汽车冷却系统维护与保养.docx

1、汽车冷却系统维护与保养摘 要 . 2第一章 诸论.3第二章 冷却系统的作用及类型 .42.1冷却系统的作用. 42.2冷却系统的类型. 4第三章 冷却系统的基本组成 . 6第四章 冷却系统的构造及维修.9第五章 冷却系统的工作原理. 11第六章 冷却系统的特点.14第七章 冷却系统的使用检修.16第八章 冷却系统智能控制.188.1 系统组成.188.2 单片机控制系统工作原理.188.3 单片机系统控制工作过程.18总结 .20致谢 .21参考文献 .22摘 要 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，

2、以及冷却系统的智能控制，并举例做出简单介绍。同时论述汽车发动机冷却系统的日常保养，主要部件的故障检修。介绍一些先进冷却系统的结构设计和特点,如精确冷却系统、分流式冷却系统、可控式冷却系统等。这些系统既起到保护发动机的作用,又改善燃油效率和降低排放污染物。随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成严重的后果。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的热量最多。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过

3、所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能的短。因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有很大的影响。同时解决制冷系统这方面的瓶颈问题，是提高发动机转速的重要前提。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.【关键词】：冷却系统；冷却系统维护；温

4、度设定点；冷却系统智能控制；发动机冷却系统的日常保养第一章 绪论 我国进入WTO以来，大量的汽车涌入国门，国外先进的维修技术、维修工艺、维修观念、管理模式等，对我国汽车维修企业的发展与改革起到了很好的借鉴作用，使得国内汽车制造维修技术上了一个新台阶。随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围散热问题需优先考虑，冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成严重的后果。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的热量最多。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过所需

5、的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能的短。因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有很大的影响。同时解决制冷系统这方面的瓶颈问题，是提高发动机转速的重要前提。如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。我们身处在汽车维修行业如何应对日新月异的汽车维修技术，为了使自己不落后于时代，我个

6、人认为只有不断学习充电，了解汽车冷却系统各零件作用与工作原理，才有可能从根本上了解该系统，为该系统的做出正确的维修和保养。第2章 冷却系统的作用及类型2.1冷却系统的作用 冷却系统的作用是对高温条件下工作的发动机零件进行冷却，带走发动机因燃烧所产生的热量，保证发动机在适宜的温度范围内（8090）工作。汽车发动机依照冷却的方式可分为风冷却及水冷却，风冷却是靠发动机带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却发动机；水冷却则是靠冷却水在发动机中循环来冷却发动机。不论采何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保发动机在各样行驶环境都不致过热。 发动机工作时，气缸内的气温高达2500，若不及时冷却会使零件部件温度过高，

7、受热膨胀过大，影响正常的配合间隙，导致“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中恶化，容易产生爆燃；零部件的机械强度下降；润滑油变质，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、耐久性及排放性能全面下降。发动机工作温度过低低时，会造成着火燃烧条件变差，启动困难；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排放量增加，排放恶化等；导致发动机功率下降及燃油消耗率增加。 2.2冷却系统的类型 汽车发动机常见的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却。以空气为冷却介质的冷却系统称为风冷系统；以冷却液为冷却介质的冷却系统称为水冷系统。

8、汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系统，只有少数汽车发动机采用风冷系统。2.2.1 水冷却系统汽车发动机的冷却系统为强制循环水冷系统，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。水冷却系统一般由散热器、节温器、冷却水泵、水道、冷却风扇、冷却液温度传感器等组成。大多数汽车装有暖风系统（见图2-1）。是一个热交换器，也可称为第二散热器。在装有暖风机的水冷系中，热的冷却液从气缸盖或机体水套经暖风机进水软管流入暖风机A,然后经暖风机出水软管流回冷却水泵F，吹过暖风机A的空气被冷却液加热之后，一部分送到风窗玻璃霜器上，一部分送入驾驶室或车厢。图2-1水冷系统A.暖风机 B.机油主油道 C.

9、机油泵 D滤网 E.节温器 F.水泵. G.机油滤清器 H.膨胀箱 I.机油冷却器 J.导向板 K.散热器2.2.2 风冷却系统 目前这种风冷系统在汽车上很少用到。是利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸的外表面，把从气缸内部的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度内工作。发动机气缸体和气缸盖采用传统较好的铝合金铸成，为了增大散热面积，各缸一般都分开制造。气缸盖与汽缸体的表面均有散热片，它与气缸盖或汽缸体铸成一体，以增大散热面积，利用汽车行驶的高速空气流，把热量吹散到大气中。结构比较简单，质量轻，维修方便第三章 冷却系统的基本组成3.1 水冷却系统 水冷却系统一般由散热器、节温器、冷却水泵

10、、水道、冷却风扇等组成。3.1.1散热器散热器功用是将水套中流出的热水分成许多股小水流，以增大散热面积，加速冷却液的冷却。冷却液经过散热器，其温度可降低1015.为了将散热器传出的热量尽快带走。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。在散热器后面装有风扇与散热器配合工作，它是由上水室、散热器芯和下水室组成。在上水室和下水室分别装有进水管和出水管，进水管和出水管分别用橡胶软管与气缸盖的出水管和水泵的进水管相连。在散热器下面一般装有减

11、振垫，防止散热器受振动损坏。出水管上还有放水开关，必要时可将散热器内的冷却液放掉。散热器芯构造形式一般有常用的三种：有管片式（刚度和强度都较好，耐高压）、有管带式（散热能力强）、有板式（散热效果好）等。散热器盖包括压力阀和真空阀，均为单向阀（见图3-1）。发动机正常状态时阀门阀门均关闭，使冷却系统与大气隔开。当冷却系统内温度升高，蒸汽压力升高到一定值时，压力阀弹簧受压缩，打开阀门，过高的压力由溢流管进入储水罐，冷却系统内压力下降，以防止散热器胀裂，压力下降到一定值时压力阀重新关闭。这样就使冷却系统内的压力稍大于大气压力，从而可提高冷却液的沸点。当散热器压力降低至超过某一定值时，冷却液又从储液罐

12、通过真空阀流回散热器内部，同时，真空阀开启，使外部空气进入散热器，以防止散热器内产生真空。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；二是水泵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。散热器的负责循环水的冷却，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。图3-1

13、散热器盖（a）压力阀打开；（B）真空阀打开1-溢流管；2-压力阀弹簧；3-压力阀；4-散热器加水口；5-真空阀3.1.2冷却水泵和节温器 发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，其功用是对冷却液加压，使冷却液在冷却系统内循环流动。它由曲轴皮带带动，推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵，它能精确的控制水泵的转速，并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机散热器之间做大循环。实现冷却液做不同

14、循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料（石蜡或乙醚之类的材料）做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。3.1.3冷却温度传感器冷却温度传感器的功用是感测发动机冷却液温度的变化。在传统汽车中，冷却液温度传感器与装在仪表板上的冷却温度指示表组成冷却温度显示系统，以提醒驾驶员注意发动机的温度变化。在现代汽车中，冷却温度传感器一方面作为一个感应信号传入控制电脑，以便对发动机的喷油、点火等进行最佳控制，另一方面显示冷却液温度及用来控制电扇的运转等。热敏电阻冷却温度传感器采用热敏电阻制成，工作温度范围-2

15、0+120。一般安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器壳内并伸入水套中与冷却液直接接触，用来检测发动机的冷却温度，并向发动机ECU传送信息。3.1.4冷却风扇 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。当风扇旋转时，吸入空气，使其通过散热器的散热能力，加速冷却液的冷却，达到散热的目的。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

16、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。3.1.5冷却介质 虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水，而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%50%，提高了液体的凝固点，防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通，相当于高压锅的作用，水箱盖则相当于高压阀，一般情况下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，提高传热能3.2 风冷却系统 目前这种风冷系统在汽车上很少用到。是利用高速空气流直接吹过气缸盖和气缸的外表面，把从气缸内部的热量散发到大

17、气中去，以保证发动机在最有利的温度内工作。发动机气缸体和气缸盖采用传统较好的铝合金铸成，为了增大散热面积，各缸一般都分开制造。气缸盖与汽缸体的表面均有散热片，它与气缸盖或汽缸体铸成一体，以增大散热面积，利用汽车行驶的高速空气流，把热量吹散到大气中。结构比较简单，质量轻，维修方便第四章 冷却系统的构造及维护 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

18、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-70环境下使用。市场上销售的冷却液，乙二醇浓度一般保持在33

19、50之间，也就是冰点在-20-45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，-20时冷却液的沸点为104.5，而-50时沸点达到108.5。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

20、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

21、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93-98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88-93，电动风扇运转是不正常的。如果低于88时风扇仍转，则是不正常的；而温度高于98时，仍不转也是不正常的。当温度高于105时，温控开关高温部分

22、接通，电源接通电动机便高速运转；当温度达到120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

23、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

24、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

25、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。第五章 冷却系统的工作原理 冷却系统主要包括散热器总成、冷凝器总成、连接水管、水泵总成、风扇、电机总成、调温器总成和发动机内的水套,冷却介质为冷却液。冷却液在冷却系统中的循环方式如图5所示,当发动机缸体达到一定温度,节温器会打开,冷却液带走发动机的热量,在水泵的驱动下流向散热器,经散热器冷却后降低温度再返回到发动机,从而达到冷却发动机缸体的目的。

26、图5 系统循环方式 1散热器盖 2.散热器 3.散热器进水管 4.暖风机 5.水泵6.水泵皮带轮 7.节温器 8.缸体 9.缸盖和进气岐管10.发动机进水管 11.冷凝器箱 12.节流阀体 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,其组成如图所示。图5-1 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

27、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-由空调散热器来图5-2 冷却液循环路线示意图 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85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

28、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85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。当发动机冷却温度升到一定值（如奥迪轿车高于105），节温器主阀门完全开启、副阀门关闭。冷却液经节温器及散热管进水器流入散热器，在散热器中，冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温，最后经散热器出水软管返回水泵，进行大循环。冷却液的循环路线如图5-2所示。第六章 冷却系统的特点6.1现代发动机冷却系统的特

29、点 传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,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。(1)发动机内部的摩擦损失。(2)冷却系统消耗的功率。(3)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。6.1.1温度设定点 发动机性能受到多种因素影响,不可能改变一项条件就能提高发动机的整体性能。因此先进的冷却系统要全面考虑各种条件才能改善发动机的性能。使冷却液温度保持在设定点是冷却系统最常见的工作方式。通常人们会认为冷却液的温度可用金属温度表示,

30、实际上这种关系只在稳态下和特定运转速度和负荷下才能成立。金属和冷却液温度在发动机不同地方可能相同也可能不同,发动机整体处于不均匀温度分布状态。发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。 提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点,它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果,以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度,降低发动机摩擦磨损,降低发动机燃油消耗。研究表明,发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150, 使气缸温度升高到195,油耗则下