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汽车发动机冷却系


汽车发动机冷却系系统维护
摘 要:汽车的发动机是动力的来源,它的出现给汽车带来了强劲的动
力,它就像人的心脏一样那样重要,但是人不只是有心脏,还有别的器官,心脏 在这些器官的辅助下,才能发挥它原本的能力。这器官就是冷却系。它让工作中 的发动机得到适度的冷却, 从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。本文论 述了冷却系的作用、组成、主要结构、工作原理、日常维护、故障检测步骤和排 除方法。

关键词:冷却系统;过热、过冷的危害;冷却系统维护;
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。

一、冷却系的组成与作用
(一)作用
冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量, 使引擎维持在正常的运转 温度范围内。 引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎 是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎; 水冷式引擎则是靠冷却水在 引擎中循环来冷却引擎。 不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在 各样行驶环境都不致过热。

(二)组成
水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责 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。

1. 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,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。
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2. 散热器
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,水泵的叶轮容易穴蚀; 二是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。

3. 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。

二、冷却系温度对发动机的影响
(一)过高
危害:1.降低充气效率,使发动机功率下降。 2.早燃和爆燃的倾向加大,使零件因承受额外冲击负荷而造成早期 损坏。 3.运动件的正常间隙被破坏,磨损加剧,甚至损坏。 4.润滑油变质,润滑情况恶化,加剧了零件的摩擦磨损。 5.过热使零件的机械性能降低,导致变化或损坏。

(二)过低
危害:1.浪费热量。 2.进入汽缸的混合气温度太低,可燃混合气品质差,使点困难或燃烧 迟缓,导致发动机功率下降,燃料消耗增加。 3.润滑油粘度增加,摩擦损坏增加。 4.燃烧生成物中的水蒸气易凝结成水而与酸性气体形成酸类, 加重了 对机体和零件的侵蚀作用。 5. 未气化的燃料冲刷和稀释零件的表面上的油膜, 使零件磨损加剧, 功率下降,经济性变坏,使用寿命降低。

三冷却系的构造及维护
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。

(一)水冷式发动机的主要部件
1、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
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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。

2、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,这时一定要及时采取措施。

3、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。

4、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。

(二)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
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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,用冷却系止漏剂,它对于冷却系统的修复和保护作用,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,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。

四、冷却系的特点与检修
(一)冷却系统的特点
传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机, 而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:发动机内部的摩擦 损失;冷却系统水泵的功率;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。

(二)发动机过热的原因及注意点
1、引起发动机过热的原因
冷却空气流量减少(如散热器阻塞等);散热风扇不工作;低速上坡,环境温 度过高; V 型皮带过松, 转动效率差; 以及缸体有水垢, 节温器失效, 水泵损坏, 热敏开关失灵等。

2.注意点
必须注意点:1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁,是提高散热效能 的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形,均合影响风 量流通,使冷却液温度过高,必要时清洗或修复。 2.按规定使用防冻冷却液,保持冷却液数量充足。正确的冷却 液液面高度:当发动机处于冷态时, 冷却液液面在膨胀箱内, 位于最高和最低标志之间。 膨胀箱内装有自动液位报警传感 器,当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯 问烁,应及时予以添加。 3.应保持风扇皮带张紧力适当,风扇正常工作。皮带过松影响 水循环,加剧其磨损;过紧易损坏轴承。 4.热敏开关连接良好,若有松动会影响风扇换档变速及正常运 转;如果发现冷却系溢水,应及时检查节温器技术状况。
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5.防止发动机大负荷、长时间工作,以免水温过高;上坡及时 换档,减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温 度较高时,应注意散热。更换冷却液时,将仪表板的暖风开 关拨至右端使暖风控制阀全开,拆下冷却液膨胀箱盖,松开 水泵口软管夹箍,拉出冷却液软管,放出冷却液后再将软管 夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液,直到液面高度与最高标 志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机,直到风扇运转, 将发动机熄火,检查冷却液高度,必要时补充。膨胀箱内冷 却液不能注满, 加注 1/2 即可, 一般使用 2 年左右更换一次。

五、结论
汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不 好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的 水冷循环,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。

六、结束语
汽车虽然在我国起步比较晚,但是它的发展前景却很好,它慢慢的成为我国 经济的命脉,它为我国提供了大量的人力资源,解决了许多人的就业,它是拉动 经济的杠杆,使我国经济越来越好。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、故障的检测等等。本文有不充足的地方,请谅解。 参考文献
[1] [2] [3] [4] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京:高等教育出版社,2004 胡光辉.汽车故障诊断技术。北京:高等教育出版社,2002 张子波.汽车发动机构造与维修。北京:高等教育出版社,2005 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003

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