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论文

青海交通职业技术学院2013届毕业论文

论文题目：

发动机冷却系统的故障检修

系部：

汽车工程系

专业班级：

汽车运用技术201001班

指导老师：

张广元

姓名：

顔昱德

学号：

11031001022

日期：

2013年6月

目录

摘要……………………………………………………………………………1

关键词……………………………………………………………………………1

一、冷却系统的组成……………………………………………………2

二、冷却系统的作用……………………………………………………3

三、冷却系统的工作原理………………………………………………4

四、冷却系统常见故障的检修方法…………………………………6

五、冷却系统日常维护…………………………………………………7

六、案例……………………………………………………………………7

结论……………………………………………………………………………8

参考文献………………………………………………………………………9

发动机冷却系统的故障检修

颜昱德

（青海交通职业技术学院汽车运用技术201001班810028）

【摘要】本文论述了冷却系统的组成、主要作用、工作原理、日常维护、故障的检测步骤冷却系统故障可分为三大片：

发动机过热、发动机过冷、冷却水消耗过多等。

掌握这三项的问题的原因，就是我们掌握冷却系基本故障的入门条件。

发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求，因为此时发动机产生热量最大，然而在部分负荷时冷却系统会发生功率损失，水泵所提供的冷却液流量超出所需流量。

我们希望发动机冷启动时时间尽可能短。

因为发动机怠速时排放的污染较多，油耗也大。

冷却系统结构对发动机冷启动时间有较大影响。

【关键词】冷却系统冷启动冷却系统维护冷却系统冷却系统维护冷却系统故障诊断方法

【Abstract】thisarticlediscussesthecoolingsystem,themainfunction,workingprincipleandmaintenance,faultdetectionstepcoolingsystemfaultcanbedividedintothreetracts:

overheatingoftheengine,enginecooling,coolingwaterconsumptionover.Masterthesethreeofthecausesoftheproblems,wegraspthebasicfaultentryconditionsofcoolingsystem.Enginecoolingsystemcoolingcapacityshouldmeettheenginefullloadheatdemand,becausethisenginegeneratesheat,howeveratpartialloadofcoolingsystemwillproducepowerloss,waterpumpprovidedbythecoolantflowbeyondthedesiredflowrate.Wehopethattheenginecoldstarttimeasshortaspossible.Becausetheengineisatidlespeedemissionpollutionismore,fuelconsumptionisbig.Coolingsystemforenginecoldstarttimehasagreat

-1-

influenceon.

【Keywords】coldstartcoolingsystem、coolingsystem、maintenancecoolingsystem、coolingsystem、maintenancecoolingsystem、faultdiagnosismethod

一、冷却系统的组成

水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、风扇等组成。

散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波

纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。

散热器又分为横流式和垂直流动两种，空调冷凝器通常与其装在一起。

1、散热器

散热器兼作储水及散热作用，再此之上还装有膨胀水箱。

因为单纯依赖散热器有几个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，水泵的叶轮容易穴蚀；二是气水分离会产生气阻；三是温度高冷却液容易沸腾。

因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接，防止上述问题的产生。

2、节温器

节温器是指控制发动机冷却液流动路径的阀门，它的作用是在车的温度还没有达到正常温度前处在关闭状态，这时发动机的冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环，起到让发动机快速升温。

当超过正常温度后就能打开，让冷却液经过整个水箱散热器回路进行大循环，从而快速散热。

-2-

3、水泵

其基本结构由水泵壳体、连接盘或皮带轮、水泵轴及轴承或轴连轴承、水泵叶轮和水封装置等零件构成　一般由发动机的曲轴通过V带驱动。

传动带环绕在曲轴带轮和水泵带轮之间，曲轴一转水泵轴也就跟着运转，水泵轴又带动叶轮转动，从而实现将机械能转化为液压能。

叶轮是水泵工作的核心，叶轮本身的运动很简单，只是和轴一起旋转。

但由于叶片的作用，叶轮中液体的运动是很复杂的；一方面随叶轮旋转作牵连运动，一方面在叶片的驱驶下不断地从旋转着的叶轮中甩出，即相对叶轮的运动。

因此叶轮的外径大小，叶轮叶片的高低及角度，以及与水泵壳体的间隙，直接影响着水泵的性能。

4、风扇

为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强制通风。

以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。

现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。

同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。

这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。

[1]

二、冷却系统的作用

传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。

为此，现代冷却系统要综合考虑下面的因素：

发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。

先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。

-3-

三、冷却系统工作原理

冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度（冷却液温度）下工作。

夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图1所示。

图1发动机的冷却系

（a）冷却系的布置示意图;（b）发动机机体内的水套

l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管；7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套；17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来

当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。

在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82℃时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。

如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82℃时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。

冷

却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作[3]。

-4-

冷却液的循环路线如图2所示。

图2冷却液循环路线示意图

冷却液的循环

通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。

节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改

变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。

当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80℃，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于70℃时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在70～80℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循

环，而另一部分水进行小循环。

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四、冷却系统常见故障的检修方法

冷却系统故障可分为三大片：

发动机过热、发动机过冷、冷却水渗漏等。

掌握这三项的问题原因就是我们掌握冷却系基本故障的入门条件。

也让我门对冷却系故障的了解更加深一层，让我么对维修冷却系统也有了信心。

发动机过热故障

现象：

是指发动机的温度超过正常的最高温度（80~90℃）范围，有时还看到有散热器开锅沸腾的现象。

原因　：

冷却水不足、喷油时间过迟、渗漏蒸发、发动机装配过紧、积炭　

检修：

（1）如果柴油机为正常负荷时，冷却水温度正常，当大负荷工作时间过长时，冷却水温度明显过高，则表明发动机过热是因发动机长时间的大负荷工作所引起，应注意适当休息。

（2）如果发动机工作时无力，响声发闷，冷却水温度高，排气管温度异常高，说明发动机过热多数是因喷油提前角过小所引起，应按柴油供给系所说的方法，对喷油时间进行调整。

　　（3）观察散热器通风情况。

若散热器前的百叶窗未打开，或散热器积垢过多，表明多数是由于发动机过热的原因所在，应进行处理。

（4）观察冷却系冷却液是否充足，如果外观有漏水现象，表明发动机过热是因漏水所引起，应排除漏水；若无漏水现象，可打开散热器加水盖，观察冷却水的充足程度，若冷却水严重不足，多数是因长时间没有补添冷却水而引起发动机过热，应予以补充。

（5）如果以上检查均属正常，说明发动机过热是燃烧室内积炭过多所引起，应解体查明，并清除积炭。

　　（6）检查风扇皮带松紧度

在发动机停止工作时，用手拨动风扇叶，若能拨动风扇滑转，说明风扇皮带过松是引起散热不良的原因，应予以调整。

通过调整皮带张紧装置，如发电机或

专门的张紧轮，使皮带增加预紧力，其检验标准是：

在发电机和风扇轮之间

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用大姆指以29—49N（3—5kg）的力按下皮带10～20mm为宜。

　　（7）检查散热器水垢

　　从散热器的加水口处观察散热器内的水垢。

如果确有水垢，说明水垢是引起散热不良而发动机过热的原因所在，应予以清除。

消除方法：

往冷却水中投放一定量的除垢剂，使发动机累计运转24h后将水放掉再换好水，若冷却效果有好转，应按同样的方法再进行几次即可（但易腐蚀橡胶件）[2]。

五、冷却系统日常维护

发动机冷却系统日常维护的处理方法

1.冷却液不足。

按规定补充冷却液。

2.风扇带松弛、沾油打滑或断裂。

调整带的松紧度或更换带。

3.水套和分水管积垢或堵塞。

清理水套和分水管。

4.水泵工作性能不良。

检修或更换水泵。

5.风扇离合器接合时间过晚或打滑。

检修或更换风扇离合器。

6.风扇离合器接合过早。

检修或更换风扇离合器。

7.散热器的进水管或出水管凹瘪。

检修或更换散热器水管。

8.节温器主阀门不能打开或打开时间过迟。

检修或更换节温器。

9.散热器内部水垢堵塞或外部过脏。

清洗散热器。

10.百叶窗不能完全打开及百叶窗关闭不严。

检修百叶窗及控制机构。

11.电动风扇性能不良。

检修或更换电动风扇。

12.温控开关或水温传感器和控制器失效。

检修或更换温控开关、水温传感器或控制器。

13.温控开关闭合太早。

检修或更换温控开关

案例:

一辆上海大众桑塔纳2000乘用车，怠速一切正常，加大油门使发动机转速升到2500r/min左右也未见异常。

但在行驶过程中，只要车速升至100km/h，不到半分钟的时间，冷却液温度立即升高，冷却液温度报警灯开始闪烁。

故障分析与排除：

一般情况下，冷却液温度高的可能原因有以下几方面：

水泵工作不良、节温

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器失效、水箱脏污、水道堵塞、温控开关失灵、电子风扇工作不良以及冷却液不足等。

但通过逐项检查均未发现异常。

进行路试，当车速提升到100km/h，冷却

液温度报警灯亮起时，立即将车靠边熄火，打开引擎盖检查，发现贮液罐内冷却

液减少了，水管以及各连接处均未见有渗漏痕迹，由此判断，冷却系统可能存在内漏，即水道与气缸燃烧室窜通。

用升举器将车轮悬空，在挂档运转的情况下进行尾气检测，当车速加至110km/h时，尾气分析仪显示HC值明显偏高，并随着油门加大而上升。

于是用断油法逐缸检测，当拨下第四缸喷油器接头时，HC值恢复到正常值，显然第四缸工作不良，拆下第四缸火花塞，火花塞呈铁锈色，说明燃烧室内已进水。

拆下气缸盖，发现气缸盖上第四缸燃烧室与邻近的水道之间有一宽约1.5mm的不太明显的凹痕，于是将气缸盖表面加工处理，更换了气缸垫，装复后试车，故障排除[4]

结论

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,现在随着人民生活水平的提高和科技的发展,汽车的逐渐普及,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，单纯的冷却不会站主导位置,虽然智能控制要求很高，但在高级轿车中很实用，它代表未来冷却系统的发展方向，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使用寿命，保障汽车的安全行驶，提高人生安全等原因，将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置。

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参考文献

[1]汽车构造/王世震。

北京：

机械工业出版社，2004.7

[2]汽车故障诊断与维修技术/闵永军、万茂松、周良主。

北京：

高等教育出版社，2004.7

[3]汽车机构造与原理实训/蔡兴旺。

北京：

机械工业出版社，2008.1

[4]汽车维修技术与经验集锦/宋福昌。

北京：

科学技术文献出版社，2008.9

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