却系统为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷 却液在发动机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温 器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成 .电功虫虑4W下懂趕豔霽吊气门牌*尸水冷却豪上槿舷软If 訐崔幷盯 去空個系1。冷却液冷却液又称防冻液， 是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液 体。它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能 . 现在经常使用乙二醇为 主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。2。节温器从介绍冷却循环时 , 可以看出节温器是决定走 “冷车循环”，还是“正常循环”的。 节温器在80C后开启，95C时开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入 “正常循环 ，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开 启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常 . 如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。3. 水泵水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动 . 水泵的故障通常为水 封的损坏造成漏液，轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时 , 最先 应该注意的是水泵皮带，检查皮带是否断裂或松动 .4。散热器发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过, 热的冷却液由于向空气散热而变冷。 散热器上还有一个重要的小零件， 就是散热器盖， 这小零件 很容易被忽略。 随着温度变化 ,冷却液会“热胀冷缩” , 散热器器因冷却液的膨胀而内 压增大， 内压到一定时， 散热器盖开启 ,冷却液流到蓄液罐 ; 当温度降低， 冷却液回流 入散热器 . 如果蓄液罐中的冷却液不见减少， 散热器液面却有降低， 那么,散热器盖就 没有工作！5。散热风扇正常行驶中， 高速气流已足以散热， 风扇一般不会在这时候工作； 但在慢速和原 地运行时，风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制6. 水温感应器水温感应器其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出 90C以上，水温感应 器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时 ，风扇不转，水温感应器和风扇本 身就需要检查。7。蓄液罐蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化，所以不要加液过满如果蓄液罐完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷却 液，不然蓄液罐就失去功用。&采暖装置采暖装置在车内，一般不太出问题，但也会有例外情况。从循环系统的介绍可以 看出，此循环系统不受节温器的控制，所以冷车的时候打开暖气，这个循环是会对发 动机的升温有稍延后的影响，但是，影响实在不大，不用为了让发动机升温而使人冻 着。也正因为这循环的特点，在发动机出现过热的紧急情况下，打开车窗，暖气开大 最大，对发动机的降温会有一定的帮助。第三章冷却系统的维修常见引起发动机过热的原因有：冷却空气流量减少（如散热器阻塞等）；散热风扇 不工作；低速上坡，环境温度过高； V型皮带过松，转动效率差；以及缸体有水垢, 节温器失效，水泵损坏，热敏开关失灵等。发动机的冷却系统经常出现的几种冷却系统故障以及维修方案：1、由于冷却液水质不好，水箱中经常会出现锈污和水垢，它们积聚在水箱通道结合处、弯角处，阻 碍水流畅通，造成散热不良，如果出现这种情况 ，应及时清洗干净，日常加水时，尽量加清洁软水，如果用除垢防锈液，养护效果会更好，这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂，它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮，恢复冷却 系统的功能，使冷却液循环顺畅，防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足； 另外，驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品，它能防止冷却系统锈 蚀和腐蚀，有效抑制水垢生成，润滑水泵、节温器，消除水泵异响，保护铜、铝、锡 和其它金属部件，延长水箱寿命，防止水箱开锅，使发动机在正常温度下工作。维护 时清除冷却系水垢措施：可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统，使汽车行驶一天后 全部放出，再用清水冲洗；然后再加入同样苛性钠溶液，使用一天后放净，最后用清水 冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后，从膨胀箱的加水口加入1kg苏打，让汽车行驶一天放净后，使发动机低速运行，并不断从加水口加入清水，即可彻底清除水 垢。2、漏水，只要是流体，都有泄漏的可能，汽缸水套中的水一旦发生泄漏，水温 表的水温就会急剧上升，出现这种情况，您一定要及时采取必要的措施，以免发生不 必要的麻烦，这里给您介绍驰耐普的 S-530冷却系止漏剂，它对于冷却系统的修复 和保护作用等同于“99超强修复剂和“S-201” ，对于发动机的修复和保护，对于 阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的，它可与任何冷却液相融使 用，并可减缓冷却系统杂质的产生。总的来讲，冷却系统还有很多故障，不能一一列 举。一般情况下，各位车主应遵循这样一个原则，车辆每行驶1000千米，就应查看一下发动机的工作情况。另外，汽车刚停车时，不可立即打开水箱盖，以免出现烫伤的情况。汽车发动机冷却系统的检修 常见引起发动机过热的原因有：冷却空气流量 减少（如散热器阻塞等）；散热风扇不工作；低速上坡，环境温度过高；V型皮带过松，转 动效率差;以及缸体有水垢，节温器失效，水泵损坏，热敏开关失灵等为防止冷却液温 度过高，在使用中必须保持散热器和水套清洁、 冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当, 以防发动机在负荷工作时间过长必须注意以下要点：1保持冷却系（尤其散热器），均外部和内部清洁，是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形 合影响风量流通，使冷却液温度过高，必要时清洗或修复。 2。按规定使用防冻冷却液，保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度：当发动机处于冷态时，冷却液液面在膨胀箱内，位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器，当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁，应及时予以添加。3。应保持风扇皮带张紧力适当，风扇正常工作。皮带过松影响水循环，加剧其磨损；过紧易损坏轴承。4。热敏开关连接良好，若有松动会影响风扇换档变速及正常运转；如果发现冷却系溢水，应及时检查节温器技术状况。5。防止发动机大负荷、长时间工作，以免水温过高；上坡及时换档，减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温 度较高时，应注意散热.更换冷却液时，将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀 全开，拆下冷却液膨胀箱盖，松开水泵口软管夹箍，拉出冷却液软管，放出冷却液后 再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液，直到液面高度与最高标志齐平为止。 拧 紧膨胀箱盖。启动发动机，直到风扇运转，将发动机熄火，检查冷却液高度，必要时 补充.膨胀箱内冷却液不能注满，加注1/2即可，一般使用2年左右更换一次。冬季冷 却系统中最常见的就是发动机的缸体和水箱被冻裂。 造成这一严重后果的主要原因就 是车主没有使用或选择合适的防冻液。在冬季发动机停止工作时：气温如果低于0 C, 会使水结冰而膨胀；气温如果低于所选择防冻液的冰点也会使水结冰而膨胀，从而导 致水箱冻裂，发动机不能运转文档为个人收集整理，来源于网络3.1冷却系统的控制系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰，因此对该系统电路有特殊要求：1.电路要有较高的抗振动能力，以适应不同路况、车况的要求。提高系 统整体的可靠性和稳定性。2.电路应采取有效的防护隔离措施，以提高其抗干扰能力。 该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成.电控冷却风扇由电动机驱动；电控节温器利用电加热引起双金属片变形，由双金属片变形带动节温 阀旋转运动，来改变大小循环；电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭；微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统这种汽车发动机冷却系统智能 控制装置实现了汽车发动机散热能力控制的智能化， 可以精确、自动地调节冷却液的 温度，把发动机的工作温度限制在最佳阶段， 延长发动机的使用寿命， 提高发动机的 工作效率 ,减少发动机的故障率。该控制系统可根据汽车的行驶速度、发动机的冷却 水温来综合控制冷却系统， 从而可达到减少电耗 7%-10、减少油耗 1 0%的效果。性 能稳定，工作可靠，节能潜力大，具有良好的推广前景。3.2 单片机控制系统工作原理由温度传感器感受发动机水温的变化， 同时把温度信号转变为同其成反比关系的 电压模拟信号。这些信号经过处理（电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合）送入 A/D转换器（ADC0809中 INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换 为数字信号并读入单片机，89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控 制驱动电路 ,实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对 发动机冷却能力的智能控制 .3.2.1 单片机系统控制工作过程地址器PC. FO. r fl. 0-F5. 7-卄Wtf-计H出-|週石話&动黑I谴詔；五动劃/通道。驼动器rait遇空2駆动器EPRDMBOM逞序地址寄存器U/TH田ACC定时和指令-挂制进辑寄存器asc1WiiWgg|FSEF*通道锁存器XTAL1QH XTAL?TMPl缓冲器-o当发动机预热时（发动机水温（70C）,单片机根据检测来的温度数据处理分析向 执行元件发出控制信号，使其完成如下操作。a. 电控冷却风扇不工作;b. 电控导风板关闭状态;c. 电控节温器处于小循环状态。由于导风板关闭，冷却风扇不工作，以至冷却空气不能进入散热器；同时节温器处于小循环（加热电阻丝通电），发动机水温上升很快。当水温升至75C，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使电控节温器的加热电阻丝断电（让其进入大循环控制状态）。当水温达到80C时，单片机又发出指令，使电控导风 板处于敞开状态.此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用，尽量减少冷却风扇的工作时间.当水温高达95C时，单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作，而让 节温器仍处于大循环状态，导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大， 实现快速降温。当发动机水温降至 89C时，单片机根据采样数据分析处理发出控制指 令，使执行元件完成以下操作。a。电控冷却风扇不工作；b。电控导风板处于敞开状态；c。电控节温器处于大循环状态.这样，直到发动机水温返升至 95C,电控冷却风扇又重新工作汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的 , 发动机就如同人类的心脏 , 如果不好好 保护就会受到威胁 , 现在随着科技发展， 冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环， 现在冷却系统智能控制很受欢迎 , 所以在以后的汽车发展中 , 单纯的冷却系统不会站 主导位置了 , 虽然智能控制要求很高， 但是在高级 轿车中很实用， 它代表着未来冷却 系统的发现方向，智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上 , 未来一段时间在冷 却系统中将占主导位置； 而智能控制将会提高发动机的使用寿命， 保障汽车的安全行 驶, 提高人身安全等原因 , 将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置。参考文献1 杨万福。发动机原理与汽车性能 .北京：高等教育出版社 ,2004 2 孔宪辉汽车故障诊断技术 .北京：高等教育出版社， 2007 3 张子波。汽车发动机构造与维修。北京：高等教育出版社 ,2009 4 陈家瑞等 .汽车构造。北京：人民交通出版社 ,20055 黄虎等 .现代汽车维修。上海：上海交通大学出版社，2002致谢时间过的很快，三年的大专生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍,却也很充实。感谢我的母校让我有一段值得回忆的快乐充实的大专生活 .感谢我的辅导员丁照 龙老师给予我学习上的指导和生活上的无私帮助， 表示衷心感谢！ 祝丁文龙老师工作 顺利 ,桃李满天下 !谢我的论文导师丁照龙老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议， 指正了 我论文中的诸多不足， 使我的论文得以顺利完成， 在此对导师的细心指导表示衷心感 谢！在三年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助， 在此我向 他们表示我衷心地感谢 !最后 ,祝母校蒸蒸日上！祝所有老师工作顺利 !