汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)畢業(yè)論文

PAGE河南職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目淺談汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)系（分院）汽車工程系學生姓名*****學號*****專業(yè)名稱汽車電子指導教師****年月日淺談汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng) 摘要冷卻系統(tǒng)是發(fā)動機的重要組成部分，對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和可靠性有很大影響。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率的不斷提高，對冷卻系統(tǒng)的要求越來越高，因而對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與研究也愈來愈深入。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。關(guān)鍵詞：冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)維護故障診斷案例分析1冷卻系統(tǒng)的組成水冷卻系統(tǒng)一般由散熱器、節(jié)溫器、水泵、水道、風扇等組成。散熱器負責循環(huán)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(diào)冷凝器通常與其裝在一起。水泵和節(jié)溫器

發(fā)動機是由冷卻液的循環(huán)來實現(xiàn)的，強制冷卻液循環(huán)的部件是水泵，它由曲軸皮帶帶動，推動冷卻液在整個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。目前最先進的水泵是寶馬新一代直六發(fā)動機上采用的電動水泵，它能精確的控制水泵的轉(zhuǎn)速，并有效的減少了對輸出功率的損耗。這些冷卻液對發(fā)動機的冷卻，要根據(jù)發(fā)動機的工作情況而隨時調(diào)節(jié)。當發(fā)動機溫度低的時候，冷卻液就在發(fā)動機本身內(nèi)部做小循環(huán)，當發(fā)動機溫度高的時候，冷卻液就在發(fā)動機—散熱器之間做大循環(huán)。實現(xiàn)冷卻液做不同循環(huán)的控制部件是節(jié)溫器?？梢詫⒐?jié)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(guān)閥門，當水溫高時材料膨脹頂開閥門，冷卻液進行大循環(huán)，當水溫低時材料收縮關(guān)閉閥門，冷卻液小循環(huán)?？諝獾牧鲃?/p>

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(fā)動機啟動它就要轉(zhuǎn)，不能視發(fā)動機溫度變化而變化，為了調(diào)節(jié)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?，F(xiàn)在已經(jīng)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(zhuǎn)軸分離，

第四、冷卻水泵和節(jié)溫器，冷卻液在冷卻系統(tǒng)中的流動，主要依靠冷卻水泵的動力；節(jié)溫器能感知發(fā)動機的工作溫度，低溫時，它封住水套中的水，令其在水套內(nèi)流動，當達到一定溫度時再打開，讓水經(jīng)過散熱水箱，發(fā)揮散熱作用。這里值得說明的是，切勿將節(jié)溫器摘掉，否則會導致發(fā)動機過冷而難以啟動。3冷卻系統(tǒng)的主要故障及解決方案冷卻系統(tǒng)在工作一定時間后，內(nèi)部必然會形成各種污垢。污垢種類因使用條件和保養(yǎng)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(xiàn)以水銹和垢質(zhì)為主的污物；對于長期使用防凍液的車輛，會出現(xiàn)以垢質(zhì)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(zhì)。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(zhì)。④物理雜質(zhì)。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(tǒng)主要故障發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的主要故障有三種：(1)發(fā)動機水溫過高甚至開鍋。(2)發(fā)動機水溫過低。(3)冷卻系統(tǒng)泄漏。發(fā)動機過熱的原因有多種，最常見的原因是由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)部水垢、水銹及凝膠等污物積聚，堵塞了水道，冷卻系統(tǒng)散熱效果降低所致的結(jié)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(fā)動機冷卻系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)清洗劑配合專用設(shè)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(tǒng)的油性雜質(zhì)，要用酸性清洗劑來完成這一任務(wù)。綜合考慮上述三個原則，加上中國國內(nèi)汽車冷卻系統(tǒng)中的污垢主要以沉淀、油性雜質(zhì)及銹垢為主，使用酸性的清洗劑產(chǎn)品(例如美國威力獅公司推出的60119#冷卻系統(tǒng)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(shù)的冷卻系統(tǒng)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(shè)備與車子連接好后，把產(chǎn)品加入到發(fā)動機冷卻系統(tǒng)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(shè)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(chǎn)品。從工作原理上講，一種是堵漏劑，一種是止漏劑。它們的區(qū)別是什么呢?堵漏劑產(chǎn)品是一種類似于填充劑性質(zhì)的化學物質(zhì)，能夠?qū)B漏部位全部堵住。而止漏劑產(chǎn)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(chǎn)品，切忌加入堵漏劑產(chǎn)品。4冷卻系統(tǒng)的作用冷卻系統(tǒng)的功用是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(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)。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(huán)來冷卻引擎。不論采何種方式冷卻，正常的冷卻系統(tǒng)必須確保引擎在各樣行駛環(huán)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(fā)生了較為嚴重的事故，更換了水箱、前保險杠及冷凝器等發(fā)動機前部零件。維修人員在維修中發(fā)現(xiàn)，缸體上的空調(diào)壓縮機固定支架(圖1)螺栓的螺紋孔因撞擊發(fā)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(shè)備，將此部分工作委托協(xié)作廠完成?？照{(diào)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(jīng)檢查膨脹罐內(nèi)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)存在明顯的泄漏部位。之后，交付用戶，并建議用戶繼續(xù)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(jié)溫器、暖風小水箱及各水管的連接部位，均未發(fā)現(xiàn)泄漏跡象，檢查機油也沒有發(fā)現(xiàn)因進水導致油質(zhì)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(xiàn)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(qū)內(nèi)行駛液位下降不明顯。三通損壞(圖2)根據(jù)用戶反映的情況，維修人員仔細檢查，發(fā)現(xiàn)氣門室罩蓋上方有像果凍似的咖啡色物質(zhì)，懷疑是防凍液與機油的混合物，但檢查機油油質(zhì)未見異常。于是懷疑防凍液本身并沒有進入潤滑系統(tǒng)，而是防凍液蒸氣進入氣門室罩蓋內(nèi)附著在氣門室罩上方。至此，維修人員對于故障的診斷出現(xiàn)了明顯的分歧：一種意見認為，氣門室罩內(nèi)防凍液殘留物是上次更換氣缸墊時流入發(fā)動機油底殼的少量防凍液，在熱車狀態(tài)下蒸發(fā)至氣門室罩內(nèi)側(cè)并冷凝形成；另一種意見認為，發(fā)動機水道存在微小的(甚至是只在熱車才會出現(xiàn)的)向機油油道的回油孔滲漏的現(xiàn)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(tǒng)。之后相關(guān)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(tǒng)的防凍液進入了機油，但這種現(xiàn)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(nèi)的裂紋難以檢查。經(jīng)過一番回憶，筆者回想起在大學《汽車構(gòu)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(huán)節(jié)，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(guān)的設(shè)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(fā)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(guān)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(tǒng)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(fā)動機的運行溫度，還可使用氣焊對發(fā)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(jīng)仔細觀察，終于有氣泡冒出，根據(jù)冒出的氣泡判斷，裂紋非常細小。經(jīng)過仔細地打壓觀察，雖然位置非常隱蔽，但在內(nèi)窺鏡的幫助下我們終于發(fā)現(xiàn)了裂紋，裂紋位于焊接修復部位內(nèi)側(cè)的發(fā)動機油道的回油孔內(nèi)，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(xiàn)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(xù)擴大。在缸體焊接時，如果焊接后的降溫過快，可能會出現(xiàn)應力將缸體內(nèi)部應力點附近結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(jié)在氣門室蓋內(nèi)側(cè)。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(fā)動機缸體后，試車故障排除。6冷卻系統(tǒng)的維護冷卻系經(jīng)過長時間的使用，加用生水或質(zhì)量不高的防凍液，會在冷卻系（散熱器、缸體的水套）中產(chǎn)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(fā)動機，應在更換防凍液或大修發(fā)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(fā)動機是熱的狀態(tài)，不要直接打開散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。須等待發(fā)動機冷卻后，再用抹布裹著打開散熱器蓋，如果散熱器內(nèi)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(chǎn)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(fā)動機冷卻系加滿清潔水（自來水），起動發(fā)動機運轉(zhuǎn)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(fā)動機散熱性能不好、發(fā)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(fā)動機，使其溫度達到正常的工作溫度后，停止發(fā)動機轉(zhuǎn)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(fā)動機，使發(fā)動機溫度達到正常工作溫度并怠速運轉(zhuǎn)2O-30min，然后使發(fā)動機停止轉(zhuǎn)動，放出清洗液。用清潔的水沖洗冷卻系5min后將發(fā)動機內(nèi)注滿清潔的水，再起動發(fā)動機使其運轉(zhuǎn)10min后放出即可。如果排出的液體較臟，應繼續(xù)用清水反復清洗直到放出清水為止。清洗冷卻系時，如果發(fā)動機溫度低于正常溫度（85℃），則節(jié)溫器閥不能打開，清洗液只做小循環(huán)，并不在散熱器和缸體水套中循環(huán)。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(fā)現(xiàn)散熱器口有氣泡出現(xiàn)，說明冷卻系內(nèi)混有空氣。常見的原因是氣缸內(nèi)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(zhì)，切勿接觸，并置于安全場所；冷卻液的使用濃度（體積分數(shù)）為40%-60%；放出的冷卻液不宜再使用，應嚴格按有關(guān)法規(guī)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(fā)動機熱態(tài)時，冷卻系內(nèi)仍處于高溫高壓狀態(tài)。因此，此時切勿打開散熱器蓋以防燙傷；發(fā)現(xiàn)冷卻液大量損耗，則必須待發(fā)動機處于冷態(tài)時，方可添加冷卻液，以免損壞發(fā)動機；緊急情況下，若全部加入純水，在低溫地區(qū)則須盡快按規(guī)定添加冷卻液添加劑，使冷卻液濃度恢復正常狀態(tài)以防止結(jié)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(guī)定調(diào)配濃度，保證冷卻液具有足夠的防凍能力。結(jié)論汽車冷卻系統(tǒng)對汽車來說是至關(guān)重要的,發(fā)動機就如同人類的心臟,如果不好好保護就會受到威脅,現(xiàn)在隨著科技發(fā)展,冷卻系統(tǒng)不像以往那樣只是單純的水冷循環(huán),現(xiàn)在冷卻系統(tǒng)智能控制很受歡迎,所以在以后的汽車發(fā)展中,單純的冷卻系統(tǒng)不會站主導位置了,雖然智能控制要求很高,但