汽車發(fā)動機冷卻系畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設計）</b></p><p>　　題 目 冷卻系統(tǒng)常見故障與排除</p><p>　　撰寫日期： 2012 年 4 月 21 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　汽車現(xiàn)在已是大眾的交通工具，它集機械與電子一體，是當前社會

2、的高科技產(chǎn)品。隨著汽車電子技術的快速發(fā)展，電子燃油噴射、安全氣囊和ABS系統(tǒng)以及各種電控部件的應用技術都日趨成熟，電子智能系統(tǒng)幾乎已經(jīng)應用到汽車的各個領域。</p><p>　　這些高科技的應用使得汽車更趨近完善，但同時也使得在維修汽車上增加了許多難度。本論文針對汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)存在的各種典型故障，進行了仔細的故障分析和維修過程，解決發(fā)動機冷卻系統(tǒng)存在的具體問題。目的就是為了對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行深刻透徹的分析，

3、使得在實際維修中得到更好的經(jīng)驗和方法。從而使發(fā)動機冷卻系統(tǒng)更出色的工作，提高汽車的動力性和經(jīng)濟性，提高汽車的使用壽命。</p><p>　　關鍵詞：發(fā)動機，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，智能化，檢測，維修</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Cars are now already is public transport

4、ation, it integrates mechanical and electrical integration, the present society of high-tech products. Along with the rapid development of automobile electronic technology, electronic fuel injection, airbag and ABS syste

5、m and various electronic components application technology matures, electronic intelligence system has been applied to the car's almost every field. </p><p>　　These high-tech application makes cars more

6、intimate perfect, but also makes the maintenance bus increased a lot of difficulty. This thesis aims to automobile engine cooling system various existing typical fault, the careful fault analysis and maintenance process

7、and resolve the engine cooling system exist specific problems. Purpose to the engine cooling system on deep thorough analysis, make in the actual repairs better experiences and methods. Thus make the engine cooling syste

8、m more outstandi</p><p>　　Keywords: engine，engine-cooling-system，intellectualization，test，maintenance</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 引言1</b></p>

9、<p>　　1.1汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)在現(xiàn)在汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)維修的重要意義1</p><p>　　第二章 課題的目的及現(xiàn)實意義3</p><p>　　2.1 課題主要目的3</p><p>　　2.2 課題的現(xiàn)實意義3</p><p>　　第三章

10、 汽車冷卻系統(tǒng)的故障案例4</p><p><b>　　3.1故障現(xiàn)象4</b></p><p>　　3.2冷卻系統(tǒng)的特點4</p><p>　　第四章 冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)的結構和工作原理6</p><p>　　4.1發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的功用6</p><p>　　4.2桑塔納轎車冷卻系統(tǒng)的組成

11、6</p><p>　　4.3 桑塔納轎車冷卻系統(tǒng)工作過程9</p><p>　　第五章  冷卻系統(tǒng)故障分析11</p><p>　　5.1發(fā)動機過熱情況11</p><p>　　5.2發(fā)動機升溫緩慢或工作溫度過低11</p><p>　　第六章 實際故障檢測與排除12</p>&l

12、t;p>　　6.1實例故障與排除12</p><p>　　6.2實例故障與排除12</p><p>　　第七章 冷卻系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)14</p><p>　　7.1使用防凍液應注意以下問題：14</p><p>　　7.2冷卻系統(tǒng)水垢形成的原因14</p><p>　　7.3冷卻系統(tǒng)水垢的危害15&l

13、t;/p><p>　　7.4清理水垢的方法16</p><p>　　7.5冷卻液的更換16</p><p>　　第八章冷卻系統(tǒng)智能控制17</p><p>　　8.1系統(tǒng)組成17</p><p>　　8．2單片機控制系統(tǒng)工作原理17</p><p>　　8.3單片機系統(tǒng)控制過程17<

14、;/p><p><b>　　總 結19</b></p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　致 謝21</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1汽車發(fā)

15、動機冷卻系統(tǒng)在現(xiàn)在汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　目前，傳統(tǒng)的節(jié)溫器、保溫簾和冷卻風扇仍廣泛應用于國產(chǎn)汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)。傳統(tǒng)的節(jié)溫器控制冷卻液大小循環(huán)的路線，節(jié)流損失大，工作不可靠，工作效率低，不能根據(jù)發(fā)動機的散熱要求準確地調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的散熱能力；傳統(tǒng)的保溫簾是人為控制散熱器的通風量；傳統(tǒng)的冷卻風扇由發(fā)動機的曲軸驅動，其冷卻能力只能隨發(fā)動機的轉速的變化而變化，不能滿足實際散熱要求。而且三者的動作互不聯(lián)

16、系，工作效率低，燃油浪費率高，不適應現(xiàn)代汽車技術的發(fā)展。針對上述提出的汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的弊端，從靈敏性、可靠性、以及發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性考慮出發(fā)，應使節(jié)溫器、保溫簾和冷卻風扇實現(xiàn)多元聯(lián)合控制，即將傳統(tǒng)的冷卻風扇改為電控冷卻風扇；將傳統(tǒng)的節(jié)溫器改為電控節(jié)溫器；增設電控導風板；實現(xiàn)上述三者聯(lián)合控制，即冷卻系統(tǒng)的智能控制。它可以根據(jù)行車速度、大氣環(huán)境溫度、發(fā)動機冷卻水溫度的變化對冷卻系統(tǒng)的冷卻能力進行自動控制，以實現(xiàn)發(fā)動機快速預熱，大量減

17、少發(fā)動機的傳熱損失和功率損失。</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的智能控制是解決這個問題的重要的途徑。智能控制的系統(tǒng)由于汽車運行過程中產(chǎn)生強烈的振動、熱輻射和電磁干擾，因此對該系統(tǒng)電路有特殊要求：電路要有較高的抗振動能力，以適應不同路況、車況的要求。提高系統(tǒng)整體的可靠性和穩(wěn)定性。電路應采取有效的防護隔離措施，以提高其抗干擾能力。 它的系統(tǒng)由電控冷卻風扇、電控節(jié)溫器、電控導風板、微控制機構組成。電控冷卻風扇由

18、電動機驅動；電控節(jié)溫器利用電加熱引起雙金屬片變形，由雙金屬片變形帶動節(jié)溫閥旋轉運動，來改變大小循環(huán)；電控導風板由雙向電動機通過傳動機構使之打開或關閉；微控制機構是利用89C51開發(fā)的單片機控制系統(tǒng)。 單片機控制系統(tǒng)工作原理是由溫度傳感器感受發(fā)動機水溫的變化，同時把溫度信號轉變?yōu)橥涑煞幢汝P系的電壓模擬信號。這些信號經(jīng)過處理(電容器低通濾波、校正和電壓跟隨器耦合)送入A/D轉換器(ADC0809)中INO信號通道。由A/D轉換器

19、把采集來的模擬電壓信號轉換為數(shù)字信號并讀入單片機，89C510單片機89C51根據(jù)不同的輸入信號分析處理去控制驅動電路，實現(xiàn)對節(jié)溫器繼電器、導風板繼電器和風扇繼電器的控制。即可實現(xiàn)對發(fā)動機冷卻能力</p><p>　　1.2 汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)維修的重要意義</p><p>　　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

20、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。</p><p>　　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

21、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。</p><p>　　冷卻過熱過冷都是由于冷卻系統(tǒng)存在問題造成的，所以對汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維修具有重要的意義。正常的冷卻系統(tǒng)使發(fā)動機處于最合理的工作狀態(tài)，保證了發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性以及耐久性。</p><p>　　從此，我們不難看出冷卻系統(tǒng)是發(fā)動機正常運轉的必備條件，如果冷

22、卻系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，那么發(fā)動機肯定不能長時間有效的運轉。而一旦冷卻系統(tǒng)存在問題，我們卻沒有及時修理時，對我們的安全駕駛就造成了極大的隱患。</p><p>　　第二章 課題的目的及現(xiàn)實意義</p><p>　　2.1 課題主要目的</p><p>　　汽車總成及零件的檢測和維修工藝是汽車檢測與維修技術專業(yè)學生把理論與實踐相結合，提高工作能力的重要一環(huán)。目的在于鞏固和加

23、強學生在校期間所學的基礎知識，訓練學生綜合運用所學知識和獨立分析問題的能力。</p><p>　　2.2 課題的現(xiàn)實意義</p><p>　　畢業(yè)論文要求根據(jù)所維修的總成及零件編制合理的維修檢測與維工藝過程，分析應合理、正確、有實際意義。能滿足部件的各項技術要求，說明書敘述準確，文字流暢，具有一定的運用價值。</p><p>　　2.2.1 控制好發(fā)動機冷卻液溫度，

24、有利于改善發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性，有利于提高發(fā)動機使用壽命，降級排氣污染，有利于改善發(fā)動機冷啟動性能。</p><p>　　2.2.2 控制好散熱器，有利于將熱冷卻液攜帶的熱量通過風扇傳導到其周圍的空氣中，有利于發(fā)動機在較好的工況下工作。</p><p>　　2.2.3 控制好冷卻風扇，有利于使發(fā)動機保持恒溫。</p><p>　　第三章 汽車冷卻系統(tǒng)的故障案例

25、</p><p><b>　　3.1故障現(xiàn)象</b></p><p>　　故障一：一輛上海大眾桑塔納2000乘用車，怠速一切正常，加大油門使發(fā)動機轉速升到2500r/min左右也未見異常。但在行駛過程中，只要車速升至100km/h，不到半分鐘的時間，冷卻液溫度立即升高，冷卻液溫度報警燈開始閃爍</p><p>　　故障二：上海大眾桑塔納2000

26、換水箱后水溫表顯示溫度很高，風扇不轉，水不循環(huán)，水箱一半熱一半涼。</p><p>　　3.2冷卻系統(tǒng)的特點</p><p>　　傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的作用是可靠地保護發(fā)動機，而還應具有改善燃料經(jīng)濟性和降低排放的作用。為此，現(xiàn)代冷卻系統(tǒng)要綜合考慮下面的因素：發(fā)動機內(nèi)部的摩擦損失；冷卻系統(tǒng)水泵的功率；燃燒邊界條件，如燃燒室溫度、充量密度、充量溫度。 先進的冷卻系統(tǒng)采用系統(tǒng)化、模塊化設計方法

27、，統(tǒng)籌考慮每項影響因素，使冷卻系統(tǒng)既保證發(fā)動機正常工作，又提高發(fā)動機效率和減少排放。 發(fā)動機工作溫度的極限值取決于排氣門周圍區(qū)域最高溫度。最理想的情況是按金屬溫度而不是冷卻液溫度控制冷卻系統(tǒng)，這樣才能更好地保護發(fā)動機。由于冷卻系統(tǒng)設定的冷卻溫度是以滿負荷時最大散熱率為基礎，因此，發(fā)動機和冷卻系統(tǒng)在部分負荷時處于不太理想狀態(tài)，如市區(qū)行駛和低速行駛時，會產(chǎn)生高油耗和排放。 通過改變冷卻液溫度設定點可改善發(fā)動機和冷卻系統(tǒng)在

28、部分負荷時的性能。根據(jù)排氣門周圍區(qū)域溫度極限值，可升高或降低冷卻液或金屬溫度設定點。升高或降低溫度點都各有特點，這取決于希望達到的目的。 提高工作溫度設定點是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優(yōu)點，它直接影響發(fā)動機損耗和冷卻系統(tǒng)的效果以及發(fā)動機排放物的形成。提高工作溫度將提高發(fā)動機機油</p><p>　　第四章 冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)的結構和工作原理</p><p>　　4.1發(fā)動機

29、冷卻系統(tǒng)的功用</p><p>　　保持發(fā)動機在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。</p><p>　　發(fā)動機工作時，由于燃料的燃燒，氣缸內(nèi)氣體急劇膨脹，會使氣缸內(nèi)氣體溫度高達2200K~2800K(1927℃~2527℃)，使發(fā)動機零部件溫度升高，特別是直接與高溫氣體接觸的零件，若不及時冷卻，則難以保證發(fā)動機正常工作。 冷卻系統(tǒng)的功用就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溫度范圍內(nèi)

30、。冷卻系按照冷卻介質不同可以分為風冷和水冷（圖4-1），如果把發(fā)動機中高溫零件的熱量直接散入大氣而進行冷卻的裝置稱為風冷系。而把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣而進行冷卻的裝置稱為水冷系。由于水冷系冷卻均勻，效果好，而且發(fā)動機運轉噪音小，目前汽車發(fā)動機上廣泛采用的是水冷系。 </p><p>　　圖4-1 發(fā)動機的兩種冷卻方式</p><p>　　4.2桑塔納轎車冷卻系統(tǒng)的組成<

31、/p><p>　　桑塔納轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的組成及各部件功用</p><p>　　桑塔納轎車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)屬強制循環(huán)封閉式冷卻系統(tǒng)，其組成如圖4-2、圖4-3所示，</p><p>　　圖4-2 桑塔納轎車用發(fā)動機冷卻系統(tǒng)示意圖1-散熱器 2-風扇 3-水泵 4-機體進水口（進入氣缸體、氣缸蓋水套） 5-旁通水管 6-曖氣回水進水泵水管 7-機體冷卻水

32、出口與散熱器進水口接管 8-散熱器出水管 9-膨脹小水箱 </p><p>　　圖4-3 冷卻系零件分解圖</p><p>　　1-水泵 2-缸蓋接管 3-密封墊 4-橡膠管 5-密封墊 6-接管 7-水溫傳感器 8-熱敏開關 9-通向暖風熱交換器的冷卻液管 10-冷卻液管 11－O形密封圈 12-節(jié)溫器 13-下橡膠彎管 14-密封墊圈</

33、p><p>　　主要由散熱器、副水箱、風扇、冷卻水套、水泵、水管和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成。</p><p>　　散熱器：散熱器又稱為水箱，其功用是增大散熱面積，加速水的冷卻。冷卻水經(jīng)過散熱器后，其溫度可降低10-15°。為了將散熱器傳出的熱量盡快帶走，在散熱器后面裝有風扇與散熱器配合工作。</p><p>　　散熱器上水室頂部有加水口，冷卻水由此注入整個冷卻系并用

34、散熱器蓋蓋住。在上水室和下水室分別裝有進水管和出水管，進水管和出水管分別用橡膠軟管和氣缸蓋的出水管和水泵的進水管相連，這樣，既便于安裝，而且當發(fā)動機和散熱器之間產(chǎn)生少量位移時不會漏水。在散熱器下面一般裝有減震墊，防止散熱器受振動損壞。在散熱器下水室的出水管上還有放水開關，必要時可將散熱器內(nèi)的冷卻水放掉。 </p><p>　　散熱器芯由許多冷卻管和散熱片組成，對于散熱器芯應該有盡可能大的散熱面積，采用散熱片是為了

35、增加散熱器芯的散熱面積。</p><p>　　桑塔納汽車發(fā)動機采用閉式水冷系，這種冷卻系的散熱器蓋具有自動閥門發(fā)動機熱態(tài)工作正常時，閥門關閉，將冷卻系與大氣隔開。防止水蒸汽逸出，使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，從而可增高冷卻水的沸點。</p><p>　　加注防銹，防凍液的汽車發(fā)動機，為了減少冷卻液的損失，保證冷卻系的正常工作，采用散熱器＋貯水箱結構。貯水箱的上方用一根軟管通大氣，另一根軟

36、管與散熱器的溢流管相連。當散熱器內(nèi)蒸汽壓力升高到某一值時，其蓋上的壓力閥打開，冷卻液通過壓力閥通過溢流管進入貯水箱；當溫度下降時，冷卻液又從貯水箱通過真空閥流回到散熱器內(nèi)部。這樣可以防止冷卻水損失。貯水箱內(nèi)部印有兩條液面高度標記線，貯水箱內(nèi)的液面高度應位于這兩種刻線之間。</p><p>　　副水箱：承接、補充散熱器內(nèi)的冷卻液。</p><p>　　風扇：風扇的功用是提高通過散熱器心的空氣

37、流速．增加散熱效果，加速水的冷卻。風扇安裝在散熱器后面，并與水泵同軸。當風扇旋轉時，對空氣產(chǎn)生吸力，使之沿軸向流動。空氣流由前向后通過散熱器芯，使流經(jīng)散熱器芯的冷卻水加速冷卻。</p><p>　　水泵：水泵的功用是對冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動，保證冷卻可靠。車用發(fā)動機上多采用離心式水泵。離心式水泵具有結構簡單，尺寸小，排水量大，維修方便等優(yōu)點</p><p>　　當葉輪旋轉時，水泵

38、中的水被葉輪帶動一起旋轉，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機水套內(nèi)。與此同時，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進水管被吸進葉輪中心部分。如此連續(xù)的作用，使冷卻水在水路中不斷地循環(huán)。如果水泵因故停止工作時，冷卻水仍然能從葉輪葉片之間流過，進行熱流循環(huán)，不致于很快產(chǎn)生過熱。</p><p>　　冷卻強度調(diào)節(jié)裝置等冷卻強度調(diào)節(jié)裝置，是根據(jù)發(fā)動機不同工況和不同使用條件

39、，改變冷卻系的散熱能力，即改變冷卻強度，從而保證發(fā)動機經(jīng)常在最有利溫度狀態(tài)下工作。改變冷卻強度通常有兩種調(diào)節(jié)方式，一種是改變通過散熱器的空氣流量；另一種是改變冷卻液的循環(huán)流量和循環(huán)范圍。</p><p>　　4.2.1改變通過散熱器的空氣流量 </p><p>　　利用自動風扇離合器來實現(xiàn)改變通過散熱器的空氣流量。自動風扇離合器是根據(jù)發(fā)動機的溫度自動控制風扇的轉速，調(diào)節(jié)扇風量以達到改變通過

40、散熱器的空氣流量，它不僅能減少發(fā)動機的功率損失，節(jié)省燃油，而且還能提高發(fā)動機的使用壽命，降低發(fā)動機的噪聲。</p><p>　　電動冷卻風扇是由冷卻液溫度作用的熱敏開關控制的。風扇1檔，轉速為1600r／min，工作溫度為93～98℃，關閉溫度為88～93℃；風扇2檔（快速），轉速為2400r／min，工作溫度105℃，關閉溫度為93～98℃。</p><p>　　4.2.2改變通過散熱器

41、的冷卻水的流量 </p><p>　　通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度。節(jié)溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動機采用蠟式節(jié)溫器。 </p><p>　　蠟式節(jié)溫器在橡膠管和感應體之間的空間里裝有石蠟，為提高導熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉

42、。常溫時，石蠟呈固態(tài)，閥門壓在閥座上。這時閥門關閉了通往散熱器的水路，來自發(fā)動機缸蓋出水口的冷卻水，經(jīng)水泵又流回氣缸體水套中，進行小循環(huán)。當發(fā)動機水溫升高時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭產(chǎn)生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟，當發(fā)動機水溫達到80℃以上時，閥門全開，來自氣缸蓋出水口的冷卻水流向散熱器，而進行大循環(huán)。 </p><p&g

43、t;<b>　　4.2.3水管</b></p><p>　　連接散熱器與發(fā)動機缸體之間的水路。</p><p>　　4.3 桑塔納轎車冷卻系統(tǒng)工作過程</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的循環(huán)主要包括主循環(huán)車內(nèi)取暖循環(huán)。</p><p>　　主循環(huán)中包括了兩種工作循環(huán)，即“冷車循環(huán)”和“正常循環(huán)”。冷車著車后，發(fā)動機在漸漸升溫

44、，冷卻液的溫度還無法打開系統(tǒng)中的節(jié)溫器，此時的冷卻液只是經(jīng)過水泵在發(fā)動機內(nèi)進行“冷車循環(huán)”，目的是使發(fā)動機盡快地達到正常工作溫度。隨著發(fā)動機的溫度，冷卻液溫度升到了節(jié)溫器的開啟溫度(通常這溫度在80℃后)，冷卻循環(huán)開始了“正常循環(huán)”。這時候的冷卻液從發(fā)動機出來，經(jīng)過車前端的散熱器，散熱后，再經(jīng)水泵進入發(fā)動機。</p><p>　　車內(nèi)取暖循環(huán)時冷卻液經(jīng)過車內(nèi)的采暖裝置，將冷卻液的熱量送入車內(nèi)，然后回到發(fā)動機。有一

45、點不同的是：取暖循環(huán)不受節(jié)溫器的控制，只要打開暖氣，這循環(huán)就開始進行，不管冷卻液是冷的、還是熱的。</p><p>　　冷卻強度可通過節(jié)溫器和溫控風扇調(diào)節(jié)。節(jié)溫器調(diào)節(jié)冷卻液的冷卻能力，溫控風扇調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器的冷卻空氣量。</p><p>　　圖4-4 冷卻液循環(huán)過程</p><p>　　1-散熱器 2-冷卻液泵和節(jié)溫器 3-膨脹材料元件 4-自動阻風門（化油器

46、） 5-暖氣用熱交換器 6-ATF散熱器（僅用于自動變速器型車） 7-機體（氣缸體/氣缸蓋） 8-冷卻液管路 9-暖氣閥門 10-三通熱敏開關</p><p>　　冷卻液軸向進入水泵后，經(jīng)葉輪徑向直接流進機體水套，然后流入氣缸蓋水套。此后，冷卻液分兩路循環(huán)。一路大循環(huán)：冷卻液流經(jīng)散熱器冷卻后，進入裝在機體水泵進口處的節(jié)溫器流向水泵進口；隨著發(fā)動機的溫度，冷卻液溫度升到了節(jié)溫器的開啟溫度(通常這溫度在

47、80℃后)，冷卻循環(huán)開始了“正常循環(huán)”。這時候的冷卻液從發(fā)動機出來，經(jīng)過車前端的散熱器，散熱后，再經(jīng)水泵進入發(fā)動機。</p><p>　　另一路小循環(huán)：冷卻液直接進入節(jié)溫器后的水泵進口，不經(jīng)散熱器冷卻。當冷卻液的溫度低于85℃時，進行小循環(huán)；當冷卻液溫度高于85℃時，部分冷卻液進行大循環(huán)；當冷卻液溫度達到105℃時，全部冷卻液參加大循環(huán)。冷卻循環(huán)過程如圖4-4.</p><p>　　第五章

48、  冷卻系統(tǒng)故障分析</p><p>　　5.1發(fā)動機過熱情況</p><p><b>　　原因:</b></p><p>　　5.1.1. 散熱器密封件老化、腐蝕、撞擊導致泄露，冷卻液減少，水溫高，導致發(fā)動機過熱</p><p>　　5.1.2.冷卻系統(tǒng)有污物致使散熱器堵塞，冷卻液減少，水溫高，導致發(fā)動機過熱

49、</p><p>　　5.1.3. 水箱蓋內(nèi)部限壓彈簧彈力衰減，副水箱內(nèi)水滿溢出、水溫高。</p><p>　　5.1.4.副水箱箱體因老化或外力而開裂泄露致使散熱器內(nèi)冷卻液減少，發(fā)動機過熱。</p><p>　　5.1.5. 風扇不轉，風扇驅動電機故障、控制電路斷路導致發(fā)動機過熱</p><p>　　5.1.6. 風扇驅動電機故障、控制電路

50、產(chǎn)生附加電阻，導致風扇轉速慢，</p><p>　　導致發(fā)動機過熱故障現(xiàn)象：</p><p>　　5.1.7. 風扇控制電路故障導致風扇運轉時機不準，導致發(fā)動機過熱或發(fā)動機升溫慢</p><p>　　5.1.8.由于材料、腐蝕、修理時不規(guī)范操作致使冷卻水套泄露，導致，發(fā)動機過熱、冷卻水進入潤滑系統(tǒng)。</p><p>　　5.1.9.水泵密封件

51、老化、殼體受腐蝕致使冷卻液泄露，導致冷卻液減少、發(fā)動機過熱</p><p>　　5.1.10.水泵葉片被腐蝕、結構性堵塞致使泵水能力下降，導致發(fā)動機過熱</p><p>　　5.1.11.水管由于外力損壞、老化或腐蝕泄露，導致冷卻液減少、發(fā)動機過熱</p><p>　　5.2發(fā)動機升溫緩慢或工作溫度過低</p><p><b>　　

52、原因:</b></p><p>　　這類故障在機械方面主要表現(xiàn)為節(jié)溫器粘結卡滯在開啟位置，不能閉合，使冷卻液始終進行大循環(huán)。</p><p>　　在電氣方面發(fā)動機冷卻液溫度傳感器工作不良，信號不準確，造成無快怠速、散熱風扇工作時間長等</p><p>　　第六章 實際故障檢測與排除</p><p>　　6.1實例故障與排除<

53、/p><p>　　故障現(xiàn)象； 一輛上海大眾桑塔納2000乘用車，怠速一切正常，加大油門使發(fā)動機轉速升到2500r/min左右也未見異常。但在行駛過程中，只要車速升至100km/h，不到半分鐘的時間，冷卻液溫度立即升高，冷卻液溫度報警燈開始閃爍。</p><p>　　故障分析與排除：一般情況下，冷卻液溫度高的可能原因有以下幾方面：水泵工作不良、節(jié)溫器失效、水箱臟污、水道堵塞、溫控開關失靈、電子風

54、扇工作不良以及冷卻液不足等。但通過逐項檢查均未發(fā)現(xiàn)異常。進行路試，當車速提升到100km/h，冷卻液溫度報警燈亮起時，立即將車靠邊熄火，打開引擎蓋檢查，發(fā)現(xiàn)貯液罐內(nèi)冷卻液減少了，水管以及各連接處均未見有滲漏痕跡，由此判斷，冷卻系統(tǒng)可能存在內(nèi)漏，即水道與氣缸燃燒室竄通。</p><p>　　用升舉器將車輪懸空，在掛檔運轉的情況下進行尾氣檢測，當車速加至110km/h時，尾氣分析儀顯示HC值明顯偏高，并隨著油門加大而

55、上升。于是用斷油法逐缸檢測，當撥下第四缸噴油器接頭時，HC值恢復到正常值，顯然第四缸工作不良，拆下第四缸火花塞，火花塞呈鐵銹色，說明燃燒室內(nèi)已進水。拆下氣缸蓋，發(fā)現(xiàn)氣缸蓋上第四缸燃燒室與鄰近的水道之間有一寬約1.5mm的不太明顯的凹痕，于是將氣缸蓋表面加工處理，更換了氣缸墊，裝復后試車，故障排除。</p><p>　　小結：在維修時候，注意理論的貫通，水溫升高，應從多方面考慮問題。在日常保養(yǎng)的時候，應該仔細檢查車

56、輛存在的問題，避免發(fā)生危害行車安全的事故。 </p><p>　　車型：上海大眾桑塔納2000</p><p>　　6.2實例故障與排除 </p><p>　　故障現(xiàn)象：換水箱后水溫表顯示溫度很高，風扇不轉，水不循環(huán)，水箱一半熱一半涼。</p><p><b>　　故障分析：</b></p><p&

57、gt;　　該車冷卻系統(tǒng)在沒有排氣的情況下，冷卻系統(tǒng)內(nèi)還存在部分空氣，特別是水箱內(nèi)部存在空氣時，在冷車狀態(tài)下加注冷卻液，該車就很難一次性加滿冷卻液，況且在冷車狀態(tài)下節(jié)溫器是處于關閉狀態(tài)的，加注冷卻液時，看到付水壺已經(jīng)滿了，進入水箱的冷卻液卻很少，所以在著車數(shù)分鐘后就出現(xiàn)氣缸蓋水道內(nèi)的冷卻液溫度很高，水箱進水管一側是熱的，而水箱出水管另一側卻是涼的。</p><p>　　桑塔納2000的冷卻系統(tǒng)風扇熱敏開關安裝在水箱

58、的出水口處，用來調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻液的溫度。當水箱的出水溫度為 92 度 至 97 度 時，熱敏開關接通風扇電動機的低速檔開關，風扇開始運轉，保證有足夠的風量通過水箱；當水箱的出水溫度為 99 度 至105 度 時，熱敏開關接通風扇電動機的高速檔開關，風扇以更高的速度運轉。當冷卻液的溫度降到 91 度 至 98 度 時，風扇電動機開始恢復低速檔，而冷卻液降至 84 度 至 91 度 時，風扇電動機停止運轉。</p>

59、<p>　　水箱出水管另一側卻是涼的，滿足不了冷卻系統(tǒng)風扇熱敏開關閉合的基本條件，所以“風扇不轉”。</p><p>　　故障現(xiàn)象：桑塔納轎車在行駛中水溫偏高。</p><p>　　故障分析與排除：經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)散熱器溢罐蓋的出口冒出大量的高溫冷卻液；熄火后罐內(nèi)冷卻波逐漸減少，最后低于標準水位線。當加足冷卻液啟動發(fā)動機后，從蓋口中又看到冷卻液不斷從田水管中流進溢流罐內(nèi)，即使蓋擰緊仍會

60、溢出。從故障現(xiàn)象分析發(fā)現(xiàn)散熱器僅左邊進水口處很燙，而其它部位溫度明顯偏低，可見冷卻系只是進行小循環(huán)。經(jīng)檢查，毛病出在節(jié)溫器(失效)，更換新件之后，故障排除。</p><p>　　第七章 冷卻系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)</p><p>　　人們對發(fā)動機的養(yǎng)護，猶未重視的是潤滑系統(tǒng)，很少重視冷卻系統(tǒng)。殊不知汽車發(fā)動機最常見的故障，如活塞拉缸，爆震，嚴重的噪聲，加速動力下降等，這些都是由于發(fā)動機的工作溫度

61、異常，壓力過大，冷卻系統(tǒng)狀況不良而造成的，所以冷卻系統(tǒng)的日常維護保養(yǎng)尤為重要。</p><p>　　水箱檢查水箱：只需看一下副水箱的水量是否在上下限間即可。主水箱蓋子內(nèi)有一個橡膠墊圈，具有防止高壓水氣泄漏的功能，如發(fā)現(xiàn)墊圈失去彈性并已硬化，請立即更換。清洗水箱及冷卻管路。汽車發(fā)動機冷卻水最好使用清潔的軟水。</p><p>　　防凍液的使用：防凍液的主要成分為乙二醇，呈堿性，PH值多在7.

62、5-11之間，冰點應低于－25℃，沸點應高于106℃，有效期一般為1-2年。汽車每行駛兩年應更換發(fā)動機冷卻液。   </p><p>　　7.1使用防凍液應注意以下問題：</p><p>　　7.1.1、不同品牌的防凍液所使用的金屬緩蝕劑也不相同，因此不同品牌的防凍液不能混用    7.1.2、使用了防凍液的車輛，切勿直接補充自

63、來水，應該加入蒸餾水或去離子水，若實在沒有條件，加冷開水也比加自來水好。如果防凍液因泄漏損失，應補充同品牌的防凍液。防凍液應四季使用，夏天使用自來水的方法是不科學的，也是得不償失的。</p><p>　　7.1.3、有的防凍液存放一年后，會出現(xiàn)少量絮狀沉淀，這種現(xiàn)象多半是添加劑析出造成的，不必扔掉。如果出現(xiàn)大量的顆粒沉淀，表明該防凍液已經(jīng)變質，不能再使用了。</p><p>　　7.1.4

64、、選擇防凍液的另一個關鍵是確保安全性。高級防凍液兼具防腐、防垢、防沸、防凍、防銹等功效，還能對水箱起到很好的保護，一年四季都可使用。優(yōu)質防凍液外觀應清亮透明，并有醒目的顏色，無異味，而一些劣質防凍液根本不具備抗凍及防止開鍋功能，有的防凍液雖然冰點及沸點合格，但卻有腐蝕性，能把水箱及管路“咬”的千瘡百孔，影響行車。</p><p>　　7.2冷卻系統(tǒng)水垢形成的原因</p><p>　　汽車發(fā)

65、動機冷卻系統(tǒng)中的水垢與日常生活中所用的電器完全不同，除了具有鈣鎂離子形成的水垢之外，還有硅膠垢，腐蝕產(chǎn)物形成的金屬垢等，形成原因多種多樣。具體情況如下：</p><p>　　7.2.1．鈣、鎂離子水垢的形成主要來源與硬水的添加。在使用過程中，冷卻液會有一定的損失，需要及時向冷卻系統(tǒng)補充冷卻液。有些客戶不是補加冷卻液或蒸餾水，而是直接加入硬水，結果硬水中的鈣、鎂離子很容易與普通冷卻液中的無機鹽成分形成水垢。當這些水

66、垢形成于缸體襯里及缸蓋水道時，會出現(xiàn)局部高溫區(qū)，惡化潤滑條件，加速發(fā)動機系統(tǒng)的磨損，嚴重時還會造成缸蓋開裂。</p><p>　　7.2.2．硅膠垢主要來源于無機型冷卻掖中的硅酸鹽。作為鋁合金的特效腐蝕抑制劑硅酸鹽被廣泛應用于普通無機型冷卻掖中，但添加硬水時硅膠很容易析出，形成硅膠垢，堵塞散熱管且極難清除。結果大大降低傳熱效率，使發(fā)動機過熱。 </p><p>　　7.2.3．腐蝕產(chǎn)物還會

67、形成金屬垢。金屬垢以鐵和焊錫垢為主，前者是有普通無機型冷卻掖中的無機鹽與缸體上的鐵金屬反應生成的保護膜因消耗而脫落形成；后者是由于具有強氧化性的無機鹽副食抑制劑加劇錫“開花”腐蝕而形成的蓬松沉淀物，由于該金屬垢形成于冷卻系統(tǒng)焊縫位置，容易造成水道堵塞及焊縫過熱，因強度下降而引起泄露。</p><p>　　可想而知，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)在使用過程中，由于水溫的升高，水中的碳氫根與鈣、鎂離子相結合，而一些鈣鎂鹽類受熱分解

68、, 從溶于水的物質轉變成難溶于水的物質, 附著于金屬表面上結為水垢；由于水分的不斷蒸發(fā)和濃縮，水中的溶解鹽類含量不斷增加，超過了其溶解度達到飽和時，也會結水垢；另外，水循環(huán)系統(tǒng)中的硅膠和水在運行過程中一起受熱，當水溫超過60℃時候也會形成水垢。</p><p>　　7.3冷卻系統(tǒng)水垢的危害</p><p>　　水垢的導熱系數(shù)很低，是鑄鐵的1/25，黃銅的1/50。如果我們檢查拆下的發(fā)動機舊

69、缸蓋，就可以發(fā)現(xiàn)水套內(nèi)壁有厚厚的一層水垢。這些水垢形成于缸體襯里及缸蓋水道，極難清除。</p><p>　　分析認為，結垢不但降低了熱傳導效率，使局部區(qū)域因散熱性變差而溫度上升，導致與鄰近區(qū)域產(chǎn)生溫差或溫差加大。熱應力因溫差的加大而增大，會在應力集中的薄弱部位產(chǎn)生裂紋，而發(fā)動機缸蓋的排氣門就屬于這樣的部位。它溫度高、散熱條件差、結構單薄，水垢的隔熱作用使散熱條件進一步惡化，因而在應力集中的作用下會產(chǎn)生缸體裂紋。&

70、lt;/p><p>　　另外，結垢不僅使冷卻系統(tǒng)散熱性能變差，還會出現(xiàn)局部高溫區(qū)，惡化潤滑條件，使發(fā)動機溫度升高，加速發(fā)動機系統(tǒng)的磨損。嚴重的還會堵塞散熱管、堵塞冷卻系統(tǒng)管路等，結果大大降低傳熱效率，使發(fā)動機過熱，造成更大的事故，嚴重危害駕駛人員的行駛安全。</p><p>　　據(jù)國內(nèi)有關資料報導，在正常使用的汽車發(fā)動機的維修中，有6%是水循環(huán)系統(tǒng)水垢造成的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而故障的主要

71、原因是水垢導致金屬部件被腐蝕，由此可見水垢對汽車的危害有多大！人們更沒有想到汽車水箱中的水垢給我們帶來多么大的隱患，一旦水垢沉積過多，散熱不暢會導致發(fā)動機抱死，后果不堪設想。</p><p>　　7.4清理水垢的方法</p><p>　　人工清理法：這種方法需要把汽車水箱拆卸下來，進行人工錘、刮、鏟等清除水垢 , 最后沖洗排盡。此方法除垢效率低、且勞動強度大，不易清除干凈，還容易造成二次損

72、害。</p><p>　　水垢清洗劑：一般的清洗劑，無法徹底清除水道內(nèi)的水垢和酸性物質，有時也能泡下來大片脫落的水垢，但這樣會堵塞水道，有時要拆下水箱進行清洗；此種方法不能徹底清除頑固的水垢，也需要把汽車水箱拆卸下來，加入水垢清洗劑進行人工清除。此除垢方法能清除得很干凈，但是效率低、勞動強度大。</p><p>　　在日常維護過程中，注意對冷卻系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)，可使發(fā)動機在適宜的溫度下工作

73、，從而提高發(fā)動機使用壽命。</p><p><b>　　7.5冷卻液的更換</b></p><p>　　更換冷卻液時，將儀表板的暖風開關撥至右端使暖風控制閥全開，拆下冷卻液膨脹箱蓋，松開水泵口軟管夾箍，拉出冷卻液軟管，放出冷卻液后再將軟管夾箍擰緊。在膨脹箱中加入冷卻液，直到液面高度與最高標志齊平為止。擰緊膨脹箱蓋。啟動發(fā)動機，直到風扇運轉，將發(fā)動機熄火，檢查冷卻液高度

74、，必要時補充。膨脹箱內(nèi)冷卻液不能注滿，加注1/2即可，一般使用2年左右更換一次。</p><p>　　第八章冷卻系統(tǒng)智能控制</p><p>　　系統(tǒng)由于汽車運行過程中產(chǎn)生強烈的振動、熱輻射和電磁干擾，因此對系統(tǒng)電路有特殊要求：1.電路要有較高的抗振動能力，以適應不同路況、車況的要求。提高系統(tǒng)整體的可靠性和穩(wěn)定性。2.電路應采取有效的防護隔離措施，以提高其抗干擾能力。</p>

75、<p><b>　　8.1系統(tǒng)組成</b></p><p>　　該系統(tǒng)由電控冷卻風扇、電控節(jié)溫器、電控導風板、微控制機構組成。電控冷卻風扇由電動機驅動；電控節(jié)溫器利用電加熱引起雙金屬片變形，由雙金屬片變形帶動節(jié)溫閥旋轉運動，來改變大小循環(huán)；電控導風板由雙向電動機通過傳動機構使之打開或關閉；微控制機構是利用89C51開發(fā)的單片機控制系統(tǒng)。 </p><p>

76、　　8．2單片機控制系統(tǒng)工作原理</p><p>　　由溫度傳感器感受發(fā)動機水溫的變化，同時把溫度信號轉變?yōu)橥涑煞幢汝P系的電壓模擬信號。這些信號經(jīng)過處理(電容器低通濾波、校正和電壓跟隨器耦合)送入A/D轉換器(ADC0809)中INO信號通道。由A/D轉換器把采集來的模擬電壓信號轉換為數(shù)字信號并讀入單片機，89C510單片機89C51根據(jù)不同的輸入信號分析處理去控制驅動電路，實現(xiàn)對節(jié)溫器繼電器、導風板繼電器和風

77、扇繼電器的控制。即可實現(xiàn)對發(fā)動機冷卻能力的智能控制。</p><p>　　8.3單片機系統(tǒng)控制過程</p><p>　　當發(fā)動機預熱時(發(fā)動機水溫(70℃)，單片機根據(jù)檢測來的溫度數(shù)據(jù)處理分析向執(zhí)行元件發(fā)出控制信號，使其完成如下操作。</p><p>　　8.3.1.電控冷卻風扇不工作；</p><p>　　8.3.2.電控導風板關閉狀態(tài)；&

78、lt;/p><p>　　8.3.3.電控節(jié)溫器處于小循環(huán)狀態(tài)。</p><p>　　由于導風板關閉，冷卻風扇不工作，以至冷卻空氣不能進入散熱器；同時節(jié)溫器處于小循環(huán)(加熱電阻絲通電)，發(fā)動機水溫上升很快。當水溫升至75℃，單片機根據(jù)檢測來的溫度數(shù)據(jù)處理分析向執(zhí)行元件發(fā)出控制信號，使電控節(jié)溫器的加熱電阻絲斷電(讓其進入大循環(huán)控制狀態(tài))。當水溫達到80℃時，單片機又發(fā)出指令，使電控導風板處于敞開狀

79、態(tài)。</p><p>　　此時可充分利用汽車行駛迎面風對散熱器的冷卻作用，盡量減少冷卻風扇的工作時間。當水溫高達95℃時，單片機經(jīng)數(shù)據(jù)分析發(fā)出控制指令使電控冷卻風扇工作，而讓節(jié)溫器仍處于大循環(huán)狀態(tài)，導風板仍處于敞開狀態(tài)。這時冷卻系統(tǒng)的冷卻能力最大，實現(xiàn)快速降溫。當發(fā)動機水溫降至89℃時，單片機根據(jù)采樣數(shù)據(jù)分析處理發(fā)出控制指令，使執(zhí)行元件完成以下操作。</p><p>　　1.電控冷卻風扇不

80、工作；</p><p>　　2.電控導風板處于敞開狀態(tài)；</p><p>　　3.電控節(jié)溫器處于大循環(huán)狀態(tài)。</p><p>　　這樣，直到發(fā)動機水溫返升至95℃，電控冷卻風扇又重新工作。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　汽車冷卻系統(tǒng)對汽車來說是至關重要的，發(fā)動機就

81、如同人類的心臟，如果不好好保護就會受到威脅，現(xiàn)在隨著科技的發(fā)展，冷卻系統(tǒng)不象以往那樣只是單純的水冷循環(huán)，現(xiàn)在冷卻智能控制很受歡迎，所以以后的汽車發(fā)展中單純的冷卻系統(tǒng)不會占主導位置了；雖然智能控制要求很高，但是在高級轎車中很實用，它代表著未來冷卻系統(tǒng)的發(fā)展方向，并將占到主導位置。智能冷卻系統(tǒng)控制將會作為標準裝置在汽車上,未來一段時間在冷卻系統(tǒng)中將占主導位置;而智能控制將會提高發(fā)動機的使用壽命,保障汽車的安全行駛,提高人身安全等原因,將來智

82、能控制冷卻系統(tǒng)的發(fā)展將占主導位置.</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張憲輝.張廣坤?！镀嚬收显\斷技術》。北京：高等教育出版社，2008。</p><p>　　[2] 李勇等?！镀嚢l(fā)動機冷卻系統(tǒng)工作原理詳解》。山東：機械工業(yè)出版社，2007。</p><p>　　[3] 王増林

83、.李云峰.王秀紅等?！豆こ虣C械發(fā)動機構造與維修》。電子工業(yè)出版社，2008。</p><p>　　[4] 張鐵柱?！秲?nèi)燃機冷卻風扇溫度控制液壓驅動系統(tǒng)技術研究【J】》。內(nèi)燃機學報， 2002。</p><p>　　[5] 德國BOSCH著，魏春源譯?！镀囯姎馀c電子》。北京理工大學出版社，2004。</p><p>　　[6] 王新源，高平，郭新民等。《汽車發(fā)動機智

84、能冷卻系統(tǒng)的研究》。燃機工程，2003。</p><p>　　[7] 陳長春?！镀嚲S修質量檢驗》。機械工業(yè)出版社，2009。</p><p>　　[8] Heilin J.Wauer J.Stability of a nonlinear brake system at high operating speed.Nonlinear Dynamics 1998;120:992-9.</

85、p><p>　　[9] 閻連新，孟金法?！镀嚲S修技術》。北京理工大學出版社，2008。</p><p>　　[10] 王憲成等。《汽車典型電控系統(tǒng)的結構與維修》。高等教育出版社。2009。</p><p>　　[11] 李玉柱?！镀嚈z測與故障診斷技術》。冶金工業(yè)出版社。2008。</p><p><b>　　致 謝</b&g

86、t;</p><p>　　時間過的很快，兩年的大學生活就這么結束了，有些匆忙、有些不舍，卻也很充實。感謝我的學院讓我有一段值得回憶的快樂充實的大學生活。</p><p>　　感謝我的輔導員張金強老師，他給予我學習上的指導和生活上的無私幫助，表示衷心感謝！祝老師工作順利，桃李滿天下！</p><p>　　感謝我的論文導師校振華老師，校振華老師在我寫論文過程中為我提出了