1、 西安航空学院车辆与医电系 毕业论文 题目 :汽车发动机冷却系统维护 专业 :民航特种车辆维修 班级 :车辆 1404 班 学号 :1130703140413 姓名 : 指导老师 : 二一四年五月摘要 作为汽车心脏的发动机，其结构越来越复杂，性能越来越优越。发动机的的维修能力已是汽车类人才能力评价的重要方面。 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。 冷却系统既要防止发动机过热，也要防止发动机过冷。在冷启动发动机 后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。 无论是在极冷或极热的条件下，无论是在交通堵塞的
2、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。 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、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，并举例做出简单介绍。 关键词： 冷却系统 、 维护 、 智能控制 、节温器控制
3、 西安航空学院毕业论文 2 Summary As the heart of automotive engine, its structure is more and more complex, more and more superior performance. Engine maintenance ability is one of the most important aspects of the car class talented person ability evaluation The function of auto cooling system is to ensure th
4、at the engine can quickly achieve ideal working temperature, and no matter how environmental and working conditions change, always stay in this temperature range. Cooling system is to prevent engine overheating, but also to prevent the engine too cold. After the cold start of engine, cooling system
5、and ensure that the engine rapid heating up, as soon as possible to the normal operating temperature. Whether in extremely cold or hot conditions, whether in the urban environment traffic jams or full speed on the highway, the engine must be able to operate in the same high speed way. Modern efficie
6、nt engine to the requirement of working temperature is very accurate. As efficiently as possible with fuel for exhaust control system is also very important. Coolant in the engine cylinder block and cylinder head can absorb heat circulation flow in the channel, and then under the action of water pum
7、p, the coolant into the radiator, and the outside air through the radiator, radiator is the cooling liquid cooling. In the system of coolant flow is controlled by a thermostat, can guarantee the balance between heating and cooling. This paper deals with the effect of the cooling system, composition,
8、 main structure, working principle, routine maintenance, fault testing steps and the elimination method, at the same time cooling system systematic, modular design method is discussed, and an example to make a simple introduction. Keywords: cooling system, maintenance, intelligent control, thermosta
9、t control. 西安航空学院毕业论文 3 引言 目前，传统的节温器、保温帘和冷却风扇仍广泛应用于国产汽车发动机的冷却系统。传统的节温器控制冷却液大小循环的路线，节流损失大，工作不可靠，工作效率低，不能根据发动机的散热要求准确地调节冷却系统的散热能力；传统的保温帘是人为控制散热器的通风量；传统的冷却风扇由发动机的曲轴驱动，其冷却能 力只能随发动机的转速的变化而变化，不能满足实际散热要求。而且三者的动作互不联系，工作效率低，燃油浪费率高，不适应现代汽车技术的发展。针对上述提出的汽车发动机冷却系统的弊端，从灵敏性、可靠性、以及发动机的动力性和经济性考虑出发，应使节温器、保温帘和冷却风扇实现多元
10、联合控制，即将传统的冷却风扇改为电控冷却风扇；将传统的节温器改为电控节温器；增设电控导风板；实现上述三者联合控制，即冷却系统的智能控制。它可以根据行车速度、大气环境温度、发动机冷却水温度的变化对冷却系统的冷却能力进行自动控制，以实现发动机快速预热，大 量减少发动机的传热损失和功率损失。 冷却系统的智能控制是解决这个问题的重要的途径。智能控制的系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰，因此对该系统电路有特殊要求：电路要有较高的抗振动能力，以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。电路应采取有效的防护隔离措施，以提高其抗干扰能力。 它的系统由电控冷却风扇、电控节温器、
11、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动；电控节温器利用电加热引起双金属片变形，由双金属片变形带动节温阀旋转运动，来改变大小循环；电控导风板由双向 电动机通过传动机构使之打开或关闭；微控制机构是利用 89C51 开发的单片机控制系统。 单片机控制系统工作原理是由温度传感器感受发动机水温的变化，同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理 (电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合 )送入 A/D 转换器 (ADC0809)中 INO 信号通道。由A/D 转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机， 89C510 单片机 89C51 根据不同的输入信号分
12、析处理去控制驱动电路，实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力 的智能控制。 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 ,对发西安航空学院毕业论文 4 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。 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
13、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。 冷却过热过冷都是由于冷却系统存在问题造成的，所以对汽车发动机冷却系统的维修具有重要的意义。正常的冷却系统使发动机处于最合理的工作状态，保证了发动机的动力性、经济性以及耐久性。 从此，我们不难看出冷却系统是发动机正常运转的必备条件，如果冷却系统出现了问题，那么发动机肯定不能长时间有效的运转。而一旦冷却系统存在问题，我们却没有及时修理时，对我们的安全驾驶就造成了极大的隐患。目录 第一章 冷却系统的介绍 . 1
14、1.1 冷却系统的作用与分类 . 1 1.2 冷却系统的组成 . 2 第二章 冷却系统的构造与工作原理 . 4 2.1 冷却系统的构造与维护 . 4 2.2 冷却系统的工作原理与故障分析 . 7 2.3 冷却系统的维护与保养 . 11 第三章 冷却系统的特点与检修 . 14 3.1 冷却系统的特点 . 14 3.2 冷却系统的检修 . 15 第四章 冷却系统的维护与保养 . 20 结束语 . 24 参考文献 . 26 西安航空学院毕业论文 共 20 页 第 1 页 第一章 冷却系统的介绍 1.1 冷却系统的作用与分类 作为四大系统之一的冷却系 ,对于提高发动机效率起着至关重要要的作用。冷却系统
15、的重要性就在于维护发动机常温下工作 ,进而提高发动机的工作效率 。保持发动机在最适宜的温度范围内工作。 发动机工作时 ,由于燃料的燃烧 ,使发动机零部件温度升高 ,特别是直接与高温气体接触的零件 ,若不及时冷却 ,则难以保证发动机正常工作。 冷却系统的功用是带走发动机因燃烧所产生的热量 ,使发动机维持在正常的运转温度范围内。保证其工作可靠、耐久并具有良好的动力性和经济性。 发动机 依照冷却的方式可分为风冷式发动机及水冷式发动机 (图 1-1） ,风冷式发动机是靠发动机带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却发动机 ,水冷式发动机则是靠冷却水在发动机中循环来冷却发动机。不论采何种方式冷却 ,正常的冷却系
16、统必须确保发动机在各样行驶环境都不致过热。由于水冷系冷却均匀，效果好 ,而且发动机运转噪音小 ,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。 下面主要以水冷系进行介绍 : 图 1-1 所示为水冷结构 西安航空学院毕业论文 共 20 页 第 2 页 1.2 冷却系统的组成 水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成 （图 1-2） 。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-散
17、热器盖 ； 2-节温器 ； 3-水温表 ； 4-水套 ； 5-分水管 6-水泵 ； 7-放水开关 ； 8-百叶窗 ； 9-散热器 图 1-2 所示为水冷系统组成 表 1-3 冷却系统组成 散热器 增大散热面积 ,加速水的冷却。冷却水经过散热器后 ,其温度可降低 10 15。为了将散热器传出的热量尽快带走 ,在散热器后面装有风扇与散热 器配合工作。 节温器 根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线 ,从而控制通过散热器冷却水的流量 水泵 是对冷却水加压 ,使冷却水循环流动 ,车用发动机多采用离心式水泵 西安航空学院毕业论文 共 20 页 第 3 页 风扇 风扇通常安排在散热器后面并
18、与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量 ,增强散热器的散热能力 ,同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。 冷却强度调节装置 发动机由于使用条件（负荷、转速和环境温度）经常改变 ,冷却强度也必须不断地改变。否则 ,会出现发动机过热或过冷现象而影响正常使用。冷却强度通过两种方式调节：一是改变 通过散热器的空气量；（靠百叶窗和风扇离合器来完成）另一种是改变通过散热器的冷却液量。（靠节温器来实现的） 西安航空学院毕业论文 共 20 页 第 4 页 第 二 章 冷却系统的构造与工作原理 2.1 冷却系统的构造与维护 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
19、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 ,那么 ,怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢 ,驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们 ,正确堆护发动机的冷却系统 ,首先应了解常用的水冷式发 动机的主要部件。 一、冷却液特性 冷却液指清洁的软水 ,不是什么水都可以当作冷却液的 ,越娇贵的车对水质的要求越高。含有盐类矿物质的硬水 ,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 ,必须进行软化后才能使用 ,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
20、挥 ,造成发动机过热。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 ,防冻 ,用乙二醇配制的冷却液最低可在 -70环境下使用。市场上销售的冷却液 ,乙二醇浓度一般保持在 33-50 之间 ,也就是冰点在 -20 -45之间。市场上销售的防冻液 ,分为成品液和浓缩液 ,并加前有着色剂予以识别。成品液可直接使用 ,浓缩液则在加注前 ,根据当地最低气温 ,加蒸馏水调配。 1.防沸。 加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高 ,冷却液的沸点也就越高 ,-20时冷却液的沸点为 104.5 ,而 -50时沸点达到108.5。如果冷却系统采用压力盖 ,冷却液的实际沸点会更高 ,即使在炎热的夏天 ,也 能有效的防止冷却液“开锅”。 2.防腐。 冷却液最主要的功能是防腐蚀 ,腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用，逐步破坏冷却系统内的金属表面 ,严重时可使冷却系统的壁穿孔 ,引起冷却液漏失 ,导致发动机损坏吗。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。 3.防锈。 锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统 ,加速磨损和降低热传导的效率。冷
