婁底職業技術學院畢業論文設計PAGE婁底職業技術學院畢業設計（論文）設計（論文）題目發動機冷卻系統的維護系部汽車學院專業汽車檢測與維修班級13檢修2班學生姓名 蘇振華學號201420130399指導教師 陳寶華摘要

發動機過熱往往不是由一個癥狀明顯的大問題引發的，而很可能是由一些不起眼的小故障導致的。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水冷卻系統的組成及維護 23.1水泵 43.2節溫器 43.3風扇 43.4散熱器 53.5汽缸水套及其他密封裝置 53.6冷卻系統智能控制 53.6.1系統組成 53.6.2單片機控制系統工作原理 63.6.3單片機系統控制過程 64冷卻系統的檢修 75溫度設定點 75.1提高溫度設定點 85.2降低溫度設定點 8結論 8參考文獻 9謝辭 10PAGE81引言一臺發動機，冷卻系統的維修率一直居高不下，往往會引起發動機其他構件損壞，特別是隨著車輛行駛里程的增加，冷卻系統的工作效率逐漸下降，對發動機的整體工作能力產生較大影響，冷卻系統的重要性在于維護發動機常溫下工作，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，那么身體內的熱量將無法散去，輕則產生中暑,重則休克。2冷卻系的概述冷卻系統主要由散熱器，冷卻風扇，冷卻水泵，節溫器，補償水桶，發動機機體和氣缸蓋中的水套及其他附加裝置等組成。冷卻系統的功能是使發動機在所有工況下都保持在適當的溫度范圍內。冷卻系統既要防止發動機過熱，也要防止冬季發動機過冷。在發動機冷起動之后，冷卻系統還要保證發動機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。在發動機工作期間，最高燃燒溫度可能達到2500攝氏度，即使在怠速或中等轉速下，燃燒室的平均溫度也在1000攝氏度以上。因此，與高溫燃氣接觸的發動機零件受到強烈的加熱。在這種情況下，若不進行適當的冷卻，發動機將會過熱，工作過程惡化，零件強度降低，機油變質，零件磨損加劇，最終導致發動機動力性，經濟性，可靠性及耐久性的全面下降。但是，冷卻過度也是有害的。過度冷卻或使發動機時間在低溫下工作，均會使散熱損失和摩擦損失增加，零件磨損加劇，排放惡化，發動機工作粗暴，發動機功率下降及燃油消耗率增加。冷卻系統能夠很好地解決以上問題。3水冷卻系統的組成及維護汽車發動機的冷卻系統是保持發動機正常工作的重要部件，如果發動機冷卻系統的維修率很高，就會引起發動機其他部件的損壞，使發動機的整體工作能力受到影響，因此，汽車發動機冷卻系統的維護與保養就顯得尤為重要，冷卻系統配件包含：散熱器、水泵、散熱器電子扇總成、節溫器、水泵總成、散熱器補水壺、散熱器風扇、散熱器下護板、散熱器蓋、散熱器上護板、節溫器蓋、水泵皮帶輪、散熱器風扇葉、三通、散熱器水溫傳感器、散熱器風圈、散熱器風扇、水管、散熱網、散熱器風扇電機、上下水管、散熱器風扇偶合器、散熱器支架、溫控開關等。在冬季保養汽車時，一定別忽視汽車冷卻系統的保養，在水箱中加入汽車防凍液，而且是優質汽車防凍液，因為好的汽車防凍液不僅能防止結冰，而且能防止生銹和結垢，抑制泡沫產生，消除氣阻，抑制鋁制部件的點蝕和氣蝕，保障水泵正常工作。在冬季保養時還應對汽車冷卻系統進行清洗，因為在水箱和水道內的鐵銹和水垢會限制防凍液在系統中流動，從而降低散熱效果，導致發動機過熱，甚至造成發動機損壞。清洗汽車冷卻系統時用質量好的冷卻系統強力清洗劑，能有效地把整個冷卻系統內的鐵銹、水垢和酸性物質完全清除干凈，清洗下來的水垢不是大片脫落，而呈現粉末狀懸浮在冷卻液中，不會堵塞發動機內的小的水道。而一般的汽車清洗劑，無法清除水道內的水垢和酸性物質，有時甚至會堵塞水道，并且要拆下水箱進行清洗。3.1水泵發動機冷卻是由冷卻液的循環來實現的，強制冷卻液循環的部件是水泵，它由曲軸皮帶帶動，推動冷卻液在整個系統內循環。因此皮帶出現打滑、松弛、老化會影響冷卻時泵的功率。目前最先進的水泵是寶馬新一代直六發動機上采用的電動水泵，它能精確的控制水泵的轉速，并有效的減少了對輸出功率的損耗。3.2節溫器冷卻液對發動機的冷卻，要根據發動機的工作情況而隨時調節。當發動機溫度低的時候，冷卻液就在發動機本身內部做小循環，當發動機溫度高的時候，冷卻液就在發動機—散熱器之間做大循環。實現冷卻液做不同循環的控制部件是節溫器。可以將節溫器看作一個閥門，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）做開關閥門，當水溫高時材料膨脹頂開閥門，冷卻液進行大循環，當水溫低時材料收縮關閉閥門，冷卻液小循環。這里值得說明的是，切勿將節溫器摘掉，否則會導致發動機過冷而難以啟動。3.3風扇為了提高散熱器的冷卻能力，在散熱器后面安裝冷卻風扇強制通風，冷卻風扇有在正面安裝的，也有在側面安裝的，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。以前的轎車散熱器風扇是由曲軸皮帶直接帶動的，發動機啟動它就要轉，不能視發動機溫度變化而變化，為了調節散熱器的冷卻力，要在散熱器上裝上活動百頁窗以控制風力進入。現在已經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，使離合器與轉軸接合，風扇轉動。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。由于電動風扇的電源不受點火開關的控制，當散熱器中冷卻液溫度下降至93℃-98℃時風扇停轉。如果發動機熄火后，散熱器中液溫若高于88℃-93℃，電動風扇運轉是不正常的。如果低于88℃時風扇仍轉，則是不正常的；而溫度高于98℃時，仍不轉也是不正常的。當溫度高于105℃時，溫控開關高溫部分接通，電源接通電動機便高速運轉；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，先檢查和更換熔斷絲，或檢修溫控開關，必要時再查看電風扇有無損壞。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。因為單純依賴散熱器有幾個缺點，一是水泵吸水一側因壓力低而容易沸騰，水泵的葉輪容易穴蝕；二是氣水分離會產生氣阻；三是溫度高冷卻液容易沸騰。因此設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接，防止上述問題的產生。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動機冷卻系統冷卻液溫度過高。3.5汽缸水套及其他密封裝置它相當于發動機燃燒室周圍的水道，當發動機產生大量的熱時，汽缸水套將發揮降溫的作用在發動機中，水和油的管道涇渭分明、互不干涉，如果發現冷卻液中有油，就說明水路和油路發生了穿孔現象，一旦出現這種情況，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。因此在冷卻系統的各個零部件之間的接口處應注意防漏，如涂密封膠，擰緊緊固卡圈，定時更換密封圈等。3.6冷卻系統智能控制系統由于汽車運行過程中產生強烈的振動、熱輻射和電磁干擾，因此對該系統電路有特殊要求：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。提高系統整體的可靠性和穩定性。2.電路應采取有效的防護隔離措施，以提高其抗干擾能力。3.6.1系統組成該系統由電控冷卻風扇、電控節溫器、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溫閥旋轉運動，來改變大小循環；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開發的單片機控制系統。3.6.2單片機控制系統工作原理由溫度傳感器感受發動機水溫的變化，同時把溫度信號轉變為同其成反比關系的電壓模擬信號。這些信號經過處理(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字信號并讀入單片機，89C510單片機89C51根據不同的輸入信號分析處理去控制驅動電路，實現對節溫器繼電器、導風板繼電器和風扇繼電器的控制。即可實現對發動機冷卻能力的智能控制。3.6.3單片機系統控制過程當發動機預熱時(發動機水溫(70℃)，單片機根據檢測來的溫度數據處理分析向執行元件發出控制信號，使其完成如下操作。a.電控冷卻風扇不工作；b.電控導風板關閉狀態；c.電控節溫器處于小循環狀態。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；同時節溫器處于小循環(加熱電阻絲通電)，發動機水溫上升很快。當水溫升至75℃，單片機根據檢測來的溫度數據處理分析向執行元件發出控制信號，使電控節溫器的加熱電阻絲斷電(讓其進入大循環控制狀態)。當水溫達到80℃時，單片機又發出指令，使電控導風板處于敞開狀態。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，單片機經數據分析發出控制指令使電控冷卻風扇工作，而讓節溫器仍處于大循環狀態，導風板仍處于敞開狀態。這時冷卻系統的冷卻能力最大，實現快速降溫。當發動機水溫降至89℃時，單片機根據采樣數據分析處理發出控制指令，使執行元件完成以下操作。a.電控冷卻風扇不工作；b.電控導風板處于敞開狀態；c.電控節溫器處于大循環狀態。這樣，直到發動機水溫返升至95℃，電控冷卻風扇又重新工作。4冷卻系統的檢修常見引起發動機過熱的原因有:冷卻空氣流量減少(如散熱器阻塞等)；散熱風扇不工作；低速上坡，環境溫度過高；V型皮帶過松，轉動效率差；以及缸體有水垢，節溫器失效，水泵損壞，熱敏開關失靈等。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、冷卻液數量充足、風扇皮帶張緊適當，以防發動機在負荷工作時間過長。必須注意以下要點:1.保持冷卻系(尤其散熱器)外部和內部清潔，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，均合影響風量流通，使冷卻液溫度過高，必要時清洗或修復。2.按規定使用防凍冷卻液，保持冷卻液數量充足。正確的冷卻液液面高度:當發動機處于冷態時，冷卻液液面在膨脹箱內，位于最高和最低標志之間。膨脹箱內裝有自動液位報警傳感器，當箱內液面過低時、位于儀表板上的冷卻液溫度報警燈問爍，應及時予以添加。3.應保持風扇皮帶張緊力適當，風扇正常工作。皮帶過松影響水循環，加劇其磨損；過緊易損壞軸承。4.熱敏開關連接良好，若有松動會影響風扇換檔變速及正常運轉；如果發現冷卻系溢水，應及時檢查節溫器技術狀況。5.防止發動機大負荷、長時間工作，以免水溫過高；上坡及時換檔，減輕負荷。汽車長時間坡道行駛、擋住低或是環境溫度較高時，應注意散熱。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。啟動發動機，直到風扇運轉，將發動機熄火，檢查冷卻液高度，必要時補充。膨脹箱內冷卻液不能注滿，加注1/2即可，一般使用2年左右更換一次。5溫度設定點發動機工作溫度的極限值取決于排氣門周圍區域最高溫度。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，這樣才能更好地保護發動機。由于冷卻系統設定的冷卻溫度是以滿負荷時最大散熱率為基礎，因此，發動機和冷卻系統在部分負荷時處于不太理想狀態，如市區行駛和低速行駛時，會產生高油耗和排放。通過改變冷卻液溫度設定點可改善發動機和冷卻系統在部分負荷時的性能。根據排氣門周圍區域溫度極限值，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。5.1提高溫度設定點提高工作溫度設定點是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優點，它直接影響發動機損耗和冷卻系統的效果以及發動機排放物的形成。提高工作溫度將提高發動機機油溫度，降低發動機摩擦磨損，降低發動機燃油消耗。研究表明，發動機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，使發動機機油的最高溫度為140℃，則油耗在部分負荷時下降10%。5.2降低溫度設定點降低冷卻系統的工作溫度可提高發動機充氣效率，降低進氣溫度。這對燃燒過程、燃油效率及排放有利。降低溫度設定點可以節省發動機運行成本，提高部件使用壽命。結論汽車冷卻系統對汽車來說是至關重要的，發動機就如同人類的心臟，如果不好好保護就會受到威脅，現在隨著科技發展，冷卻系統不象以往那樣只是單純的水冷循環，現在冷卻系統智能控制很受歡迎，所以在以后的汽車發展中，單純的冷卻系統不會站主導位置了，