1、汽车空调常见故障分析与检测大学论文 编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目汽车发动机冷却系统的故障和维护学生姓名马正兴学 号81112102院 系汽车工程系专 业汽车电子技术班 级811121指导教师屈进勇 讲师顾问教师二一四年十一月 摘要冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作，发动机的冷却系有风冷和水冷之分，以空气为冷却介质的冷却系成为风冷；以冷却液为冷却介质的称为水冷系。汽车多采用封闭式强制循环冷却水系，随着汽车工业的日益发展，汽车发动机已逐渐朝着“大功率，省燃料，结构紧凑”的方向发展，其强化系数也提出了更为苛刻的要求。水最先被用来作为水冷
2、系的冷却介质，而现在汽车多采用防冻液作为水冷介质。本文主要介绍发动机冷却系统的功用，组成与类型，水冷却系的循环水路，主要部件的结构与维修及其故障的诊断，智能控制等内容。 关键词：汽车发动机冷却系统；故障诊断与维修；冷却系统结构；智能控制AbstractCooling system function is the heated part of the heat absorption part is distributed in a timely manner, to ensure the engine to work at appropriate temperature, the cooling
3、 system of the engine air cooling and water cooling of the points, with air as the cooling medium to become air cooling; cooling liquid forcooling medium is called water cooling system. The car used more closed forced circulation cooling water system, with the development of automobile industry, the
4、 automobile engine has gradually towards the big power, fuel saving, compact structure the direction of development, the enhancement coefficient is put forward more stringent requirements. The first to be used as cooling mediumwater cooling system, and now the car use antifreeze as water medium. Thi
5、s paper mainly introducesthe function ofthe engine cooling system, composition and types, circulating water cooling system, structure and main parts repair andfault diagnosis Intelligent control and other content.Keywords:The car engine cooling system；Fault diagnosis and repair；The cooling system st
6、ructure；Intelligent control目 录摘要 IAbstract II目 录 III第一章 概述 11.1发动机冷却系统的功用 11.2发动机冷却系统的分类及特点 11.2.1精确冷却系统 11.2.2分流式冷却系统 2第二章发动机冷却系统的组成结构及工作原理 32.1发动机冷却系统的组成结构 32.1.1发动机冷却系统的循环 32.2冷却系统的部件分析 32.2.1冷却液 32.2.2节温器 42.2.3水泵 42.2.4散热器 52.2.5散热风扇 52.2.6水温感应器 52.2.7蓄液罐 5第三章 汽车冷却系统的故障诊断与维护 63.1冷却系的故障诊断 63.2节温
7、器 73.3水泵 73.4冷却液充足但发动机过热的故障诊断 93.4.1故障现象 93.4.2故障原因 93.4.3故障诊断 93.5冷却液不足、发动机过热的故障诊断 103.5.1冷却液不足、发动机过热的故障诊断 103.6冷却液泄露 113.6.1故障现象 113.6.2产生原因 113.6.3判断及排除 113.7冷却系统引起的发动机故障 113.7.2发动机突然变热 113.7.3发动机升温缓慢 12第四章汽车发动机冷却系统实例 144.1上海桑塔纳2000GLi型轿车冷却系统产生“气阻” 144.1.1故障现象 144.1.2故障诊断与排除 144.2夏利TJ7100发动机冷却液消耗
8、过多 144.2.1故障现象 144.2.2故障诊断与排除 144.3捷达GL型轿车冷却液消耗过多 154.3.1故障现象 154.3.2故障诊断与排除 154.4发动机突然过热的故障诊断 154.4.1故障现象 154.4.2故障原因 154.4.3故障诊断 154.5现代索塔纳轿车行驶中发动机突然“开锅” 164.5.1故障现象 164.5.2故障诊断与排除 16第五章汽车发动机冷却系统智能控制 175.1汽车发动机冷却系统智能控制的研究意义 175.2现代发动机冷却系统的发展趋势和国内外研究现状 18第六章 总结与展望 206.1总结 206.2论文存在的不足与展望 20致 谢 21参考
9、文献 22第一章 概述汽车冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机的冷却系有风冷和水冷之分。以空气为冷却介质的冷却系成为风冷系;以冷却液为冷却介质的称水冷系。1.1发动机冷却系统的功用汽车冷却系统的作用是保证发动机可以迅速达到理想的工作温度，并且无论环境和工作条件如何变化，始终保持在这一温度范围。无论是在极冷或极热的条件下，无论是在交通堵塞的城市环境中还是在高速公路上全速行驶，发动机必须能够同样高速地运转。现代的高效率发动机对于工作温度有着极其精确的要求。尽可能高效率地利用燃油对于尾气排放的控制系统也很重要。冷却液在缸盖和发动机缸体中的水道
10、中循环流动时可以吸收热量，然后在水泵的作用下，使冷却液流入散热器，而车外的空气穿过散热器栏，是散热器中的冷却液冷却。系统中的冷却液的流量由一个节温器控制，可以保证升温和冷却之间的平衡。在您汽车的使用期间，根据所行驶的里程、环境等，冷却系统的某些零件可能需要更换和更新。这时，选择原装配件就显得尤为重要。因为如果您希望绝对确保各个部件可以按照设计要求彼此匹配，这将是唯一的选择。原装的水泵的容量与发动机和散热器中的冷却液流动的需要完全匹配，这使得无论外部温度高或低，无论发动机转速高或低，水泵都可以满足需要。为了使发动机迅速达到理想温度，节温器可以限制流入散热器的流量。并使冷却液在发动机内部循环，直到
11、到达了适当的工作温度。冷却系统在一定压力下工作，这就是为什么系统中的软管必须能够承受连续的震动，因为散热器和驾驶室风扇暖机都是始终固定在车身上的，但发动机是通过柔性支架悬置在发动机室中。冷却液除了可以防止结冰并可承受超过100摄氏度的温度，它还必须可以防止系统中各类金属之间的腐蚀。1.2发动机冷却系统的分类及特点1.2.1精确冷却系统精确冷却系统主要体现在冷却水套的结构设计与冷却液流速的设计中。在精确冷却系统中，热关键区，如排气门周围，冷却液有较大的流速，热传递效率高，冷却液的温度梯度变化小。这样的效果来自缩小这些地方冷却液通道的横截面，提高流速，减少流量。精确冷却系统的设计关键在于确定冷却水
12、套的尺寸，选择匹配的冷却水泵，保证系统的散热能力能够满足低速大负荷时关键区域工作温度的需求。发动机冷却液流速的变化范围相当大，从怠速时的1 m/s到最大功率时的5 m/s。故应将冷却水套和冷却系统整体考虑，相互补充，发挥最大潜力。研究表明，采用精确冷却系统，在发动机整个工作转速范围，冷却液流量可下降40%。对气缸盖上冷却水套的精确设计，可使普通冷却道的流速从1.4m/s提高到4 m/s，大大提高气缸盖传热性，将气缸盖的金属温度降低到60。1.2.2分流式冷却系统分流式冷却系统为另外一种冷却系统。在这种冷却系统中，气缸盖和气缸体由各自的液流回路冷却，气缸盖和气缸体具有不同的温度。分流式的冷却系统
13、具备特有的优势，可使发动机各部分在最优的温度设定点工作。冷却系统的整体效率达到最大。每个冷却回路将在不同冷却温度设定点或流速下工作，创造理想的发动机温度分布。理想的发动机热工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO，HC和NOx的形成，也提高输出功率。较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度相差100。气缸温度可高达150，而缸盖温度可降低50，减少缸体摩擦损失，降低油耗。较高的缸体温度使油耗降低4%-6%，在部分负荷时HC降低20%-35
14、%。节气门全开时，缸盖和缸体温度设定值可调到50和90，从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。第二章发动机冷却系统的组成结构及工作原理2.1发动机冷却系统的组成结构冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机的冷却系有风冷和水冷之分。以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系；以冷却液为冷却介质的称为水冷系。2.1.1发动机冷却系统的循环汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，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流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。在冷却系统中，其实有两个
15、散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。 1.冷却发动机的主循环主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80后)，冷却循环开始了“正常循环”。这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。 2.车内取暖的循环这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷
16、却循环。冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。2.2冷却系统的部件分析在整个冷却系统中，冷是冷却液却介质，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置(类似散热器)。2.2.1冷却液冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。酒精型冷却液是用乙醇(俗称酒精)作防冻剂，价格便宜，流动性好，配制工艺简单，但沸点较低、易蒸发损失、冰点易升高、易燃等，现已逐渐被淘汰；甘油型冷却液沸
17、点高、挥发性小、不易着火、无毒、腐蚀性小，但降低冰点效果不佳、成本高、价格昂贵，用户难以接受，只有少数北欧国家仍在使用；乙二醇型冷却液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68，这种冷却液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点，是一种较为理想的冷却液，目前国内外发动机所使用的和市场上所出售的冷却液几乎都是这种乙二醇型冷却液。 冷却液是汽车发动机不可缺少的一部分。它在发动机冷却系统中循环流动，将发动机工作中产生的多余热能带走，使发动机能以正常工作温度运转。当冷却液不足时，将会使发动机水温过
18、高，而导致发动机机件的损坏。车主一旦发现冷却液不足，应该及时添加。2.2.2节温器节温器是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的正常工作。如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。节温器跟冷却液进行大循环和小循环有关当发动机温度还没有达到正常温度前处节温器处于关闭状态,发动机水套内冷却液只能在水箱的上半部循环,就是所谓的小循环，目的是让发动机快速升温,因为在低温状态下很耗油对对车损坏也是最大的,随之就
19、是带来的积碳的一些列的问题。当冷却水超过正常温度后节温器能打开,让水在整个水箱大循环,起到快速散热,节温器基本就这个作用了.如果没有节温器来控制水的循环范围和速度,在高速状态下水温会很低的,因为水一直循环流动可以带走很多热能，车就一直处在低温状态这样会增加了耗油量。主要使用的节温器为腊式节温器，当冷却温度低于规定值时，节温器感温体内的精致石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力
20、使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。节温器大多数布置在汽缸盖出水管路中，这样的优点是结构简单，容易排除冷却系统中的气泡；缺点是节温器在工作时经常开闭，产生振荡现象。2.2.3水泵水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动。水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液，轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时，最先应该注意的是水泵皮带，检查皮带是否断裂或松动。2.2.4散热器散热器是一种加快发热体热量散发的装置，衡量一个散热器的好坏有两点：散热和静音。计算机部件中大量使用集成电路。众所周知，高温是集成电路的大敌。高温不但会导致系统运行不稳，使用寿命
21、缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。导致高温的热量不是来自计算机外，而是计算机内部，或者说是集成电路内部。散热器的作用就是将这些热量吸收，然后发散到机箱内或者机箱外，保证计算机部件的温度正常。多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到远处，比如机箱内的空气中，然后机箱将这些热空气传到机箱外，完成计算机的散热。2.2.5散热风扇正常行驶中，高速气流已足以散热，风扇一般不会在这时候工作；但在慢速和原地运行时，风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。散热风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即：电能电磁能机械能动能。其电路原理一般分为多种形式，采用的电路不同，
22、风扇的性能就会有差异。2.2.6水温感应器水温感应器其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出90以上，水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时，风扇不转，水温感应器和风扇本身就需要检查。容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出开关的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出开的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控
23、制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。2.2.7蓄液罐蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化，所以不要加液过满。如果蓄液罐完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷却液，不然蓄液罐就失去功用。第三章 汽车冷却系统的故障诊断与维护3.1冷却系的故障诊断汽车冷却系统常见故障的原因及其故障分析如图表3-1。表3-1冷却系统故障常见的原因及其故障分析序号故障位置原因现象处理1百叶窗叶片锈蚀开闭不灵、通风量降低、发动机温度过高更换新建2散热器破裂漏水、水垢堵塞冷却效果降低、发动机经常“开锅”清水清洗或焊修3散热器盖进、排气阀工作实效冷却液泄露和溅出；
24、冷却液蒸发过多更换新建4风扇叶断裂、反装、传动带打滑空气流量减少、水循环过慢必要时更换新建5水泵水封老化、密封圈磨损、轴承松旷漏水、冷却液不足、发动机过热、轴承异响修复或更换6节温器阀门发卡、工作实效水循环减慢或中断、发动机温度过高更换新建7水温表及感应塞工作实效水温表指示不准或不指示更换新建8水套锈蚀及水垢太多热异不良、散热器经常开锅清洗冷却系统、使用防锈冷却液9分水管铁锈或损坏漏水或堵塞更换新建续表3-1冷却系统故障常见的原因及其故障分析10胶水开关损坏漏水、使冷却液减少更换新建3.2节温器从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。节温器在80后开启，95时
25、开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入“正常循环”，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。蜡式节温器的安全寿命一般为50000km汽车行使里程，因此要求按照其安全寿命定期更换。节温器的检查方法在温度可调试恒温加热设备检查节温器主阀门的开启温度，全开温度及升程，其中有一项不符合规范定值，则应更换节温器。例如桑塔纳JV发动机的节温器，其主阀门的开启温度为87正负2，全开温度是102正负3，全开升程7mm。3.3水泵1.无法
26、启动首先应检查电源供电情况：接头连接是否牢靠；开关接触是否紧密；保险丝是否熔断；三相供电的是否缺相等。如有断路、接触不良、保险丝熔断、缺相，应查明原因并及时进行修复。其次检查是否是水泵自身的机械故障，常见的原因有：填料太紧或叶轮与泵体之间被杂物卡住而堵塞；泵轴、轴承、减漏环锈住；泵轴严重弯曲等。排除方法：放松填料，疏通引水槽；拆开泵体清除杂物、除锈；拆下泵轴校正或更换新的泵轴。2.水泵发热原因：轴承损坏；滚动轴承或托架盖间隙过小；泵轴弯曲或两轴不同心；胶带太紧；缺油或油质不好；叶轮上的平衡孔堵塞，叶轮失去平衡，增大了向一边的推力。排除方法：更换轴承；拆除后盖，在托架与轴承座之间加装垫片；调查泵
27、轴或调整两轴的同心度；适当调松胶带紧度；加注干净的黄油，黄油占轴承内空隙的60%左右；清除平衡孔内的堵塞物。3流量不足这是因为：动力转速不配套或皮带打滑，使转速偏低；轴流泵叶片安装角太小；扬程不足，管路太长或管路有直角弯；吸程偏高；底阀、管路及叶轮局部堵塞或叶轮缺损；出水管漏水严重。排除方法：恢复额定转速，清除皮带油垢，调整好皮带紧度；调好叶片角，降低水泵安装位置，缩短管路或改变管路的弯曲度；密封水泵漏气处，压紧填料；清除堵塞物，更换叶轮；更换减漏环，堵塞漏水处。4.吸不上水原因是泵体内有空气或进水管积气，或是底阀关闭不严灌引水不满、真空泵填料严重漏气，闸阀或拍门关闭不严。排除方法：先把水压上
28、来，再将泵体注满水，然后开机。同时检查逆止阀是否严密，管路、接头有无漏气现象，如发现漏气，拆卸后在接头处涂上润滑油或调合漆，并拧紧螺丝。检查水泵轴的油封环，如磨损严重应更换新件。管路漏水或漏气。可能安装时螺帽拧得不紧。若渗漏不严重,可在漏气或漏水的地方涂抹水泥,或涂用沥青油拌和的水泥浆。临时性的修理可涂些湿泥或软肥皂。若在接头处漏水,则可用扳手拧紧螺帽,如漏水严重则必须重新拆装，更换有裂纹的管子；降低扬程，将水泵的管口压入水下0.5m。5.剧烈震动主要有以下几个原因：电动转子不平衡；联轴器结合不良；轴承磨损弯曲；转动部分的零件松动、破裂；管路支架不牢等原因。可分别采取调整、修理、加固、校直、更
29、换等办法处理。上述情况是造成水泵故障的常见原因，并不是全部原因，实践中处理故障，因实际分析，应遵循先外后里的原则，切莫盲目操作。6.配套动力电动机过热原因有四。一是电源方面的原因：电压偏高或偏低，在特定负载下，若电压变动范围应在额定值的+10%至5%之外会造成电动机过热；电源三相电压不对称，电源三相电电压相间不平衡度超过5%，会引绕组过热；缺相运行，经验表明农用电动机被烧毁85%以上是由于缺相运行造成的，应对电动机安装缺相保护装置。二是水泵方面的原因：选用动力不配套，小马拉大车，电动机长时间过载运行，使电动机温度过高；启动过于频繁、定额为短时或断续工作制的电动机连续工作。应限制启动次数，正确选
30、用热保护，按电动机上标定的定额使用。三是电动机本身的原因：接法错误，将形误接成Y形，使电动机的温度迅速升高；定子绕组有相间短路、匝间短路或局部接地，轻时电动机局部过热，严重时绝缘烧坏；鼠笼转子断条或存在缺陷，电动机运行1至2小时，铁芯温度迅速上升；通风系统发生故障，应检查风扇是否损坏，旋转方向是否正确，通风孔道是否堵塞；轴承磨损、转子偏心扫膛使定转子铁心相擦发出金属撞击声，铁芯温度迅速上升，严重时电动机冒烟，甚至线圈烧毁。四是工作环境方面的原因：电动机绕组受潮或灰尘、油污等附着在绕组上，导致绝缘降低。应测量电动机的绝缘电阻并进行清扫、干燥处理；环境温度过高。当环境温度超过35时，进风温度高，会
31、使电动机的温度过高，应设法改善其工作环境。如搭棚遮阳等。注意：因电方面的原因发生故障，应请获得专业资格证书的电工维修，一知半解的人不可盲目维修，防止人身伤害事故的发生。3.4冷却液充足但发动机过热的故障诊断3.4.1故障现象1.发动机冷却液充足，但行驶过程中发动机无力，冷却液温度超过规定值；2.汽车行驶中发动机温度正常，但一停车冷却液立即沸腾。3.4.2故障原因提示：发动机过热的原因一般有以下几个方面：冷却系统的冷却强度不足；发动机散热量过小。1.百叶窗开度不足；2.风扇传动带打滑；3.散热器出水胶管老化吸瘪或内壁脱落层堵塞；4.冷却风扇装反、扇叶角度变小或新换的风扇规格不符合要求；5.电动风扇不转或转速过低，硅油风扇离合器损坏；6.节温器失效；7.水套内水垢过多，或水管堵塞，分水不畅；8.散热器芯管堵塞或散热片倾倒过多；9.水泵损坏；10.气缸垫烧穿使相连两缸串通，或缸体、缸盖出现裂缝，使高温高压的气体进入冷却系统；11.点火时间过迟；12.混合气稀或过浓；13.燃烧室积碳过多；14.车辆长时间大负荷工作；3.4.3故障诊断
