發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的檢修與故障分析

1、.發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的檢修與故障分析摘要：隨著人們生活水平的提高，汽車走進了千家萬戶，在給人們帶來方便的同時，一些汽車故障也給人們帶來了不盡的煩惱，在眾多故障中發(fā)動機故障占了很大的比重，而發(fā)動機故障又是以冷卻系統(tǒng)故障為甚。本文就從冷卻系統(tǒng)入手論述了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的作用、類型與組成、工作原理、維護與保養(yǎng)，并通過發(fā)動機冷卻系統(tǒng)故障術的發(fā)展，冷卻系統(tǒng)也開始使用電控技術，最后本文就對電子控制發(fā)動機冷卻系統(tǒng)作了介紹。關鍵詞：冷卻系統(tǒng)；保養(yǎng)；故障分析;I目 錄前 言11 冷卻系統(tǒng)的作用、類型與組成21.1冷卻系統(tǒng)的作用21.2 冷卻系統(tǒng)的類型與組成21.2.1冷卻系統(tǒng)的類型21.2.2冷卻系統(tǒng)的組成22 冷卻

2、系統(tǒng)的工作原理42.1小循環(huán)42.2大循環(huán)52.3大小循環(huán)同時運行53 冷卻系統(tǒng)的維護與夏季保養(yǎng)63.1冷卻液63.2氣缸水套73.3夏季保養(yǎng)84 冷卻系統(tǒng)的常見故障及排除方法84.1冷卻系統(tǒng)水溫高的原因分析84.1.1冷卻液的檢查84.1.2風扇的檢查94.1.3水泵的檢查94.1.4節(jié)溫器的檢查94.1.5其他可能導致發(fā)動機冷卻液溫度的原因104.2冷卻液流失10結論12致謝13I前 言如果一臺發(fā)動機,冷卻系統(tǒng)的維修率一直居高不下,往往會引起發(fā)動機其他構件損壞,特別是隨著車輛行駛里程的增加,冷卻系統(tǒng)的工作效率逐漸下降,對發(fā)動機的整體工作能力產(chǎn)生較大影響,冷卻系統(tǒng)的重要性在于維護發(fā)動機常溫下

3、工作,尤如人體的皮膚汗腺,如果有一天,人體的汗腺不能正常工作,那么身體內(nèi)的熱量將無法散去,輕則產(chǎn)生中暑,重則休克。液冷汽車的冷卻系統(tǒng)通過發(fā)動機中的管道和通路進行液體的循環(huán)。當液體流經(jīng)高溫發(fā)動機時會吸收熱量，從而降低發(fā)動機的溫度。液體流過發(fā)動機后，轉而流向熱交換器（或散熱器），液體中的熱量通過熱交換器散發(fā)到空氣中。風冷某些早期的汽車采用風冷技術，但現(xiàn)代的汽車幾乎不使用這種方法了。這種冷卻方法不是在發(fā)動機中進行液體循環(huán)，而是通過發(fā)動機缸體表面附著的鋁片對氣缸進行散熱。一個功率強大的風扇向這些鋁片吹風，使其向空氣中散熱，從而達到冷卻發(fā)動機的目的。因為大多數(shù)汽車采用的是液冷，所以本文將著重對液冷系統(tǒng)進

4、行說明。汽車中的冷卻系統(tǒng)中有大量管道。我們從泵開始逐一考察整個系統(tǒng)，在下一節(jié)，我們將對系統(tǒng)的各個部件進行詳細說明。泵將液體輸送至發(fā)動機缸體后，液體便開始在氣缸周圍的發(fā)動機通道里流動。接著，液體又通過發(fā)動機的氣缸蓋返回。恒溫器位于液體流出發(fā)動機的位置。如果恒溫器關閉，則液體將經(jīng)過恒溫器周圍的管道直接流回到泵。如果恒溫器打開，液體將首先流入散熱器，然后再流回泵。加熱系統(tǒng)也有一個單獨的循環(huán)過程。該循環(huán)從氣缸蓋開始輸送液體，使其流經(jīng)加熱器風箱，然后又流回泵。對于配備有自動變速器的汽車，通常會有一個獨立的循環(huán)過程來冷卻內(nèi)置于散熱器的變速器油液。變速器油液由變速器通過散熱器內(nèi)另一個熱交換器抽吸得到。汽車可

5、以在遠低于零攝氏度到遠高于38的寬泛溫度范圍內(nèi)工作。因此，不管使用何種液體對發(fā)動機進行降溫，其必須具有非常低的凝固點、很高的沸點以及能吸收大量熱量。水是吸收熱量的最有效的液體之一，但水的凝固點太高，不適用于汽車發(fā)動機。大多數(shù)汽車使用的液體是水和乙二烯乙二醇的混合液(C2H6O2)，通過將乙二烯乙二醇添加到水中，可以顯著提高沸點、降低凝固點。1 冷卻系統(tǒng)的作用、類型與組成 1.1冷卻系統(tǒng)的作用冷卻系統(tǒng)的作用是對在高溫條件下工作的發(fā)動機零件進行冷卻，帶走引擎因燃燒所產(chǎn)生的熱量，使引擎維持在正常的運轉溫度范圍內(nèi)。1.2 冷卻系統(tǒng)的類型與組成1.2.1冷卻系統(tǒng)的類型汽車發(fā)動機常見的冷卻方式有兩種，即水

6、冷卻和風冷卻。以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系稱為風冷系；以冷卻液為冷卻介質(zhì)的冷卻系稱為水冷系。不論采用何種方式冷卻，正常的冷卻系統(tǒng)必須確保發(fā)動機在各種行駛環(huán)境都不致過熱。汽車發(fā)動機，尤其是轎車發(fā)動機大都采用水冷系，只有少數(shù)汽車發(fā)動機采用風冷系，所以本文就以水冷系為例進行論述。1.2.2冷卻系統(tǒng)的組成水冷卻系主要由散熱器、冷卻風扇、冷卻水泵和節(jié)溫器等組成。（1）散熱器圖1-1散熱器由上水室、散熱器芯和下水室等組成。主要作用是將水套中流出的熱水分成許多股小水流，以增大散熱面積，加速冷卻液的冷卻。流過散熱器的冷卻液溫度可降低1015。為了更好更快的散熱，散熱器一般用銅和鋁制成，另外在散熱器后加裝冷卻風扇與

7、之配合工作。（2）冷卻風扇圖1-2冷卻風扇是配合散熱器散熱的，當風扇旋轉時，吸進空氣，使其通過散熱器，以增強散熱能力，加速冷卻液的冷卻，達到散熱目的。在起初，采用硅油液力離合器來傳遞動力驅(qū)動風扇的轉動，但由于其準確度低，逐漸被電動風扇所取代。因為電動風扇直接由電動機驅(qū)動風扇，不用發(fā)動機作為直接動力源，而是使用蓄電池的電能，所以其轉速與發(fā)動機轉速無關。只在冷卻液溫度超過一定值時才開始工作，所以電動風扇無動力損失，構造簡單，總體布置方便，為大多數(shù)現(xiàn)代轎車所使用。（3）冷卻水泵圖1-3發(fā)動機的冷卻由冷卻液的不斷循環(huán)來實現(xiàn)的，而強制冷卻液循環(huán)的部件就是冷卻水泵。發(fā)動機上常用的水泵是離心式的，它的泵軸一

8、端連接皮帶輪，由發(fā)動機的曲軸提供動力，水泵的轉速可根據(jù)發(fā)動機的轉速進行變化，從而實現(xiàn)冷卻液循環(huán)速度的變化。（4）節(jié)溫器圖1-4要說冷卻水泵是用來讓冷卻液循環(huán)，那么節(jié)溫器就是來控制冷卻液流動路徑的閥門。它能根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度的高低，打開或關閉冷卻液通向散熱器的通道，使冷卻液在散熱器和水套之間進行大循環(huán)或小循環(huán)，調(diào)節(jié)冷卻強度，保證發(fā)動機在最適宜的溫度下工作（5）冷卻液介質(zhì)冷卻液是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中最重要的工作介質(zhì)，汽車常用的冷卻液有水及加有防凍劑的防凍液?，F(xiàn)代轎車普遍采用防凍液，以提高冷卻液的防凍和防沸的能力。防凍液的種類很多，不同的防凍液有不同的凝固點和沸點，可以根據(jù)發(fā)動機使用環(huán)境進行選擇。有的

9、防凍液還添加有防銹劑、泡沫抑制劑等，有利于減輕冷卻系統(tǒng)銹蝕和冷卻液泡沫的產(chǎn)生，提高冷卻效果。（6）冷卻液溫度傳感器在現(xiàn)代汽車中，冷卻液溫度傳感器一方面作為一個感應信號傳入控制電腦，以便對發(fā)動機的噴油、點火等進行最佳控制，另一方面顯示冷卻液溫度及用來控制電動風扇的運轉等。常見的冷卻液溫度傳感器是熱敏電阻式的。2 冷卻系統(tǒng)的工作原理現(xiàn)代汽車發(fā)動機冷卻系水路大致相同，在水泵的強制循環(huán)下，冷卻液進入各缸周圍的水套中，帶走發(fā)動機產(chǎn)生的熱量，流經(jīng)位于氣缸蓋出水處的節(jié)溫器處，由節(jié)溫器控制進行小循環(huán)還是大循環(huán)，進入大循環(huán)的冷卻液再經(jīng)散熱器把熱量帶到大氣中。通過這樣不斷地循環(huán)，以保持發(fā)動機在最適宜的溫度下工作。

10、2.1小循環(huán)當發(fā)動機冷卻液溫度低于85時，節(jié)溫器主閥門關閉，副閥門打開。冷卻液流經(jīng)水泵增壓后，冷卻液從水套壁周圍流過并從水套壁吸熱而升溫，然后向上流入氣缸蓋水套，從氣缸蓋水套壁吸熱之后流經(jīng)節(jié)溫器，經(jīng)小循環(huán)通道返回發(fā)動機機體水套，進行小循環(huán)。圖2-12.2大循環(huán)當發(fā)動機冷卻液溫度上升高于105時，節(jié)溫器主閥門完全開啟、副閥門關閉。冷卻液經(jīng)節(jié)溫器及散熱器進水軟管流入散熱器，在散熱器中，冷卻液向流過散熱器周圍的空氣散熱而降溫，最后冷卻液經(jīng)散熱器出水軟管返回水泵，進行大循環(huán)。圖2-22.3大小循環(huán)同時運行當發(fā)動機冷卻液溫度處于大、小循環(huán)的溫度范圍內(nèi)（85105）時，節(jié)溫器主閥門和副閥門都部分開啟，冷卻

11、液大、小循環(huán)都同存在，以調(diào)節(jié)發(fā)動機溫度基本穩(wěn)定在最適宜的工作范圍內(nèi)。圖2-33 冷卻系統(tǒng)的維護與夏季保養(yǎng)汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)是保持發(fā)動機正常工作的重要部件，如果發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維修率很高，就會引起發(fā)動機其他部件的損壞，使發(fā)動機的整體工作能力受到影響，因此，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)就顯得尤為重要。要想正確維護發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，首先應了解常用的水冷式發(fā)動機的主要部件：3.1冷卻液冷卻液是指清潔的軟水，目前市場上常見的乙二醇型的冷卻液是在軟化水中按比例添加防凍劑乙二醇，配以適量的金屬緩蝕劑、阻垢劑、泡沫抑制劑等添加劑進行科學調(diào)和而成，達到冬季防凍、夏季防沸、且能防腐蝕、防水垢等作用。另外，不同

12、種類的冷卻液不能夠混用，因為有的冷卻液以胺為基礎，有的冷卻液以氮為基礎。若這兩種不同配方的冷卻液混用，經(jīng)過循環(huán)使用的冷卻液會產(chǎn)生白色的結晶體，使冷卻液變得像石灰水一樣，冷卻系統(tǒng)將不能正常散熱。（1）防腐蝕功能發(fā)動機冷卻液在工作中要接觸多種金屬材料，如果它對金屬有腐蝕性，就會影響發(fā)動機正常工作，甚至造成事故。為使發(fā)動機冷卻液有良好的防腐性，要保持冷卻液呈堿性狀態(tài)，冷卻液PH值在7.511.0之間為好，超出范圍將對金屬材料產(chǎn)生不利影響。合格的防凍液都有一組優(yōu)良持久的緩蝕劑，通過各種試劑與金屬達到一種平衡，在金屬表面形成保護膜。并且可以把循環(huán)系統(tǒng)中原有的腐蝕產(chǎn)物與機體剝離下來，防止它繼續(xù)腐蝕機體。試

13、驗證明，合格的防凍液對金屬的腐蝕要比水小50100倍。（2）高沸點功能駕駛員在運行中最討厭的一件事就是水箱開鍋，有的駕駛員還因此被燙傷。一種優(yōu)質(zhì)的防凍液應具備良好的防開鍋性能，這就要求它有一個高的沸點?，F(xiàn)在防凍液的沸點一般要大于105。所以合格的防凍液比水難開鍋，如果使用的防凍液開鍋，要認真的檢查一下機械方面的故障，如水泵是否正常工作，節(jié)溫器是否靈敏等。（3）不產(chǎn)生水垢，不起泡沫水垢對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的散熱效果影響很大，在水箱內(nèi)產(chǎn)生水垢，會影響散熱器的散熱效果，導致水溫升高開鍋。試驗表明，水垢的導熱性比鑄鐵差得多，比鋁就差得更多。所以，冷卻液在工作中，應不產(chǎn)生水垢。發(fā)動機冷卻液如果產(chǎn)生氣泡，不僅

14、會降低傳熱性，加劇氣蝕，同時還會造成冷卻液溢流而損失。所以冷卻液的防垢和抑制泡沫功能也很重要。許多駕駛員在夏季將防凍液放掉而加人自來水，自來水中有許多的礦物質(zhì)，在加熱蒸發(fā)后，這些礦物質(zhì)結成水垢沉積在金屬表面。水垢形成后，使導熱效果不良。它危害的是缸套外壁。由于燃燒產(chǎn)生的熱不能及時傳給冷卻液，使缸套溫度升高，缸套與活塞的配件調(diào)整間隙不當，造成缸套與氣環(huán)的擦傷磨損，嚴重時會將活塞卡死，對發(fā)動機有致命的危害。（4）防凍功能一種防凍液具備防凍功能是理所當然的，防凍液的冰點是可以調(diào)整的，這是按不同地方、不同的使用溫度確定的，用乙二醇配制的冷卻液最低可在-70的環(huán)境下使用。市場上銷售的冷卻液中乙二醇的濃度

15、一般保持在3350%之間，也就是冰點在-20-45之間。3.2氣缸水套它相當于發(fā)動機燃燒室周圍的水道，當發(fā)動機產(chǎn)生大量的熱時，氣缸水套將發(fā)揮降溫的作用。在發(fā)動機中，水和油的管道是涇渭分明、互不干涉的，如果發(fā)現(xiàn)冷卻液中有油，就說明水路和油路發(fā)生了穿孔現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這種情況，水溫表的水溫會急劇上升，這時一定要及時采取措施，以防對發(fā)動機的潤滑和冷卻造成影響，損壞發(fā)動機，這要引起車主的高度重視。3.3夏季保養(yǎng)在進入夏季以前，應對冷卻系統(tǒng)各部件進行徹底的清洗、緊固和潤滑。（1）清洗冷卻系水垢：缸蓋與缸體之間、水套內(nèi)或散熱器內(nèi)的水垢都要盡可能地清除干凈。以提高散熱效能。（2）檢查水泵風扇傳動皮帶：經(jīng)長期使

16、用后，皮帶會產(chǎn)生疲勞、變形。更換皮帶時，要注意型號和長度，并正確調(diào)整其松緊度。（3）檢查水泵：判定水泵的技術狀況可就車進行。起動發(fā)動機，如水泵溢水孔有水滲出，說明水封已經(jīng)損壞，同時應查聽有無異響；發(fā)動機熄火后，用手扳動風扇葉片，查看皮帶輪與水泵軸的配合情況，稍有間隙感為正常。（4）清洗、檢查節(jié)溫器：節(jié)溫器是用來調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻液溫度的重要部件，不可隨意拆除不用。清洗時，可將節(jié)溫器放入10%的堿溶液中，用毛刷清洗水垢等污物，再用清水清洗干凈。測定節(jié)溫器主閥門開啟和完全開啟的溫度(標準值分別為6878、8085)，如達不到規(guī)定要求應予以更換。（5）檢查散熱器膠管：散熱器膠管的耐熱性比較差，容易早期損

17、，從而影響供水量，引起發(fā)動機溫升過高。4 冷卻系統(tǒng)的常見故障及排除方法冷卻系統(tǒng)的故障現(xiàn)象多種多樣，原因也很多，這就給維修時帶來了不少的麻煩，下面就從冷卻系統(tǒng)水溫高、節(jié)溫器檢查、冷卻液流失等故障加以分析。4.1冷卻系統(tǒng)水溫高的原因分析4.1.1冷卻液的檢查最常見的發(fā)動機溫度過高原因是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)缺少冷卻液。使發(fā)動機熱量不能被冷卻液帶走，冷卻效率降低。冷卻系統(tǒng)缺水的原因有兩種：一是冷卻液在正常消耗中沒有及時給予補充；二是冷卻系統(tǒng)有滲漏，導致冷卻液流失。冷卻液正常消耗量不大，只需定期檢查液位就可以了，若發(fā)現(xiàn)冷卻液缺少應及時補充。如果冷卻系密封不好，造成滲漏，則易在行車中造成缺水，導致發(fā)動機高溫。冷

18、卻液滲漏可分為以下幾種情況：（1）散熱器滲漏：檢查時應注意散熱管帶是否有劃傷、破損，水室是否有裂痕；（2）管路系統(tǒng)滲漏：管路系統(tǒng)軟管由于是橡膠材料制成，使用壽命相對較短，應定期檢查膠管表面是否有老化變形、砂眼、裂痕等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后及時更換膠管檢查所有軟管，更換破裂、膨脹或有其它缺陷的軟管；（3）管路系統(tǒng)連接處滲漏：由于在行駛過程中，長期震動易導致各部位連接處出現(xiàn)松動，從而導致冷卻液滲漏，應檢查緊固件連接是否牢固；（4）發(fā)動機本體密封不良：如水泵水封處磨損過度、濕式缸套因氣蝕造成的小孔、缸體出現(xiàn)裂紋、缸套水封破損等，后三者不但能造成發(fā)動機高溫，且因冷卻水漏進油底殼，與潤滑油混合，使?jié)櫥妥冑|(zhì)，會導

19、致燒瓦、抱軸等嚴重事故。如拔出量油尺，油面明顯升高，且潤滑油顏色發(fā)白，則說明冷卻液漏進了曲軸箱，應找出漏油部位予以修復并更換新的機油。4.1.2風扇的檢查在現(xiàn)代轎車上大都使用電動風扇來控制冷卻液溫度。一般情況下，單速電動風扇在發(fā)動機水溫9395時運行；而雙速電動風扇則在水溫的8992時，以低速旋轉;水溫在97103時則以高速旋轉。如水溫高時電子扇仍未運轉，則需要檢查以下部分：（1）電動風扇保險絲是否燒壞；（2）電動風扇繼電器是否工作正常；（3）水溫傳感器是否工作正常。4.1.3水泵的檢查水泵是冷卻液循環(huán)的動力源泉，水泵工作不正常則冷卻液循環(huán)速度會受影響，從而導致散熱效果降低。檢查水泵密封面是否

20、良好，水泵皮帶輪張緊力是否合適，水泵葉輪轉動是否靈活無卡滯。如有問題需調(diào)整至正常狀態(tài)。4.1.4節(jié)溫器的檢查一般情況下，工作良好的節(jié)溫器，水溫在8082時閥門開始開啟，9095時閥門完全打開。若節(jié)溫器失靈，閥門無法開啟或者開啟溫度過高，則冷卻系統(tǒng)會因沒有大循環(huán)，散熱器和發(fā)動機之間的冷卻液無法流動，造成發(fā)動機水溫高。遇到這種情況，可將節(jié)溫器拆下，將其懸置于一溫水的容器中，同時在水中豎置一個溫度計（不得與容器底部直接接觸），對容器加熱，觀察節(jié)溫器閥門開始開啟和完全開啟時的水溫，若達不到上述要求或有明顯損壞，則應予以更換。4.1.5其他可能導致發(fā)動機冷卻液溫度的原因（1）炎熱的夏季在鬧市區(qū)行車，因頻

21、繁啟動和長時間怠速運轉，散熱不良，造成高溫；（2）加裝空調(diào)的汽車，加重了發(fā)動機負荷，超過原冷卻系統(tǒng)設計功率，也易引起高溫；（3）在超載情況下高速行駛容易造成高溫；（4）在長距離的上坡路上連續(xù)行駛會導致發(fā)生高溫。4.2冷卻液流失冷卻系統(tǒng)在工作時應充滿冷卻液。如果冷卻系統(tǒng)缺少57%容積的冷卻液，冷卻循環(huán)將停止。行駛時發(fā)動機會很快因過熱而受到損壞。通常，蒸發(fā)僅是冷卻液損失的一少部分，所有冷卻液損失中至少有一半是滲漏掉的，其余的一半中的大部分是沸騰和發(fā)泡沫通過散熱器溢流管流失的，因此冷卻液最多的損失是由于滲漏或通過溢流管流失。冷卻液滲漏主要有兩種形式：外滲和內(nèi)滲。（1）冷卻液的外滲外滲冷卻液滴落在地上

22、易于發(fā)現(xiàn)，便于及時查找排除，不至于造成太大的危害。外滲主要有以下原因：1 水箱芯上下水槽及溢流管上有裂紋；2 出水口或進水口接頭接縫處破裂；3 上下水槽或芯子在支撐處磨損；4 水管腐蝕穿孔；5 放水開關放水塞或氣孔松動或損傷；6 橡膠軟管損傷，軟管夾箍及接頭松脫或損傷；7 取暖器管子的螺紋接頭松脫；8 水管腐蝕破裂或松脫；9 泵殼松動或墊片損壞；10 節(jié)溫器殼松動或墊片損壞。（2）冷卻液的內(nèi)滲內(nèi)滲不易發(fā)現(xiàn)，會引起嚴重的后果，造成因缺水而發(fā)動機過熱的危險。冷卻液泄入燃燒室，在發(fā)動機停止工作時注滿燃燒室，當啟動發(fā)動機時，活塞向上運動可能使氣缸蓋、活塞或氣缸破裂，或造成連桿彎曲。冷卻液進入曲軸箱與發(fā)動機的運動部件接觸，會使所有內(nèi)部零件的表面形成一層粘結層，增加了摩擦阻力并引起銹蝕，造成惡劣的后果。冷卻液進入油底殼會使機油變質(zhì)，還會與機油混合形成油淤，引起潤滑失效，粘結活塞環(huán)和氣門，引起過度磨