1、婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 設(shè)計（論文）題目 發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的維護(hù) 系 部 汽車學(xué)院 專 業(yè) 汽車檢測與維修 班 級 13檢修2班 學(xué) 生 姓 名 蘇振華 學(xué) 號 201420130399 指 導(dǎo) 教 師 陳寶華 摘 要發(fā)動機(jī)過熱往往不是由一個癥狀明顯的大問題引發(fā)的，而很可能是由一些不起眼的小故障導(dǎo)致的。正確的做法是：把這些不起眼的小故障列入診斷清單，逐一檢查。請相信，這樣做花費(fèi)不了多長時間，卻可以收到事半功倍的效果。 目 錄1 引言12 冷卻系的概述13 水冷卻系統(tǒng)的組成及維護(hù)23.1 水泵43.2 節(jié)溫器43.3 風(fēng)扇43.4 散熱器53.5 汽缸水套及其他密封裝置53.6 冷

2、卻系統(tǒng)智能控制53.6.1 系統(tǒng)組成53.6.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)工作原理63.6.3 單片機(jī)系統(tǒng)控制過程64 冷卻系統(tǒng)的檢修75 溫度設(shè)定點(diǎn)75.1 提高溫度設(shè)定點(diǎn)85.2 降低溫度設(shè)定點(diǎn)8結(jié) 論8參考文獻(xiàn)9謝 辭101 引言一臺發(fā)動機(jī)，冷卻系統(tǒng)的維修率一直居高不下，往往會引起發(fā)動機(jī)其他構(gòu)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(jī)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(hù)發(fā)動機(jī)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。2 冷卻系的概述冷卻系統(tǒng)主要由散熱器，冷卻風(fēng)扇，冷卻水泵，

3、節(jié)溫器，補(bǔ)償水桶，發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的水套及其他附加裝置等組成。冷卻系統(tǒng)的功能是使發(fā)動機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機(jī)過熱，也要防止冬季發(fā)動機(jī)過冷。在發(fā)動機(jī)冷起動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。在發(fā)動機(jī)工作期間，最高燃燒溫度可能達(dá)到2500攝氏度，即使在怠速或中等轉(zhuǎn)速下，燃燒室的平均溫度也在1000攝氏度以上。因此，與高溫燃?xì)饨佑|的發(fā)動機(jī)零件受到強(qiáng)烈的加熱。在這種情況下，若不進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，發(fā)動機(jī)將會過熱，工作過程惡化，零件強(qiáng)度降低，機(jī)油變質(zhì)，零件磨損加劇，最終導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力性，經(jīng)濟(jì)性，可靠性及耐久性的全面下降。但是，冷卻過度也是有

4、害的。過度冷卻或使發(fā)動機(jī)時間在低溫下工作，均會使散熱損失和摩擦損失增加，零件磨損加劇，排放惡化，發(fā)動機(jī)工作粗暴，發(fā)動機(jī)功率下降及燃油消耗率增加。冷卻系統(tǒng)能夠很好地解決以上問題。3 水冷卻系統(tǒng)的組成及維護(hù)汽車發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)是保持發(fā)動機(jī)正常工作的重要部件，如果發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的維修率很高，就會引起發(fā)動機(jī)其他部件的損壞，使發(fā)動機(jī)的整體工作能力受到影響，因此，汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)就顯得尤為重要，冷卻系統(tǒng)配件包含：散熱器、水泵、散熱器電子扇總成、節(jié)溫器、水泵總成、散熱器補(bǔ)水壺、散熱器風(fēng)扇、散熱器下護(hù)板、散熱器蓋、散熱器上護(hù)板、節(jié)溫器蓋、水泵皮帶輪、散熱器風(fēng)扇葉、三通、散熱器水溫傳感器、散熱器風(fēng)

5、圈、散熱器風(fēng)扇、水管、散熱網(wǎng)、散熱器風(fēng)扇電機(jī)、上下水管、散熱器風(fēng)扇偶合器、散熱器支架、溫控開關(guān)等。在冬季保養(yǎng)汽車時，一定別忽視汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的保養(yǎng)，在水箱中加入汽車防凍液，而且是優(yōu)質(zhì)汽車防凍液，因?yàn)楹玫钠嚪纼鲆翰粌H能防止結(jié)冰，而且能防止生銹和結(jié)垢，抑制泡沫產(chǎn)生，消除氣阻，抑制鋁制部件的點(diǎn)蝕和氣蝕，保障水泵正常工作。在冬季保養(yǎng)時還應(yīng)對汽車?yán)鋮s系統(tǒng)進(jìn)行清洗，因?yàn)樵谒浜退纼?nèi)的鐵銹和水垢會限制防凍液在系統(tǒng)中流動，從而降低散熱效果，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)過熱，甚至造成發(fā)動機(jī)損壞。清洗汽車?yán)鋮s系統(tǒng)時用質(zhì)量好的冷卻系統(tǒng)強(qiáng)力清洗劑，能有效地把整個冷卻系統(tǒng)內(nèi)的鐵銹、水垢和酸性物質(zhì)完全清除干凈，清洗下來的水垢不是大片脫落

6、，而呈現(xiàn) 粉末狀懸浮在冷卻液中，不會堵塞發(fā)動機(jī)內(nèi)的小的水道。而一般的汽車清洗劑，無法清除水道內(nèi)的水垢和酸性物質(zhì)，有時甚至?xí)氯?，并且要拆下水箱進(jìn)行清洗。3.1 水泵發(fā)動機(jī)冷卻是由冷卻液的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)的，強(qiáng)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)。因此皮帶出現(xiàn)打滑、松弛、老化會影響冷卻時泵的功率。目前最先進(jìn)的水泵是寶馬新一代直六發(fā)動機(jī)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。3.2 節(jié)溫器冷卻液對發(fā)動機(jī)的冷卻，要根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況而隨時調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度低的時候，冷卻液就在發(fā)動機(jī)本身內(nèi)部做小循環(huán)，當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度高的時候，冷卻液就在

7、發(fā)動機(jī)散熱器之間做大循環(huán)。實(shí)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(dāng)水溫高時材料膨脹頂開閥門，冷卻液進(jìn)行大循環(huán)，當(dāng)水溫低時材料收縮關(guān)閉閥門，冷卻液小循環(huán)。這里值得說明的是，切勿將節(jié)溫器摘掉，否則會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)過冷而難以啟動。 3.3 風(fēng)扇為了提高散熱器的冷卻能力，在散熱器后面安裝冷卻風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)，冷卻風(fēng)扇有在正面安裝的，也有在側(cè)面安裝的，汽車在高速行駛過程中，冷卻風(fēng)扇將外面的空氣吸引進(jìn)來，利用自然風(fēng)，起到冷卻的作用。以前的轎車散熱器風(fēng)扇是由曲軸皮帶直接帶動的，發(fā)動機(jī)啟動它就要轉(zhuǎn)，不能視發(fā)動機(jī)溫度變化而變化

8、，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(fēng)力進(jìn)入。現(xiàn)在已經(jīng)普遍使用風(fēng)扇電磁離合器或者電子風(fēng)扇，當(dāng)水溫比較低時離合器與轉(zhuǎn)軸分離，風(fēng)扇不動，當(dāng)水溫比較高時由溫度傳感器接通電源，使離合器與轉(zhuǎn)軸接合，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。同樣，電子風(fēng)扇由電動機(jī)直接帶動，由溫度傳感器控制電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于電動風(fēng)扇的電源不受點(diǎn)火開關(guān)的控制，當(dāng)散熱器中冷卻液溫度下降至93-98時風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。如果發(fā)動機(jī)熄火后，散熱器中液溫若高于88-93，電動風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是不正常的。如果低于88時風(fēng)扇仍轉(zhuǎn)，則是不正常的；而溫度高于98時，仍不轉(zhuǎn)也是不正常的。當(dāng)溫度高于105時，溫控開關(guān)高溫部分接通，電源接通電動機(jī)便高速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)溫度達(dá)到120時

9、，冷卻水溫過高，報警指示燈閃亮，為風(fēng)扇有故障或冷卻液不足。如電動機(jī)風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，先檢查和更換熔斷絲，或檢修溫控開關(guān)，必要時再查看電風(fēng)扇有無損壞。3.4 散熱器散熱器兼作儲水及散熱作用，再此之上還裝有膨脹水箱。因?yàn)閱渭円蕾嚿崞饔袔讉€缺點(diǎn)，一是水泵吸水一側(cè)因壓力低而容易沸騰，水泵的葉輪容易穴蝕；二是氣水分離會產(chǎn)生氣阻；三是溫度高冷卻液容易沸騰。因此設(shè)計師就加裝了膨脹水箱，它的上下兩根水管分別與散熱器上部和水泵進(jìn)水口聯(lián)接，防止上述問題的產(chǎn)生。散熱水箱從外觀看狀似蜂窩，做成這種形狀是為了增加水箱的散熱面積，以增強(qiáng)散熱效果；因此要保持散熱水箱的清潔，以防止因散熱水箱堵塞帶來的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻液溫度過高。

10、3.5 汽缸水套及其他密封裝置它相當(dāng)于發(fā)動機(jī)燃燒室周圍的水道，當(dāng)發(fā)動機(jī)產(chǎn)生大量的熱時，汽缸水套將發(fā)揮降溫的作用在發(fā)動機(jī)中，水和油的管道涇渭分明、互不干涉，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。只要是流體，都有泄漏的可能。因此在冷卻系統(tǒng)的各個零部件之間的接口處應(yīng)注意防漏，如涂密封膠，擰緊緊固卡圈，定時更換密封圈等。3.6 冷卻系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)由于汽車運(yùn)行過程中產(chǎn)生強(qiáng)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：1.電路要有較高的抗振動能力，以適應(yīng)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

11、應(yīng)采取有效的防護(hù)隔離措施，以提高其抗干擾能力。3.6.1 系統(tǒng)組成該系統(tǒng)由電控冷卻風(fēng)扇、電控節(jié)溫器、電控導(dǎo)風(fēng)板、微控制機(jī)構(gòu)組成。電控冷卻風(fēng)扇由電動機(jī)驅(qū)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(zhuǎn)運(yùn)動，來改變大小循環(huán)；電控導(dǎo)風(fēng)板由雙向電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)使之打開或關(guān)閉；微控制機(jī)構(gòu)是利用89C51開發(fā)的單片機(jī)控制系統(tǒng)。 3.6.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)工作原理由溫度傳感器感受發(fā)動機(jī)水溫的變化，同時把溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)橥涑煞幢汝P(guān)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(zhuǎn)換器(ADC0809)中INO信號通道。由A/D轉(zhuǎn)換器把采集來的模擬電壓

12、信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并讀入單片機(jī)，89C510單片機(jī)89C51根據(jù)不同的輸入信號分析處理去控制驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)對節(jié)溫器繼電器、導(dǎo)風(fēng)板繼電器和風(fēng)扇繼電器的控制。即可實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)冷卻能力的智能控制。3.6.3 單片機(jī)系統(tǒng)控制過程當(dāng)發(fā)動機(jī)預(yù)熱時(發(fā)動機(jī)水溫(70)，單片機(jī)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。a.電控冷卻風(fēng)扇不工作；b.電控導(dǎo)風(fēng)板關(guān)閉狀態(tài)；c.電控節(jié)溫器處于小循環(huán)狀態(tài)。由于導(dǎo)風(fēng)板關(guān)閉，冷卻風(fēng)扇不工作，以至冷卻空氣不能進(jìn)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(jī)水溫上升很快。當(dāng)水溫升至75，單片機(jī)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

13、號，使電控節(jié)溫器的加熱電阻絲斷電(讓其進(jìn)入大循環(huán)控制狀態(tài))。當(dāng)水溫達(dá)到80時，單片機(jī)又發(fā)出指令，使電控導(dǎo)風(fēng)板處于敞開狀態(tài)。此時可充分利用汽車行駛迎面風(fēng)對散熱器的冷卻作用，盡量減少冷卻風(fēng)扇的工作時間。當(dāng)水溫高達(dá)95時，單片機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)分析發(fā)出控制指令使電控冷卻風(fēng)扇工作，而讓節(jié)溫器仍處于大循環(huán)狀態(tài)，導(dǎo)風(fēng)板仍處于敞開狀態(tài)。這時冷卻系統(tǒng)的冷卻能力最大，實(shí)現(xiàn)快速降溫。當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫降至89時，單片機(jī)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。a.電控冷卻風(fēng)扇不工作；b.電控導(dǎo)風(fēng)板處于敞開狀態(tài)；c.電控節(jié)溫器處于大循環(huán)狀態(tài)。這樣，直到發(fā)動機(jī)水溫返升至95，電控冷卻風(fēng)扇又重新工作。4 冷卻系統(tǒng)的檢修

14、常見引起發(fā)動機(jī)過熱的原因有:冷卻空氣流量減少(如散熱器阻塞等)；散熱風(fēng)扇不工作；低速上坡，環(huán)境溫度過高；V型皮帶過松，轉(zhuǎn)動效率差；以及缸體有水垢，節(jié)溫器失效，水泵損壞，熱敏開關(guān)失靈等。為防止冷卻液溫度過高，在使用中必須保持散熱器和水套清潔、冷卻液數(shù)量充足、風(fēng)扇皮帶張緊適當(dāng)，以防發(fā)動機(jī)在負(fù)荷工作時間過長。必須注意以下要點(diǎn):1.保持冷卻系(尤其散熱器)外部和內(nèi)部清潔，是提高散熱效能的重要條件。散熱器外部沾有泥污或碰撞變形，均合影響風(fēng)量流通，使冷卻液溫度過高，必要時清洗或修復(fù)。2.按規(guī)定使用防凍冷卻液，保持冷卻液數(shù)量充足。正確的冷卻液液面高度:當(dāng)發(fā)動機(jī)處于冷態(tài)時，冷卻液液面在膨脹箱內(nèi)，位于最高和最低

15、標(biāo)志之間。膨脹箱內(nèi)裝有自動液位報警傳感器，當(dāng)箱內(nèi)液面過低時、位于儀表板上的冷卻液溫度報警燈問爍，應(yīng)及時予以添加。3.應(yīng)保持風(fēng)扇皮帶張緊力適當(dāng)，風(fēng)扇正常工作。皮帶過松影響水循環(huán)，加劇其磨損；過緊易損壞軸承。4.熱敏開關(guān)連接良好，若有松動會影響風(fēng)扇換檔變速及正常運(yùn)轉(zhuǎn)；如果發(fā)現(xiàn)冷卻系溢水，應(yīng)及時檢查節(jié)溫器技術(shù)狀況。5.防止發(fā)動機(jī)大負(fù)荷、長時間工作，以免水溫過高；上坡及時換檔，減輕負(fù)荷。汽車長時間坡道行駛、擋住低或是環(huán)境溫度較高時，應(yīng)注意散熱。更換冷卻液時，將儀表板的暖風(fēng)開關(guān)撥至右端使暖風(fēng)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

16、卻液，直到液面高度與最高標(biāo)志齊平為止。擰緊膨脹箱蓋。啟動發(fā)動機(jī)，直到風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，將發(fā)動機(jī)熄火，檢查冷卻液高度，必要時補(bǔ)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。5 溫度設(shè)定點(diǎn)發(fā)動機(jī)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(hù)發(fā)動機(jī)。由于冷卻系統(tǒng)設(shè)定的冷卻溫度是以滿負(fù)荷時最大散熱率為基礎(chǔ)，因此，發(fā)動機(jī)和冷卻系統(tǒng)在部分負(fù)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(shè)定點(diǎn)可改善發(fā)動機(jī)和冷卻系統(tǒng)在部分負(fù)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

17、或金屬溫度設(shè)定點(diǎn)。升高或降低溫度點(diǎn)都各有特點(diǎn)，這取決于希望達(dá)到的目的。 5.1 提高溫度設(shè)定點(diǎn)提高工作溫度設(shè)定點(diǎn)是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優(yōu)點(diǎn)，它直接影響發(fā)動機(jī)損耗和冷卻系統(tǒng)的效果以及發(fā)動機(jī)排放物的形成。提高工作溫度將提高發(fā)動機(jī)機(jī)油溫度，降低發(fā)動機(jī)摩擦磨損，降低發(fā)動機(jī)燃油消耗。 研究表明，發(fā)動機(jī)工作溫度對摩擦損失有很大影響。將冷卻液排出溫度提高到150，使氣缸溫度升高到195，油耗則下降4%-6%。將冷卻液溫度保持在90-115范圍內(nèi)，使發(fā)動機(jī)機(jī)油的最高溫度為140，則油耗在部分負(fù)荷時下降10%。 5.2 降低溫度設(shè)定點(diǎn)降低冷卻系統(tǒng)的工作溫度可提高發(fā)動機(jī)充氣效率，降低進(jìn)氣溫度。這對

18、燃燒過程、燃油效率及排放有利。降低溫度設(shè)定點(diǎn)可以節(jié)省發(fā)動機(jī)運(yùn)行成本，提高部件使用壽命。 結(jié) 論汽車?yán)鋮s系統(tǒng)對汽車來說是至關(guān)重要的，發(fā)動機(jī)就如同人類的心臟，如果不好好保護(hù)就會受到威脅，現(xiàn)在隨著科技發(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(dǎo)位置了，雖然智能控制要求很高，但是在高級轎車中很實(shí)用，它代表著未來冷卻系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)方向，智能冷卻系統(tǒng)控制將會作為標(biāo)準(zhǔn)裝置在汽車上，未來一段時間在冷卻系統(tǒng)中將占主導(dǎo)位置；而智能控制將會提高發(fā)動機(jī)的使用壽命，保障汽車的安全行駛,提高人身安全等原因，將來智能控制冷卻系統(tǒng)的發(fā)展將占主導(dǎo)位置。參考文獻(xiàn)1 楊萬福.發(fā)動機(jī)原理與汽車性能.北京：高等教育出版社，20042 孔憲輝.張廣坤。汽車故障診斷技術(shù)。北京：高等教育出版社,20023 張子波.汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修。北京：高等教育出版社，20054 陳家瑞等.汽車構(gòu)造.北京:人民交通出版社,20035 黃虎等.現(xiàn)代汽車維修.上海:上海交通大學(xué)出版社,20016 王義春 楊英俊 谷中麗 混合動力車輛冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計（J）北京理工大學(xué)學(xué)報2004.17 高鏡惠 花松 汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的模糊控制（J）小型內(nèi)燃機(jī)與摩