畢業(yè)論文2013(共26頁)

1、PAGE PAGE - 24 -畢業(yè)設(shè)計(b y sh j)設(shè)計題目 淺析發(fā)動機冷卻系統(tǒng)維護及發(fā)展 學生姓名 xxx 學 號 xxxxxxx 專業(yè)班級 車輛工程 指導(dǎo)教師 xxx 專業(yè)(zhuny)名稱 車輛(chling)工程 20 13 年 4 月 16 日目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc354756341 中文(zhngwn)摘要 PAGEREF _Toc354756341 h - 1 - HYPERLINK l _Toc354756342 英文摘要(zhiyo) PAGEREF _Toc354756342 h - 2 - HYPERLINK

2、 l _Toc354756343 第一章 引 言 PAGEREF _Toc354756343 h - 3 - HYPERLINK l _Toc354756344 1.1冷卻系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc354756344 h - 3 - HYPERLINK l _Toc354756345 1.2冷卻系統(tǒng)工作環(huán)境 PAGEREF _Toc354756345 h - 3 - HYPERLINK l _Toc354756346 第二章 冷卻系統(tǒng)的作用與組成 PAGEREF _Toc354756346 h - 4 - HYPERLINK l _Toc354756347 2.1冷卻系統(tǒng)的作用和分類

3、PAGEREF _Toc354756347 h - 4 - HYPERLINK l _Toc354756348 2.2冷卻系統(tǒng)的組成 PAGEREF _Toc354756348 h - 4 - HYPERLINK l _Toc354756349 2.2.1水泵 PAGEREF _Toc354756349 h - 5 - HYPERLINK l _Toc354756350 2.2.2節(jié)溫器 PAGEREF _Toc354756350 h - 5 - HYPERLINK l _Toc354756351 2.2.3空氣的流動 PAGEREF _Toc354756351 h - 6 - HYPERLI

4、NK l _Toc354756352 2.2.4散熱器 PAGEREF _Toc354756352 h - 6 - HYPERLINK l _Toc354756353 2.2.5 冷卻風扇 PAGEREF _Toc354756353 h - 8 - HYPERLINK l _Toc354756354 2.2.6 護風罩 PAGEREF _Toc354756354 h - 9 - HYPERLINK l _Toc354756355 2.2.7 膨脹水箱 PAGEREF _Toc354756355 h - 10 - HYPERLINK l _Toc354756356 2.2.8冷卻介質(zhì) PAGER

5、EF _Toc354756356 h - 11 - HYPERLINK l _Toc354756357 2.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計計算 PAGEREF _Toc354756357 h - 14 - HYPERLINK l _Toc354756358 2.3.1 冷卻性能基本計算式： PAGEREF _Toc354756358 h - 14 - HYPERLINK l _Toc354756359 2.3.2冷卻水流量 （kg/h）的算法 PAGEREF _Toc354756359 h - 15 - HYPERLINK l _Toc354756360 第三章 冷卻系統(tǒng)的主要故障及解決方案 PAGEREF

6、_Toc354756360 h - 16 - HYPERLINK l _Toc354756361 3.1冷卻系統(tǒng)主要故障 PAGEREF _Toc354756361 h - 16 - HYPERLINK l _Toc354756362 3.2冷卻系統(tǒng)主要故障的免解體解決方案 PAGEREF _Toc354756362 h - 17 - HYPERLINK l _Toc354756363 3.2.1高溫故障的解決方法 PAGEREF _Toc354756363 h - 17 - HYPERLINK l _Toc354756364 3.2.2滲漏故障的解決 PAGEREF _Toc35475636

7、4 h - 17 - HYPERLINK l _Toc354756365 3.3冷卻系統(tǒng)的維護 PAGEREF _Toc354756365 h - 18 - HYPERLINK l _Toc354756366 3.3.1檢查冷卻液 PAGEREF _Toc354756366 h - 18 - HYPERLINK l _Toc354756367 3.2.2清洗冷卻系 PAGEREF _Toc354756367 h - 18 - HYPERLINK l _Toc354756368 第四章 冷卻系統(tǒng)的發(fā)展(智能控制) PAGEREF _Toc354756368 h - 19 - HYPERLINK

8、l _Toc354756369 4.1系統(tǒng)組成 PAGEREF _Toc354756369 h - 19 - HYPERLINK l _Toc354756370 4.2單片機控制系統(tǒng)工作原理 PAGEREF _Toc354756370 h - 20 - HYPERLINK l _Toc354756371 4.3單片機系統(tǒng)控制過程 PAGEREF _Toc354756371 h - 20 - HYPERLINK l _Toc354756372 結(jié) 論 PAGEREF _Toc354756372 h - 21 - HYPERLINK l _Toc354756373 謝 辭 PAGEREF _Toc

9、354756373 h - 22 - HYPERLINK l _Toc354756374 參考文獻 PAGEREF _Toc354756374 h - 23 -中文(zhngwn)摘要淺析發(fā)動機冷卻系統(tǒng)維護(wih)及發(fā)展摘 要：本文論述了冷卻系統(tǒng)的作用、組成、主要構(gòu)造、工作原理(yunl)、日常維護、故障的檢測步驟和排除方法，同時論述了冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)化、模塊化設(shè)計方法以及冷卻系統(tǒng)的智能控制，并舉例做出簡單介紹。 關(guān)鍵詞：冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)維護 溫度設(shè)定點 冷卻系統(tǒng)智能控制 英文摘要(zhiyo)Design of engine cooling systemAbstract: This pape

10、r discusses the role of the cooling system, composition, the main structure, working principle, routine maintenance, fault detection and troubleshooting steps, but systematic exposition of the cooling system, modular design, and cooling system, intelligent control, and make a brief example. Keywords

11、: Cooling system Cooling system maintenance Temperature set point Intelligent control of cooling system 第一章 引 言1.1冷卻系統(tǒng)概述(i sh)目前，傳統(tǒng)的節(jié)溫器、保溫簾和冷卻風扇仍廣泛應(yīng)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(qū)動，其冷卻能力只能隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的變化而變化，不能滿足實際散熱要求。而且三者的

12、動作互不聯(lián)系，工作效率低，燃油浪費率高，不適應(yīng)現(xiàn)代汽車技術(shù)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(yīng)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(shè)電控導(dǎo)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(jnxng)自動控制，以實現(xiàn)發(fā)動機快速預(yù)熱，大量減少發(fā)動機的傳熱損失和功率損失。1.2冷卻系統(tǒng)工作(gngzu)環(huán)境在汽車發(fā)動機工作期間，最高燃燒溫度可能高達2500；即使在在怠速或中等

13、轉(zhuǎn)速下，燃燒室的平均溫度也在1000。因此，與高溫燃氣接觸的發(fā)動機零件被強烈地加熱。若不及時將這些高溫零件上的過多熱量散發(fā)掉，則將出現(xiàn)下述各種不良現(xiàn)象：潤滑油將由于高溫而變質(zhì)，使發(fā)動機零件之間不能保持正常的油膜；受熱零件由于過熱膨脹過大而破壞正常的間隙；溫度過高促使金屬材料的力學性能下降，以致承受不了正常的負載。但冷卻會消耗一部分有用的熱量，因此必須適度。如果發(fā)動機冷卻過度，不僅浪費了能量，而且還會引起下述各種不良后果：由于缸壁溫度過低會使燃油蒸發(fā)不良，燃燒品質(zhì)變壞；由于潤滑油粘度加大，同樣不能形成良好的潤滑油膜，使摩擦損失加大；由于溫度低而增加了氣缸的腐蝕磨損。這些不良后果將導(dǎo)致發(fā)動機功率下

14、降，經(jīng)濟性變壞，使用壽命降低。第二章 冷卻系統(tǒng)的作用(zuyng)與組成2.1冷卻系統(tǒng)的作用(zuyng)和分類冷卻系統(tǒng)的功用是帶走發(fā)動機因燃燒(rnsho)所產(chǎn)生的熱量使發(fā)動機維持在正常的運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)。保證其工作可靠、耐久并具有良好的動力性和經(jīng)濟性。 發(fā)動機依照冷卻的方式可分為風冷式發(fā)動機及水冷式發(fā)動機風冷式發(fā)動機是靠發(fā)動機帶動風扇及車輛行駛時的氣流來冷卻發(fā)動機水冷式發(fā)動機則是靠冷卻水在發(fā)動機中循環(huán)來冷卻發(fā)動機。不論采何種方式冷卻正常的冷卻系統(tǒng)必須確保發(fā)動機在各樣行駛環(huán)境都不致過熱。 2.2冷卻系統(tǒng)的組成水冷卻系統(tǒng)一般由散熱器、節(jié)溫器、水泵、水道、風扇等組成。散熱器負責循環(huán)水的冷卻，它的水

15、管和散熱片多用鋁材制成，鋁制水管做成扁平形狀，散熱片帶波紋狀，注重散熱性能，安裝方向垂直于空氣流動的方向，盡量做到風阻要小，冷卻效率要高。散熱器又分為橫流式和垂直流動兩種，空調(diào)冷凝器通常與其裝在一起。2.2.1水泵(shubng)發(fā)動機是由冷卻液的循環(huán)來實現(xiàn)的，強制冷卻液循環(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)。目前最先進的水泵是寶馬新一代直六發(fā)動機上采用的電動水泵，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。這些(zhxi)冷卻液對發(fā)動機的冷卻，要根據(jù)發(fā)動機的工作情況而隨時調(diào)節(jié)。當發(fā)動機溫度低的時候，冷卻液就在發(fā)動機本身內(nèi)部做小循環(huán)，當發(fā)動機溫度高的時候，

16、冷卻液就在發(fā)動機散熱器之間做大循環(huán)。實現(xiàn)(shxin)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，當水溫高時材料膨脹頂開閥門，冷卻液進行大循環(huán)，當水溫低時材料收縮關(guān)閉閥門，冷卻液小循環(huán)。2.2.2節(jié)溫器 功用根據(jù)發(fā)動機負荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線從而控制通過散熱器冷卻水的流量。 安裝位置 節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中根據(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。 蠟式節(jié)溫器的結(jié)構(gòu) 蠟式節(jié)溫器由上支架、

17、下支架、主閥門、旁通閥、感應(yīng)體、中心桿、橡膠管和彈簧等組成。蠟式節(jié)溫器如圖所示。節(jié)溫器的上支架和下支架與閥座鉚成一體。中心桿上端固定在上支架的中心其下部插入橡膠管的中心孔內(nèi)中心桿下端呈錐形。橡膠管與感應(yīng)體外殼之間的空腔里裝有石蠟。為了提高導(dǎo)熱性石蠟中常摻有銅粉和鋁粉。感應(yīng)體外殼上下部有聯(lián)動的主閥門和旁通閥門。主閥門上有通氣孔它的作用是在加水時使水套內(nèi)的空氣經(jīng)小孔排出保證能加滿水。為了防止通氣孔阻塞有的加裝一個擺錘。 (1)當水溫低于349K(76)時主閥門完全(wnqun)關(guān)閉旁通閥完全(wnqun)開啟由氣缸蓋出來的水經(jīng)旁通管直接進入(jnr)水泵故稱小循環(huán)。由于水只是在水泵和水套之間流動不

18、經(jīng)過散熱器且流量小所以冷卻強度弱。 (2)當冷卻水溫度在349K359K(7686)之間時大小循環(huán)同時進行(如圖所示)。當發(fā)動機水溫達349K(76)左右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中心桿下部錐面產(chǎn)生向上的推力。由于桿的上端固定故中心桿對橡膠管及感應(yīng)體產(chǎn)生向下的反推力克服彈簧張力使主閥門逐漸打開旁通閥開度逐漸減小。 (3)當發(fā)動機內(nèi)水溫升高到359K(86)主閥門完全開啟旁通閥完全關(guān)閉冷卻水全部流經(jīng)散熱器稱為大循環(huán)。由于此時冷卻水流動路線長流量大冷卻強度強。2.2.3空氣的流動為了提高散熱器的冷卻能力，在散熱器后面安裝風扇強制通風。以前的轎車散熱器風扇是由曲軸皮帶直接帶動

19、的，發(fā)動機啟動它就要轉(zhuǎn)，不能視發(fā)動機溫度變化而變化，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力進入。現(xiàn)在已經(jīng)普遍使用風扇電磁離合器或者電子風扇，當水溫比較低時離合器與轉(zhuǎn)軸分離，風扇不動，當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，風扇轉(zhuǎn)動。同樣，電子風扇由電動機直接帶動，由溫度傳感器控制電動機運轉(zhuǎn)。這兩種形式的散熱器電扇運轉(zhuǎn)實際上都由溫度傳感器控制。2.2.4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。因為單純(dnchn)依賴散熱器有幾個缺點，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

20、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水口聯(lián)接，防止上述問題的產(chǎn)生。2.2.4.1 散熱器的結(jié)構(gòu)(jigu)形式散熱器主要由上水室、下水室及散熱器芯子等三部分(b fen)組成。按散熱器內(nèi)冷卻水流動方向可把散熱器分為縱流式和橫流式；按散熱器的芯子結(jié)構(gòu)可以分為管片式散熱器和管帶式散熱器；按散熱器芯子材料可以分為銅散熱器和鋁散熱器。散熱器全部為管帶式散熱器，目前大部分散熱器為鋁散熱器。2.2.4.2 銅散熱器與鋁散熱器的特點目前國內(nèi)所用散熱器采用銅質(zhì)散熱器的已不多，因工藝均比較落后，散熱器的質(zhì)量差，散熱效能低。各廠家普遍采用軟釬焊工藝，能采用硬釬焊工藝生產(chǎn)的很少。2.2

21、.4.3 散熱器蓋閉式強制冷卻系統(tǒng)主要靠散熱器蓋來實現(xiàn)，要求散熱器蓋必須嚴密地蓋在散熱器注水口上，使冷卻系成為一個封閉的系統(tǒng)。散熱器蓋可以提高系統(tǒng)內(nèi)壓力，從而提高冷卻水沸點，擴大冷卻水與周圍環(huán)境溫差以提高冷卻性能，相對地減小了散熱器的尺寸。另外，封閉的系統(tǒng)減少了冷卻水的外溢和蒸汽損失。散熱器蓋的壓力選擇與發(fā)動機的允許的最高工作水溫密切相關(guān)。壓力蓋的壓力作用區(qū)間對應(yīng)的水的沸點不得小于發(fā)動機的正常工作水溫，同時也不得超過發(fā)動機最高工作水溫5以上。壓力式散熱器蓋由控制最高壓力的壓力閥和系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)負壓時開啟的真空閥組成壓力式散熱器蓋見右圖工作原理如下圖示意：當散熱器壓力(yl)增加到一定值后，蒸氣閥門

22、打開，蒸氣由排出管排出；當散熱器壓力低到一定程度，空氣閥門(f mn)開啟，空氣進入。如箭頭所示。2.2.5 冷卻(lngqu)風扇2.2.5.1風扇安裝對風扇性能的影響（1）徑向間隙對風扇性能的影響徑向間隙S與風扇直徑D之比每增加1%，風扇流量下降2.5%-4%、效率下降2%-3%。風扇設(shè)計條件S/D1%。汽車上實際徑向間隙大多在20mm左右，徑向間隙對風扇性能的影響比較大，在汽車上盡可能采取小的徑向間隙。（2）軸向間隙對風扇性能的影響試驗結(jié)果表明，風扇葉片投影寬度的1/2-2/3在風扇護風罩比較有利于風扇性能的發(fā)揮。風扇前端與散熱器散熱帶的后端的間隙大于30mm，有利于氣流組織的均布。（3

23、）風扇對散熱器芯部地覆蓋面要大，并盡量煽散熱器上部分。必須采用風扇護風罩。（4）為降低噪聲，風扇工作點性能相同時，應(yīng)避免風扇直徑小、轉(zhuǎn)速高，應(yīng)盡可能采用直徑大轉(zhuǎn)速低些的風扇。（5）盡量減少散熱器的熱風回流、減少排風背壓，使風扇排風通暢。2.2.5.2風扇材料、結(jié)構(gòu)及其功用冷卻風扇置于散熱器后面，一般為機械式工程塑料風扇。材料主要有兩大類：增強尼龍類及玻璃纖維增強聚丙烯類。由發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)，吸風式風扇，它的功用是當風扇高速旋轉(zhuǎn)時吸進空氣使其通過散熱器芯體，以增強散熱器的散熱能力，達到加速冷卻水的目的。風扇的吸風量主要與風扇直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片安裝角、葉片數(shù)及風扇與散熱器芯體端面(dunmi

24、n)的距離有關(guān)。葉片的材料主要以塑料為主，斷面形狀有圓弧形和翼形兩種，后者效率高、消耗功率小，在江淮輕卡上得到廣泛應(yīng)用；一般葉片與風扇旋轉(zhuǎn)平面成3045（葉片安裝角），葉片安裝角越大，風量(fngling)也就越大，同時噪聲也會增大；葉片數(shù)為6、7或8片。葉片數(shù)為奇數(shù)，可有效地降低風扇噪聲(zoshng)；葉片之間的間隔角或相等，或不相等。間隔角不相等的葉片可以減小葉片旋轉(zhuǎn)時的振動和噪聲。當風扇的線速度超過100m/s時，噪聲會急劇增加，影響車輛性能。同樣配置的發(fā)動機和散熱器，風扇直徑的大小對冷卻系的效果有直接的影響 。2.2.5.3冷卻風扇的分類運轉(zhuǎn)方向 運轉(zhuǎn)方向 運轉(zhuǎn)方向(a) 標準葉片；

25、 (b) 前彎葉片； (c) 后掠葉片各種葉型風扇性能對比對于前彎式葉片風扇，為了增加風量，其葉片頂端有加大趨勢。各種葉型的風扇性能如上圖所示。前彎式葉片風扇無論是噪聲還是風量都優(yōu)于其他種葉型風扇。由于前彎式葉片可以峰值氣流在葉片頂端的回流，故它可以抑制渦流噪聲，特別是把葉面向進氣方向傾斜，更能有效地抑制空氣的回流。目前，輕型(qn xn)卡車采用風扇以直聯(lián)和硅油風扇為主；葉片的形式多采用標準扇葉和前彎式。2.2.6 護風罩（1） 風扇護風罩是為了提高(t go)風扇的冷卻效率，使通過散熱器芯部的氣流均勻分布 ，并減少發(fā)動機艙內(nèi)熱空氣回流而設(shè)計(shj)的，因此，設(shè)計風扇護風罩時應(yīng)注意技術(shù)的合

26、理性。（2） 對于前置發(fā)動機，風扇護風罩的設(shè)計分整體式和分開式兩種；對于后置式發(fā)動機，一般都采用整體式。分開式護風罩兩部分之間有相對運動，必須用橡膠柔性密封連接。（3）護風罩與風扇葉尖的徑向間隙應(yīng)盡可能小，以保證風扇冷卻效率。當采用分開式護風罩時，風扇與護風罩有相對運行，護風罩與發(fā)動機風扇間隙要保證15mm；當采用整體式護風罩時，風扇與護風罩無相對運動，其徑向間隙也不應(yīng)8mm；駕駛員應(yīng)經(jīng)常檢查風扇與護風罩之間的徑向間隙，以確保發(fā)動機風扇與散熱器發(fā)生相對位移時，風扇與護風罩之間不產(chǎn)生碰觸。（4）應(yīng)注意護風罩結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，不應(yīng)有阻擋風扇氣流的死角。（5）在安裝護風罩時必須(bx)注意，護風罩與

27、散熱器之間不得有縫隙，應(yīng)采用橡膠或泡沫塑料(slio)墊加以密封，以保證冷卻效率不降低。（6）風圈從散熱器安裝面到風扇端盡可能采用(ciyng)縮口式結(jié)構(gòu)避免進風的回流。2.2.7 膨脹水箱2.2.7.1膨脹水箱功能膨脹水箱一般由塑料制造，并用軟管與散熱器加冷卻液口上的溢流管連接。其作用是當冷卻液受熱膨脹時，蒸汽流入膨脹水箱；而當冷卻液降溫時，膨脹水箱里的冷卻液又被吸回散熱器，補充散熱器里的冷卻液，而且冷卻液不會溢失。膨脹水箱還可消除水冷系中的所有氣泡。不論水冷系中有空氣泡或蒸汽泡都會降低傳熱效果。當水冷系中有空氣時還會增加金屬的腐蝕。2.2.7.2膨脹水箱布置要求膨脹水箱的最低平面至少應(yīng)高出

28、發(fā)動機水道頂部或散熱器上水室頂部；膨脹水箱安裝在冷卻系統(tǒng)最高處。發(fā)動機及散熱器通氣管應(yīng)連續(xù)上行，不能下垂和有下彎段，不允許與其它水管T 形連接。發(fā)動機與散熱器間的進出水管直徑應(yīng)大于發(fā)動機上的相應(yīng)接口的直徑。2.2.7.3膨脹水箱零部件設(shè)計要求（1）膨脹水箱預(yù)留的膨脹空間至少是系統(tǒng)總?cè)莘e的6%；（2）膨脹水箱的儲備水量應(yīng)為總?cè)莘e的11%，若帶有暖風系統(tǒng)則應(yīng)為20%；（3）總成應(yīng)帶有水量觀察窗，觀察窗上應(yīng)標有最高及最低水位線（“MAX”、“MIN”） 線；（4）膨脹水箱還應(yīng)設(shè)置最低液面的液位傳感器，以便提醒駕駛員及時添加冷卻液。2.2.8冷卻(lngqu)介質(zhì)雖然我們稱其為水冷但冷卻介質(zhì)并不是單純

29、的水，而是由水、防凍液和各種專門用途(yngt)的防腐劑組成的混合物，也稱為冷卻液。這些冷卻液中的防凍液含量占30%50%，提高了液體的凝固點，防止在低溫下結(jié)冰而損壞發(fā)動機。整個冷卻系統(tǒng)并不與大氣相通(xingtng)，相當于高壓鍋的作用，水箱蓋則相當于高壓閥，一般情況下，轎車冷卻液的允許工作溫度可達攝氏120度，提高傳熱能。汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)是保持發(fā)動機正常工作的重要部件，如果發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維修率很高，就會引起發(fā)動機其他部件的損壞，使發(fā)動機的整體工作能力受到影響，因此，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)就顯得尤為重要，那么，怎樣才能使汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)保持良好的狀態(tài)呢？馳耐普的汽車美容養(yǎng)護

30、專家告訴我們，正確堆護發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，首先應(yīng)了解常用的水冷式發(fā)動機的主要部件：第一、冷卻液，冷卻液指清潔的軟水，不是什么水都可以當作冷卻液的，越嬌貴的車對水質(zhì)的要求越高。比如，清澈的泉水，雖然清澈，看起來也干凈，但泉水中含有大量的礦物質(zhì)，如果加入發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)中，就會產(chǎn)生大量的水垢，影響冷卻系統(tǒng)正常作用的發(fā)揮，冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水，否則將在發(fā)動機水道中產(chǎn)生水垢，使傳熱受阻，易造成發(fā)動機過熱。冷卻液由水、防凍劑、添加劑三部分組成，按防凍劑成分不同可分為酒精型、甘油型、乙二醇型等類型的冷卻液。酒精型冷卻液是用乙醇(俗稱酒精)作防凍劑，價格便宜，流動性好，配制工藝簡單

31、，但沸點較低、易蒸發(fā)損失、冰點易升高、易燃等，現(xiàn)已逐漸被淘汰；甘油型冷卻液沸點高、揮發(fā)性小、不易著火、無毒、腐蝕性小，但降低冰點效果不佳、成本高、價格昂貴，用戶難以接受，只有少數(shù)北歐國家仍在使用；乙二醇型冷卻液是用乙二醇作防凍劑，并添加少量抗泡沫、防腐蝕等綜合添加劑配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各種冰點的冷卻液，其最低冰點可達-68，這種冷卻液具有沸點高、泡沫傾向低、粘溫性能好、防腐和防垢等特點，是一種較為理想的冷卻液，目前國內(nèi)外發(fā)動機所使用的和市場上所出售的冷卻液幾乎都是這種乙二醇型冷卻液。壓縮機冷媒有時也被稱為冷卻液。冷卻液冰點/乙二醇的質(zhì)量分數(shù)（%）水的質(zhì)量分數(shù)（%）密度/（

32、kgm-3）-1026.473.61.0340-2036.263.81.0506-3045.654.41.0627-4052.347.71.0713-5058.042.01.0780-6063.136.91.0833冷卻液水質(zhì)的好壞是相當重要的，國際上普遍使用的乙二醇型冷卻液是在軟化水中按比例添加防凍(fn dn)劑乙二醇，配以適量的金屬緩蝕劑、阻垢劑等添加劑進行科學調(diào)和，達到冬季防凍、夏季防沸、且能防腐蝕、防水垢等作用。（1）、防凍(fn dn)。用乙二醇配制的冷卻液最低可在-70環(huán)境下使用。市場(shchng)上銷售的冷卻液，乙二醇濃度一般保持在3350之間，也就是冰點在-20-45之間，

33、往往根據(jù)不同地域的實際需要合理選擇，以滿足使用要求。（2）、防沸。加到水中的乙二醇會改變冷卻液的沸點。乙二醇濃度越高，冷卻液的沸點也就越高，-20時冷卻液的沸點為104.5，而-50時沸點達到108.5。如果冷卻系統(tǒng)采用壓力蓋，冷卻液的實際沸點會更高，即使在炎熱的夏天，也能有效的防止冷卻液“開鍋”。（3）、防腐。冷卻液最主要的功能是防腐蝕。腐蝕是一種化學、電化學和浸蝕作用，逐步破壞冷卻系統(tǒng)內(nèi)的金屬表面，嚴重時可使冷卻系統(tǒng)的壁穿孔，引起冷卻液漏失，導(dǎo)致發(fā)動機損壞。使用去離子水及適當?shù)奶砑觿┠芊乐垢鞣N腐蝕的出現(xiàn)。（4）、防銹。銹蝕是由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)的氧化作用造成的。熱量和濕氣使銹蝕的過程加速。銹蝕留

34、下的殘余物會阻塞冷卻系統(tǒng)，加速磨損和降低熱傳導(dǎo)的效率。冷卻液中的添加劑有助于防止冷卻系統(tǒng)通道內(nèi)銹蝕的出現(xiàn)。（5）、防垢。水源中所含的各種雜質(zhì)，其中包括金屬離子、無機鹽等，決定了結(jié)垢和沉淀的形成，會大大地降低冷卻系統(tǒng)的導(dǎo)熱效率，在許多情況下會對發(fā)動機造成嚴重損害。冷卻液所使用的去離子水，可以避免結(jié)垢和沉淀的形成，從而保護發(fā)動機。第二、汽缸水套，它相當于發(fā)動機燃燒室周圍的水道(shudo)，當發(fā)動機產(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

35、。第三、散熱水箱和冷卻風扇，散熱水箱從外觀看狀似蜂窩，做成這種形狀是為了增加(zngji)水箱的散熱面積，以增強散熱效果；冷卻風扇有在正面安裝的，也有在側(cè)面安裝的，汽車在高速行駛過程中，冷卻風扇將外面的空氣吸引進來，利用自然風，起到冷卻的作用。冷卻系和空調(diào)冷凝器共同的風扇是直流永磁電動機風扇，用裝在散熱器上的溫度控制開關(guān)來控制，當散熱器中冷卻液溫度下降至93-98時風扇停轉(zhuǎn)。由于電動風扇的電源不受點火開關(guān)的控制(kngzh)，因此發(fā)動機熄火后，散熱器中液溫若高于88-93，電動風扇運轉(zhuǎn)是不正常的。如果低于88時風扇仍轉(zhuǎn)，則是不正常的；而溫度高于98時，仍不轉(zhuǎn)也是不正常的。當溫度高于105時，溫

36、控開關(guān)高溫部分接通，電源接通電動機便高速運轉(zhuǎn)；當溫度達到120時，冷卻水溫過高，報警指示燈閃亮，為風扇有故障或冷卻液不足。如電動機風扇不轉(zhuǎn)，先檢查和更換熔斷絲，或檢修溫控開關(guān)，必要時再查看電風扇有無損壞。第四、冷卻水泵和節(jié)溫器，冷卻液在冷卻系統(tǒng)中的流動，主要依靠冷卻水泵的動力；節(jié)溫器能感知發(fā)動機的工作溫度，低溫時，它封住水套中的水，令其在水套內(nèi)流動，當達到一定溫度時再打開，讓水經(jīng)過散熱水箱，發(fā)揮散熱作用。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)動機過冷而難以啟動。在水中加入防凍劑還同時提高了冷卻液的沸點。因此，防凍劑有防止冷卻液過早沸騰的附件作用。防凍劑中通常含有防銹劑和泡沫抑制劑。防

37、銹劑可延緩或阻止發(fā)動機水道壁及散熱器的銹蝕或腐蝕。冷卻液中的空氣在水泵葉輪的攪動下會產(chǎn)生很多泡沫，這些泡沫將妨礙水道壁的散熱。泡沫抑制劑能有效抑制泡沫的產(chǎn)生。在使用過程中，防銹劑和泡沫抑制劑會逐漸消耗殆盡，因此，定期更換冷卻液是十分必要的。在防凍劑中，一般還要加入著色劑，使冷卻液呈藍綠色或黃色，以便識別。2.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(shj)計算2.3.1 冷卻(lngqu)性能基本計算式：Qa=GaCpata0-ta1 空氣(kngq)的吸熱量Qw=GwCpwtw1-tw0 水的散熱量空氣的吸熱量=水的散熱量Qw =KAT其中， tw1水箱進水口水溫，； ta1水箱前的周圍氣溫，； tw0水箱出水口水

38、溫，； ta0水箱后面的周圍氣溫，； T大氣和水的溫度差（ ），； K水箱散熱系數(shù)（熱通過率），W/m2； A水箱散熱面積，m2； Ga冷卻空氣流量，kg/h； Gw冷卻水流量，kg/h； Cpa冷卻空氣比熱，/，一般取0.24kcal/kg； Cpw冷卻水比熱，/，一般取4.18KJ/kg，即1kcal/kg。水箱散熱量計算公式：可得：其中, 為水箱散熱率，W/發(fā)動機發(fā)熱量計算公式（1）：發(fā)動機總發(fā)熱量為其中， 為發(fā)動機總發(fā)熱量，W； 為發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)，r/min； 為發(fā)動機汽缸(qgng)數(shù)量； 為缸內(nèi)噴射(pnsh)量，mm3/stcyl； 為燃料密度(md)，kg/l，一般取0.8150.

39、855； 為燃燒低位發(fā)熱量，Wh/kg，一般取值42.5MJ/kg，1kw=3.6MJ。水箱必須散熱量為 為補正系數(shù)補正系數(shù)發(fā)動機發(fā)熱量計算公式（2）：其中，為水箱必須散發(fā)的發(fā)動機發(fā)熱量，KJ/h；為發(fā)動機傳給冷卻系統(tǒng)的熱量占燃料熱能的百分比，柴油機L=0.180.25，實際計算取L=0.22；為柴油機燃料消耗率，Kg/KWh；為柴油機發(fā)出功率，KW；為燃料低熱值，KJ/Kg，對于柴油機取hn=41870KJ/Kg。由于散熱量受很多復(fù)雜因素的影響，很難精確計算，在設(shè)計初步階段可以按以上兩個公式的任意一個估算，最后再經(jīng)過試驗驗證。在冷卻性能研討過程中發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)為最大輸出狀態(tài)及最大扭矩時的轉(zhuǎn)數(shù)。水

40、箱滿足散熱性能基本條件為：水箱散熱量發(fā)動機發(fā)熱量2.3.2冷卻水流量 （kg/h）的算法 有冷卻水流量數(shù)據(jù)時其中， 為冷卻水的管內(nèi)流速，m/s； 為冷卻水流量，L/min； 為1根管子的流水斷面面積，mm2； 為管子數(shù)量。 沒有冷卻水流量數(shù)據(jù)時可以由水泵性能曲線圖及水箱發(fā)動機冷卻水路徑的流水阻力曲線圖可以得出水泵轉(zhuǎn)數(shù)冷卻水流量曲線，從而得出冷卻水流量。第三章 冷卻系統(tǒng)的主要(zhyo)故障及解決方案冷卻系統(tǒng)在工作一定時間后，內(nèi)部必然會形成各種污垢。污垢種類(zhngli)因使用條件和保養(yǎng)等因素不同也有許多差異。對于大部分車輛，平時使用水，僅在冬季低溫情況下使用防凍液，這種情況下易出現(xiàn)以水銹和垢

41、質(zhì)為主的污物；對于長期使用防凍液的車輛，會出現(xiàn)以垢質(zhì)和凝膠為主的污物。污物的其他成分(chng fn)包括：退化形成的酸質(zhì)。例如失效的防腐蝕劑，氧化的乙烯或丙烯乙二醇等。重金屬。硬水雜質(zhì)。物理雜質(zhì)。例如外來材料(灰塵、砂粒等)和沉淀的添加劑等。電解物。3.1冷卻系統(tǒng)主要故障發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的主要故障有三種：A發(fā)動機水溫過高甚至開鍋。B發(fā)動機水溫過低。C冷卻系統(tǒng)泄漏。發(fā)動機過熱的原因有多種，最常見的原因是由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)部水垢、水銹及凝膠等污物積聚，堵塞了水道，冷卻系統(tǒng)散熱效果降低所致的結(jié)果。以往排除這類故障常用的方法是拆卸水箱進行更換，但事實證明許多車的情況并沒有因此得到改善。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)泄漏的

42、形式主要有水箱漏水、上下水管滲漏及缸墊漏水等形式。3.2冷卻系統(tǒng)主要故障的免解體解決方案3.2.1高溫故障的解決方法對于發(fā)動機過熱的故障，尤其是由于污垢過多引起的問題，可以采用冷卻系統(tǒng)清洗劑配合專用設(shè)備進行處理解決。A清洗劑種類(zhngli)的選擇,選擇(xunz)清洗劑時，有三項原則以供參考：對于大部分沉淀和腐蝕，用略帶酸性(sun xn)的清洗劑效果較好。如果凝膠不硬，可以用堿性或無腐蝕性清潔劑清洗(酸性更好，不過堿性清洗劑即可達到效果)。對于冷卻系統(tǒng)的油性雜質(zhì)，要用酸性清洗劑來完成這一任務(wù)。綜合考慮上述三個原則，加上中國國內(nèi)汽車冷卻系統(tǒng)中的污垢主要以沉淀、油性雜質(zhì)及銹垢為主，使用酸性的

43、清洗劑產(chǎn)品(例如美國威力獅公司推出的60119#冷卻系統(tǒng)高效清洗劑)，才能全面滿足目前中國市場的要求。目前市場中大多數(shù)的冷卻系統(tǒng)清洗劑是堿性的，因此它只能夠適應(yīng)一小部分汽車的需要。B處理方法將設(shè)備與車子連接好后，把產(chǎn)品加入到發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中，確保達到正常工作溫度的情況下工作大約30min，然后利用設(shè)備徹底更換舊防凍液。3.2.2滲漏故障的解決A情況分析水箱滲漏的形狀主要有兩種，一種是顆粒狀，一種是條狀。上下水管滲漏在排除損壞后，主要是龜裂老化；缸墊則主要是由于各種原因引起的串水，水進入油路等。B水箱滲漏的處理方法目前中國市場中有兩大類制止水箱滲漏的產(chǎn)品。從工作原理上講，一種是堵漏劑，一種是止漏

44、劑。它們的區(qū)別是什么呢?堵漏劑產(chǎn)品是一種類似于填充劑性質(zhì)的化學物質(zhì)，能夠?qū)B漏部位全部堵住。而止漏劑產(chǎn)品則是一些植物纖維，利用表面張力將滲漏處堵住，然后在固化劑的作用下將之固定在滲漏位置，保證以后不再滲漏。對于水箱滲漏可以直接加入水箱止漏劑產(chǎn)品，切忌加入堵漏劑產(chǎn)品。3.3冷卻系統(tǒng)的維護冷卻系經(jīng)過長時間的使用，加用生水或質(zhì)量不高的防凍液，會在冷卻系（散熱器、缸體的水套）中產(chǎn)生大量的水垢、鐵銹和泥沙，使冷卻效率降低。因此，使用普通水的冷卻系，每六個月應(yīng)清洗一次。其他使用防凍液的冷卻系的發(fā)動機，應(yīng)在更換防凍液或大修發(fā)動機時，徹底清洗一次冷卻系。3.3.1檢查(jinch)冷卻液在清洗冷卻系時，如果發(fā)

45、動機是熱的狀態(tài)，不要直接打開散熱器蓋，以防熱水噴出燙傷。須等待(dngdi)發(fā)動機冷卻后，再用抹布裹著打開散熱器蓋，如果散熱器內(nèi)還有殘余壓力，打開時會聽到排氣的聲音，應(yīng)注意防護。如果冷卻液不足，應(yīng)補充開水(kishu)到溢出為止。盡量避免加生水（添加生水會產(chǎn)生水垢）。如果冷卻液變得污濁或充滿水垢，應(yīng)將冷卻液全部放掉，并清洗冷卻系。3.2.2清洗冷卻系A(chǔ)簡單清洗。洗滌時，應(yīng)放凈舊冷卻液，將發(fā)動機冷卻系加滿清潔水（自來水），起動發(fā)動機運轉(zhuǎn)5min后放出。放出的水若比較污濁，應(yīng)重復(fù)上述步驟直至水清為止。B徹底清洗。當發(fā)動機散熱性能不好、發(fā)動機冷卻系水垢過多時，可使用專用的散熱器清洗劑進行清洗。冷卻系

46、洗滌步驟如下：起動發(fā)動機，使其溫度達到正常的工作溫度后，停止發(fā)動機轉(zhuǎn)動并放凈冷卻液，將混有清洗劑的清洗液加入到冷卻系中。起動發(fā)動機，使發(fā)動機溫度達到正常工作溫度并怠速運轉(zhuǎn)2O-30min，然后使發(fā)動機停止轉(zhuǎn)動，放出清洗液。用清潔的水沖洗冷卻系5min后將發(fā)動機內(nèi)注滿清潔的水，再起動發(fā)動機使其運轉(zhuǎn)10min后放出即可。如果排出的液體較臟，應(yīng)繼續(xù)用清水反復(fù)清洗直到放出清水為止。清洗冷卻系時，如果發(fā)動機溫度低于正常溫度（85），則節(jié)溫器閥不能打開，清洗液只做小循環(huán)，并不在散熱器和缸體水套中循環(huán)。所以，必須保持在正常溫度。在清洗冷卻系后，應(yīng)再次檢查散熱器冷卻液情況。如果發(fā)現(xiàn)散熱器口有氣泡出現(xiàn)，說明冷卻

47、系內(nèi)混有空氣。常見的原因是氣缸內(nèi)的氣體進入冷卻系，應(yīng)到維修廠排除故障。C冷卻液使用(shyng)注意事項。冷卻液及其添加劑均為有毒物質(zhì)，切勿接觸，并置于安全場所；冷卻液的使用濃度（體積(tj)分數(shù)）為40%-60%；放出的冷卻液不宜再使用，應(yīng)嚴格按有關(guān)(yugun)法規(guī)處理廢棄的冷卻液；凡更換缸蓋、缸墊、散熱器時，必須更換冷卻液；發(fā)動機熱態(tài)時，冷卻系內(nèi)仍處于高溫高壓狀態(tài)。因此，此時切勿打開散熱器蓋以防燙傷；發(fā)現(xiàn)冷卻液大量損耗，則必須待發(fā)動機處于冷態(tài)時，方可添加冷卻液，以免損壞發(fā)動機；緊急情況下，若全部加入純水，在低溫地區(qū)則須盡快按規(guī)定添加冷卻液添加劑，使冷卻液濃度恢復(fù)正常狀態(tài)以防止結(jié)冰造成零件損壞；冬季來臨前應(yīng)檢查一下冷卻液濃度，并按規(guī)定調(diào)配濃度，保證冷卻液具有足夠的防凍能力。第四章 冷卻系統(tǒng)的發(fā)展(智能控制) 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：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.電路應(yīng)采取有效的防護隔離措施，以