目录
摘
要.............................................................. I Abstract........................................................... II 引
言.............................................................. 1 第一章 冷却系统的概述.............................................. 2 第二章冷却系统的类型及特点.......................................... 3 2.1 冷却系统的类型............................................... 3 2.1.1 水冷 ................................................... 3 2.1.2 风冷 ................................................... 3 2.2 冷却系统的特点............................................... 4 2.2.1 温度设定点 ............................................. 4 2.2.2 提高温度设定点......................................... 5 2.2.3 降低温度设定点 ......................................... 5 第三章冷却系统的组成结构与工作原理.................................. 6
3.1 冷却系统组成的结构 .......................................... 6
3.2 冷却系统的工作原理 .......................................... 6 第四章 冷却系统故障分析............................................ 10 4.1 发动机过热.................................................. 10 4.2 发动机升温缓慢或工作温度过低................................ 10 4.3 故障检测与排除 ............................................. 10 4.3.1 风扇皮带紧度的检查 .................................... 10 4.3.2 冷却水温过高 .......................................... 11 4.3.3 水泵故障检查与排除 .................................... 13 4.3.4 漏水 .................................................. 13 4.4 案例分析.................................................... 13 第五章 冷却系统的维护与保养........................................ 17 结束语............................................................. 20 谢词............................................................... 21 参考文献........................................................... 22
I 汽车发动机冷却系统
摘 摘
要 冷却系统是发动机的重要组成部分，对发动机的动力性、经济性和可靠性有很大影响。随着发动机转速和功率的不断提高，对冷却系统的要求越来越高，因而对发动机冷却系统的设计与研究也愈来愈深入。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。
关键词：冷却系统；故障诊断；冷却系统维护
英文摘要
II
Automotive engine cooling system
Abstract
The cooling system is an important part of the engine, the engine power, has a great impact on the economy and reliability. With the engine speed and power increases, the increasingly high demand for the cooling system, so the design and research of engine cooling system is also more and more deeply. Automotive engine cooling system is an important part of to maintain the normal operation of the engine, if the engine cooling system maintenance rate is very high, it will cause damage to other parts of the engine, the engine of the whole work is affected, therefore, it is particularly important to car maintenance and maintenance of cooling system.
Key words: cooling system; fault diagnosis; cooling system maintenance
1 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、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。
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第一章 冷却系统的概述
2 第一章
冷却系统的概述
对于一台发动机,其工作效率受到很多因素的影响。而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。发动机只有在一定的温度下才能保证最大的工作效率,正如人体汗腺一样,它能够通过毛孔的张缩,来调节人体体温,使人体不至过热和过冷。冷却系统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,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。
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第二章 冷却系统的类型及特点
3 第二章冷却系统的类型及特点
1 2.1 冷却系统的类型
2.1.1 水冷 水冷: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。
2 2.1.2 风冷
风冷：离心式风扇、节温器、风扇带、散热片、挡板、节气阀等。原理：是把空气作为冷却的介质，通过发动机内的空气循环来带走工作零件的热量。当发动机工作时，强力的空气吹过散热片带走了热量。现代的汽车几乎不使用这种方法了。这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风，使其向空气中散热，从而达到冷却发动机的目的。因为大多数汽车采用的是液冷，泵将液体输送至发动机缸体后，液体便开始在气缸周围的发动机通道里流动。接着，液体又通过发动机的气缸盖返回。恒温器位于液体流出发动机的位置。如果恒温器关闭，则液体将经过恒温器周围的管道直接流回到泵。如果恒温器打开，液体将首先流入散热器，然后再流回泵。加热系统也有一个单独的循环过程。该循环从气缸盖开始输送液体，使其流经加热器风箱，然后又流回泵。对于配备有自动变速器的汽车，通常会有一个独立的循环过程来冷却内置于散热器的变速器油液。
变速器油液由变速器通过散热器内另一个热交换器抽吸得到。汽车可以在远低于零摄氏度到远高于 38℃的宽泛温度范围内工作。因此，不管使用何种液体对发动机进行降温，其必须具有非常低的凝固点、很高的沸点以及能吸收大量热量。水是吸收热量的最有效的液体之一，但水的凝固点太高，不适用于汽车发动机。
大多数汽车使用的液体是水和乙二烯乙二醇的混合液 C2H6O2)，也
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第二章 冷却系统的类型及特点
4 称为防冻液。通过将乙二烯乙二醇添加到水中，可以显著提高沸点、降低凝固点。
图 2.1 所示为发动机冷却系统的结构 2 2.2 冷却系统的特点
1 2.2.1 温度设定点
发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统，这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。
通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值，可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点，这取决于希望达到的目的。
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第二章 冷却系统的类型及特点
5 2.2.2
提高温度设定点
提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点，它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度，降低发动机摩擦磨损，降低发动机燃油消耗。
研究表明，发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃，使气缸温度升高到 195℃，油耗则下降 4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内，使发动机机油的最高温度为 140℃，则油耗在部分负荷时下降10%。
提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果，降低冷却液的流速，减小水泵的额定功率，从而降低发动机的功率消耗。此外，可采用不同的方式，进一步减小冷却液的流速。
3 2.2.3 降低温度设定点
降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率，降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本，提高部件使用寿命。
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第三章 冷却系统的组成结构与工作原理
6 第三章冷却系统的组成结构与工作原理 1 3.1 冷却系统组成的结构
水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成（图 3-1）。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。
图 3.1 所示为水冷系统组成 1-散热器盖；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 2 3.2 冷却系统的工作原理
发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过，热的冷却液由于向空气散热而变冷。散热器上还有一个重要的小零件，就是散热器盖，这小零件很容易被忽略。随着温度变化，冷却液会“热胀冷缩”，散热器器因冷却液的膨胀而内压增大，内压到一定时，散热器盖开启，冷却液流到蓄液罐;当温度降低，冷却液回流入散热器。如果蓄液罐中的冷却液不见减少，散热器液面却有降低，那么，散热器盖就没有工作。
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第三章 冷却系统的组成结构与工作原理
7
图 3.2 横流式散热器的结构
1-左贮水室
2-进水管
3-散热器芯
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