毕业论文《发动机冷却系统常见故障诊断与维修方法》.doc
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1、 目录摘要1目录I引言11、发动机冷却系统的功用12、别克轿车发动机冷却系统的特点23、别克轿车冷却系统的组成23.1、别克轿车发动机冷却系统的组成及各部件功用23.1.1、冷却液回收子系统33.1.2、冷却液泵43.1.3、散热器43.1.4、冷却液面过低报警控制模块73.1.5、冷却风扇及其控制电路73.1.6、节温器83.1.7、冷却水套103.1.8、加热器113.1.9、空气导流板124、冷却液125、别克轿车冷却系统工作过程136、冷却系统常见故障及其排除方法146.1、冷却系统渗漏146.2、发动机过热156.3、发动机突然过热176.4、发动机升温缓慢187、冷却系统的维护与保
2、养197.1、水箱的检查197.2、防冻液的使用197.3、冷却系统水垢207.3.1、冷却系统水垢形成的原因207.3.2、冷却系统水垢的危害217.3.3、清理水垢的方法21结论23参 考 文 献24致谢25II设计)发动机冷却系统常见故障诊断与维修方法引言发动机工作时,汽缸内的气体温度高达2500,如果不及时冷却将会导致发动机运动件因受热膨胀而破坏正常的配合间隙,润滑油变质而失效,充气系数降低,功率下降,油耗增大,金属的机械性能降低,从而导致零件的早期磨损。若发动机过冷,使润滑油黏度增大,机件的运动阻力增大,零件磨损加剧,功率消耗加大,混合气雾化质量变差,发动机工作粗暴,使动力性和燃油经
3、济性下降,排放恶化。实验证明,当发动机其他工况相同,冷却水温降低到30左右时,气缸的磨损量将比正常水温大45倍,油耗增大30%,功率降低10%。为此发动机专门设置冷却系,以保证发动机在最适宜的温度下工作。1、发动机冷却系统的功用内燃机在工作时,由于燃料燃烧和运动机件间的摩擦,会产生大量的热量,促使机体强烈受热。由于高温的存在,会使润滑油变质,不能在运动机件间形成正常的油膜;受热零部件由于热膨胀尺寸改变,破坏了正常的配合间隙;过高的温度使金属机械材料机械性能下降,难以承受正常的负载。这些都将影响发动机的正常运转,甚至无法工作,因而必须对发动机进行冷却。冷却系统的作用,就是强制性地将发动机吸收的过
4、多热量及时散走,使发动机能在正常温度范围内工作。冷却系统可以通过热传导、热对流、热辐射三种方式传热,其中大部分热能是通过热传导方式从高温的发动机零件传给温度较低的冷却液,而由不断循环的冷却液将热量带走。因此,冷却液温度的高低,是影响燃烧和发动机效率的主要因素。2、别克轿车发动机冷却系统的特点上海别克轿车发动机的冷却系统为双风扇强制循环闭式水冷却系统,能在发动机所有工况下,将温度保持在有效水平上。当发动机冷车时,系统缓慢冷却,使发动机能迅速升温预热;当发动机达到正常工作温度后继续升温时,又能自动的通过冷却液大循环和单、双风扇运转等冷却方式,使发动机工作温度始终保持在规定范围之内。为了改善车辆在严
5、冬条件下(零下29或更低发动机的起动性,该系统配备有冷却加热器(功率600瓦),冷却液加热器的配置还可以降低发动机预热时的燃油耗量,并为空调提供初始热源,因为该冷却系统将部分冷却液通过软管引到加热器芯,用于提供暖风和除霜,能有效地利用热能改善驶乘环境。该冷却系统使用最新开发的发动机冷却液(GM Good wrench DEX-COOL),其实用寿命可达到24万公里或五年(以先达到者为准)。3、别克轿车冷却系统的组成3.1、别克轿车发动机冷却系统的组成及各部件功用别克君威2.5L/V6(LB8)与3.0/LV6(LW9)发动机采用压力封闭式水冷却强制循环系统其组成如图1-1所示主要由冷却液回收子
6、系统、水泵、散热器和散热器盖、冷却水套、节温器、风扇、管道及辅助装置等组成。3.1.1、冷却液回收子系统冷却液回收子系统的作用,是收集因冷却液温度升高产生膨胀而溢出的冷却液;当冷却液温度降低,液面下降时,它又可以使冷却液补充回到系统中去。冷却液回收箱是透明的,通过软管与散热器连接,如图1-2所示。冷却液液面必须保持在回收箱盖溢流管软管上的COLD(冷却)标记以上。由于有冷却液回收子系统,使散热器中始终保持有足量的冷却液,以达到最佳的冷却效果,同时也是冷却也不至于浪费。3.1.2、冷却液泵冷却液泵的作用是对冷却液加压,使它能在冷却系统中顺利的循环流动。上海别克轿车发动机采用离心式水泵,由叶轮、驱
7、动轴、皮带轮、壳体等组成,如图1-3所示。离心式水泵工作时,泵轴带动叶轮旋转,在离心力作用下,由叶轮中心被甩向边缘四周。当水流向壳体的蜗壳部分时,由于速度下降,压力上升,由水泵出口流入冷却系统进行循环;而水泵入水口与叶轮中心部位相连,由于水被甩向边缘,入水口处形成低压真空,因而能将水吸入,沿轴向进入叶轮。这样,冷却液就能连续不断地在冷却系统中循环进行。3.1.3、散热器散热器俗称水箱,从发动机内流出的冷却液通过散热器时,将其所携带的多余热量散发到周围空气中,降低冷却液温度,使其保持在合理的工作温度范围之内。上海别克轿车发动机的散热器,采用水平流式散热器芯。由轻质铝和复合塑料制造的散热器,由硬焊
8、铝管和中央芯管、框架、左右两个塑料端部冷却液箱、高温橡胶衬垫、散热器盖、散热器泄放塞等组成,如图1-4所示。在位于左侧的端部冷却液箱中(进口液箱),装有发动机机油冷却器;在位于右侧的端部冷却液箱(出口液箱)中,装有变速器机油冷却器,两种机油冷却器都备有相应的机油冷却器接头。散热器芯为铝制水平流式,如图1-5所示。散热器芯为水平管式(见图1-5中件2),散热片环绕在管子上(见图1-5中件3)。采用水平管式设计,可以防止散热器堵塞。在散热器芯的顶部和底部,均有以加强筋强化的框架,以提高其整体强度,框架两端制有锯口,以应付温度升高时材料的膨胀。散热器芯左、右两侧的冷却液进口箱和出口箱,采用高温尼龙玻
9、璃箱(复合塑料)模压而成。在进口液箱、出口液箱与散热器芯两侧的铝制顶盖之间,垫有厚的耐高温橡胶衬垫,再将铝质顶盖上凸出的材料翻边包在进、出口液箱上,连接成密封性很强的一个整体。右侧出口液箱中,装有与自动变速器配套使用的自动变速器机油冷却器,以及进、出口接头,用于自动变速器油的循环;左侧进口液箱中,装有发动机机油冷却器,并用橡胶衬垫密封。散热器泄放塞位于散热器进、出口液箱的底部和左侧,泄放塞由阀杆、阀体和密封圈组成,如图1-6所示。散热器盖平时能严密地盖住散热器加水口,防止冷却液溅出;当冷却系统中水蒸气过多、压力过大时,盖上的压力阀开启,以免导致薄壁散热器破裂。上海别克轿车发动机的散热器盖是10
10、3千帕的压力式加注盖,上面装有压力阀和真空阀,其结构如图1-7所示。当发动机热状态正常时,压力阀和真空阀均关闭,压力阀堵塞溢流管的通口,防止水蒸气溢出,使冷却系统内压力略高于大气压,这样可以提高冷却液沸点,从而扩大散热器与环境温度的温差以增加散热效率,这对于热带、亚热带气温较高地区和高原气压较低地区行驶的汽车尤为有利。当冷却系统压力升至83105千帕时,压力阀便开启,水蒸气和膨胀阀出来的冷却液通过溢流管流入冷却液回收系统的回收箱,使压力下降至正常范围。散热器盖上的真空阀,可在冷却系统形成真空时开启,使冷却系统和大气相同,以防止散热器被压扁。3.1.4、冷却液面过低报警控制模块冷却液面过低报警控
11、制模块也称冷却液面传感器,它装在散热器右侧上部,如图1-8所示。当散热器冷却液液面降至一定程度时,该冷却液液面模块可以自动启动中央仪表盘上的液面报警指示灯,提醒驾驶员注意。3.1.5、冷却风扇及其控制电路上海别克轿车发动机的散热器,采用双电动风扇进行冷却,风扇电动机的轴直接接到风扇上,如图1-9所示。这样,即使发动机停止运转,冷却风扇也能转动。一般仅当需要降低冷却液温度时,才使其工作,这样能使风扇消耗的发动机功率减少,改善燃油经济性。上海别克轿车发动机的电控系统在对燃油喷射、点火提前进行控制的同时也对冷却风扇的启闭进行控制。冷却液温度传感器向电控系统输出冷却液温度信号,当冷却液温度高于110时
12、,冷却风扇继电器接地使冷却风扇电动机转动;若一个风扇工作而冷却液温度还在继续升高,电控系统将使第二个冷却风扇也参与工作,以加强冷却效果。风扇的运转由动力系统控制模块(PCM)控制电路如图1-10所示。3.1.6、节温器节温器的作用,是根据冷却液温度自动控制流经散热器的冷却液流量。节温器安装在发动机进气歧管上,如图1-11所示。上海别克轿车发动机采用蜡式单阀节温器,其结构和工作原理如图1-12所示。节温器由感温器和两个阀门组成,感温器中装有橡胶管,在感温器外壳与橡胶管之间填有石蜡;橡胶管中央插有推杆,推杆用螺母固定在节温器壳体上;感温器上端与节温器阀相连,节温器阀与通向散热器的管道相连接。温度低
13、时,石蜡呈固态,节温器阀关闭,冷却液只能进行小循环;当冷却液温度超过90时,石蜡受热液化膨胀,推动推杆使阀门打开,冷却系统大循环和小循环同时进行;当冷却液温度达到103时,节温器阀全开,冷却液全部由该阀流向散热器,如图1-13所示。蜡时节温器工作可靠,结构简单,坚固耐用,制造方便。当发动机冷态时,能以小循环方式进行冷却液循环,使发动机较快的升温到工作温度;当发动机升温后,又能扩大循环加强冷却液的散热能力,使发动机在适当温度下正常运动,而不致过热。这样,通过节温器控制冷却液流量,便可提高发动机效率,降低排气污染,减少发动机中酸性物质的形成,所以在汽车发动机中得到广泛应用。3.1.7、冷却水套在发
14、动机机体内设有冷却水套,是由汽缸体和汽缸盖的双层壁形成的空间,在汽缸体的汽缸周围和气缸盖的燃烧室周围都有这种冷却液通道,如图1-14所示。在冷却水套中,冷却液能自由流动和迅速循环,不应有停滞流动的死角。在冷却水套的底部,设有泄放冷却液的防水螺塞。3.1.8、加热器上海别克轿车配置有选装的发动机冷却液加热器(见图1-15)。在严冬地区或非常冷的气候条件下(29或更低),当气温降到18甚至更低时,发动机温度很难上升到正常工作温度范围,加热器的作用,就是能使驾驶员很容易地启动发动机,并在暖机阶段有较好的燃油经济性。使用时应提前4小时以上将加热器插上电源,使冷却液加热温度升到适当范围,加热器才能发挥正
15、常作用。冷却液加热器包括小型电加热元件及通过发动机机体水套孔中的加热体,加热体经过精密机械加工,冷却液通道采用耐热橡胶O型密封圈密封。冷却液加热器线圈额定功率为600瓦,用220伏交流外电源,其电缆塞入冷却液加热器外部并系在发动机线束上,电缆的塞端和其余的索带位于发动机罩下、发动机机舱左前角。电缆延伸并插入靠近车身的搭铁电插座,电缆端部带有抗蚀护套,可在不使用时对其进行保护。当不使用加热器时,必须将其电缆固定,并定期进行检查。3.1.9、空气导流板空气导流板安装在车辆下部,其作用是向车辆下部导向气流,使其流过散热器和空调冷凝器,以增强散热冷却作用。空气导流板由上空气导流板、左右空气导流板、下空
16、气导流板组成。再将流过车辆周围的空气导入车辆下部时,空气密封装置能确保气流穿过散热器和空调冷凝器,而不是绕它们而过,这样能尽可能的提高冷却效果。若空气密封装置损坏、丢失或安装不当,均可能导致发动机过热。4、冷却液轿车发动机一般均为水冷式内燃机,采用水作为冷却液。因为从物理性能来说,水的性能稳定、热容量大、导热性好、沸点较高、体膨胀系数较小;从经济性来说,水价格低廉,容易获取,所以水作为冷却系统的冷却介质有很多优点。但水的冰点较高,在0时就会结冰,天然水中含有杂质,具有腐蚀性并在水套内壁生成水垢,这些因素都对发动机产生不利的影响。为此,上海别克轿车发动机采用规定的DEXCOOL发动机冷却液,具有
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