冷却系统故障和异响诊断技术(第3章4)

1、冷却系统故障和异响诊断（2学时）北理工珠海学院机车学院郭新民发动机检测与诊断技术 教学目的及要求教学目的及要求 复习冷却系的结构复习冷却系的结构 掌握冷却系的检测方法掌握冷却系的检测方法4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 冷却系的工作演示冷却系的工作演示上贮水箱散热器盖风扇节温器水温表水套水套分水管水泵放水开关下贮水箱百叶窗散热器4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 冷却水温的过高或过低，都会引起发动机冷却水温的过高或过低，都会引起发动机功率下降，油耗增加。因此，在正常情况功率下降，油耗增加。因此，在正常情况下，冷却水温应保持在下，冷却水温应保持在8090。在使。在使用过程中，冷却系的技术状

2、况逐渐变坏，用过程中，冷却系的技术状况逐渐变坏，使冷却系冷却水温度过高或过低，其主要使冷却系冷却水温度过高或过低，其主要原因为：原因为： 冷却液过少，有渗漏处；散热器水管堵塞；冷却液过少，有渗漏处；散热器水管堵塞；冷却系内有水垢；风扇皮带打滑；节温器冷却系内有水垢；风扇皮带打滑；节温器失灵等等。失灵等等。 4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 1. 外观检查外观检查 检查风扇皮带松紧度可用拇指压在风扇和检查风扇皮带松紧度可用拇指压在风扇和发电机皮带轮中间的皮带上，施加发电机皮带轮中间的皮带上，施加2050N的力皮带压进距离应在的力皮带压进距离应在1015mm之之间。间。 4.7 冷却系统的检测

3、冷却系统的检测 皮带皮带发电机发电机风扇风扇曲轴曲轴 外观检查 ：4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 2. 冷却系密封性试验冷却系密封性试验 在发动机不工作时，将在发动机不工作时，将50kPa的压缩空气从散热的压缩空气从散热器器放水阀放水阀引入，如果气压不降低，表示引入，如果气压不降低，表示散热器加散热器加注口密封正常。注口密封正常。 起动发动机，在发动机热起后，再通入起动发动机，在发动机热起后，再通入20kPa的的压缩空气，若冷却系工作正常，气压表指针应压缩空气，若冷却系工作正常，气压表指针应抖抖动动，如果不抖动则表示节温器阻塞。如果不抖动则表示节温器阻塞。 如果气压表指针迅速上升至如果气

4、压表指针迅速上升至50kPa，表示散热器，表示散热器阻塞。阻塞。 4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 图3-69 冷却系密封性检查1-散热器 2-水箱盖 3-压力表 4-橡皮球 5-软管6-放水开关 7-蒸气引出管3. 水泵故障检查水泵故障检查 水泵工作状态不正常或水泵叶轮打滑，使水泵工作状态不正常或水泵叶轮打滑，使水泵的泵水量不能与发动机的转速成正比水泵的泵水量不能与发动机的转速成正比 。 (1)水泵工作状态检查。打开散热器加水口盖，水泵工作状态检查。打开散热器加水口盖，使发动机缓慢加速，察看加水口内冷却水使发动机缓慢加速，察看加水口内冷却水的循环，若

5、不断加快，则水泵工作正常，的循环，若不断加快，则水泵工作正常，叶轮也不打滑，反之，水泵有问题。叶轮也不打滑，反之，水泵有问题。 (2)水泵流量试验。水泵流量试验须在专用试水泵流量试验。水泵流量试验须在专用试验台上进行。验台上进行。4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 4节温器性能检查节温器性能检查节温器是否失灵的检查方法是：节温器是否失灵的检查方法是：在冷却水温度高时，拆下气在冷却水温度高时，拆下气缸盖通往散热器上水室接头缸盖通往散热器上水室接头胶管，用布或纱塞住上水室胶管，用布或纱塞住上水室接头，向散热器内加注冷却接头，向散热器内加注冷却水，然后起动发动

6、机。水，然后起动发动机。当水温达到当水温达到80 时，时，节温器打节温器打开，可以看到散热器中的水开，可以看到散热器中的水从开启的节温器内泵出。从开启的节温器内泵出。发动机转速越高，泵出水的距发动机转速越高，泵出水的距离越大。离越大。向散热器加入冷水：向散热器加入冷水：节温器随着发动机温度降低而节温器随着发动机温度降低而关闭，通住上水室的胶管就关闭，通住上水室的胶管就无水泵出。无水泵出。 4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 5水温表故障的检测与诊断水温表故障的检测与诊断 正常的水温表，在打开点火开关后，指针应从正常的水温表，在打开点火开关后，指针应从100向向40方向偏转方向偏转，然后逐渐指

7、示正确水温。，然后逐渐指示正确水温。当打开点火开关仪表板上的其余仪表正常，水当打开点火开关仪表板上的其余仪表正常，水温表如果不动可能有两种情况一是水温表坏，温表如果不动可能有两种情况一是水温表坏，二是水温传感器坏。用旋具将水温传感器接线柱二是水温传感器坏。用旋具将水温传感器接线柱与机件短路：与机件短路： 若水温表指针从若水温表指针从100向向40转动，说明水温表转动，说明水温表正常、传感器有故障。正常、传感器有故障。 如水温表指针仍然不动、说明水温表本身有故障。如水温表指针仍然不动、说明水温表本身有故障。 4.7 冷却系统的检测冷却系统的检测 6散热器水管堵塞的检查散热器水管堵塞的检查 散热器

8、水管因杂质、油污、积垢多而散热器水管因杂质、油污、积垢多而堵塞时，就会因冷却水循环受阻而使堵塞时，就会因冷却水循环受阻而使水温过高。水温过高。检查方法：检查方法：打开散热器加水口盖，使上水室的水打开散热器加水口盖，使上水室的水位低于加水口位低于加水口10mm左右，然后起动左右，然后起动发动机，先以怠速运转，注意观察水发动机，先以怠速运转，注意观察水流和水位，随后使发动机转速提高到流和水位，随后使发动机转速提高到1200rmin左右，观察转速提高时的左右，观察转速提高时的水位变化：水位变化：如果比怠速时水位升高，甚至冷却水溢出加水口如果比怠速时水位升高，甚至冷却水溢出加水口说明管道堵塞；说明管道

9、堵塞；如果比怠速时水位略低，然后又随着发动机转速的如果比怠速时水位略低，然后又随着发动机转速的稳定，水位相对保持不变，则表示散热器畅通，水稳定，水位相对保持不变，则表示散热器畅通，水管无堵塞。管无堵塞。水温表故障的检测与诊断水温表故障的检测与诊断电热式水温表电热式水温表 传感器传感器1装在发动机缸盖的水装在发动机缸盖的水中，在铜管内的底部装有热敏电中，在铜管内的底部装有热敏电阻阻15，热敏电阻经导线与水温指，热敏电阻经导线与水温指示表绕在双金属片示表绕在双金属片2上的加热线圈上的加热线圈3的一端接通，另一端通过导线与的一端接通，另一端通过导线与稳压器相连。当冷却液温度高时稳压器相连。当冷却液温

10、度高时，热量经传感器的壳体，热量经传感器的壳体11传至热传至热敏电阻敏电阻15使之受热而使其阻值下使之受热而使其阻值下降，由此电路回路的总阻值也随降，由此电路回路的总阻值也随之减小，此时流过水温指示表的之减小，此时流过水温指示表的加热线圈加热线圈3的电流平均值相应增加的电流平均值相应增加，双金属片便发生弯曲并带动指，双金属片便发生弯曲并带动指针针4转动，双金属片的弯曲度与温转动，双金属片的弯曲度与温度呈单值线性函数关系，故指针度呈单值线性函数关系，故指针角可以相应地指示冷却液温度。角可以相应地指示冷却液温度。 图图22.22 温度表及报警灯工作原温度表及报警灯工作原理图理图 11水温传感器及高

11、温报警开关水温传感器及高温报警开关 2双金属片双金属片 3加热线圈加热线圈 4指针指针 5水温表水温表 6高温高温警报灯警报灯 7电源稳压器电源稳压器8点火点火开关开关 9蓄电池蓄电池 10低熔点低熔点合金合金 11壳体壳体 12顶杆顶杆 13触点触点 14接线插头接线插头 15热敏电阻热敏电阻高温报警灯开关，当受热温度达到高温报警灯开关，当受热温度达到120时，低熔点合金将由固体变成液时，低熔点合金将由固体变成液体，且体积加大，于是推动顶杆，使其体，且体积加大，于是推动顶杆，使其触点闭合，高温警报灯触点闭合，高温警报灯6被接通，闪亮被接通，闪亮报警。报警。 正常的水温表，正常的水温表，在打开

12、点火开关后，指针应从在打开点火开关后，指针应从100向向40方向偏转，然后逐渐指示正确水方向偏转，然后逐渐指示正确水温。温。当打开点火开关仪表板上的其余仪当打开点火开关仪表板上的其余仪表正常，水温表如果不动表正常，水温表如果不动可能有两种情况：可能有两种情况：一是水温表坏，二是水温传感器坏。一是水温表坏，二是水温传感器坏。用旋具将水温传感器接线柱与机件短用旋具将水温传感器接线柱与机件短路：路：若水温表指针从若水温表指针从100向向40转动，转动，说明水温表正常、传感器有故障。说明水温表正常、传感器有故障。如水温表指针仍然不动如水温表指针仍然不动说明水温表本身有故障。说明水温表本身有故障。故障原

13、因：故障原因：水温表的加热线圈水温表的加热线圈3的电流平均的电流平均值增加值增加使使双金属片双金属片2便发生弯曲并便发生弯曲并带动指针带动指针4转动，而加热线圈转动，而加热线圈3的的电流是由水温传感器所提供，如电流是由水温传感器所提供，如果将水温传感器接线柱与机体短果将水温传感器接线柱与机体短路，加热线圈路，加热线圈3的必定会有较大电的必定会有较大电流，水温表的双金属片流，水温表的双金属片2就应该发就应该发生弯曲带动指针生弯曲带动指针4移动，所以把传移动，所以把传感器与机体短路后，若水温表指感器与机体短路后，若水温表指针能够移动，说明水温表正常、针能够移动，说明水温表正常、传感器有故障；传感器

14、有故障；如水温表指针仍然不动、说明如水温表指针仍然不动、说明水温表本身有故障水温表本身有故障（加热线圈加热线圈3断断路路）。 冷却系检测与诊断的目的主要是查明系统中存在的故障，常用的方法有 外观检查 、气缸密封性检查 、 水泵性能检查 、 散热器水管堵塞检查 、 节温器性能检查 及水温表故障检查 等。 如何检测水泵和节温器的好坏? 习题 一、发动机异响的性质和特征一、发动机异响的性质和特征 1. 发动机异响的性质发动机异响的性质 机械噪声：配合体间隙增大，冲击振动 燃烧噪声：作功时快速燃烧 空气动力噪声 ：气流振动 电磁噪声：磁场变化引起振动 摩擦噪声：摩擦而引起振动，带轮4.8 发动机异响诊

15、断发动机异响诊断 2. 异响的特征异响的特征 振动频率振动频率 振幅振幅 相位相位4.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 3. 异响的诊断因素：异响的诊断因素：转速：转速高,异响增加温度：温度升高，膨胀， 间隙小负荷：负荷大，力大，响声加重，断火判断间隙：间隙大，响声大 油膜：薄，响声大诊断部位：4.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 二、发动机异响诊断仪二、发动机异响诊断仪 两种类型：两种类型： 便携式异响诊断仪便携式异响诊断仪 带相位选择的示波器显示异响诊断仪。带相位选择的示波器显示异响诊断仪。 许多发动机综合检测仪具有发动机异响诊许多发动机综合检测仪具有发动机异响诊断的功能。断的功能。 3.

16、8 发动机异响诊断发动机异响诊断 3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 便携式异响诊断仪 扬声器加速度计发动机阻抗匹配转速线路放大双T选频网络频率选择选频放大功放显示图3-71 便携式异响诊断仪方案框图 压电效应。压电效应。 当压电材料受到外力作用时，不仅其几何当压电材料受到外力作用时，不仅其几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，形成电场；当外力去掉时，其电荷出现，形成电场；当外力去掉时，其又恢复到原来状态这种现象称为又恢复到原来状态这种现象称为压电效压电效应。应。4.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 当加速度计受到振动时，质量块随之振动，当加速

17、度计受到振动时，质量块随之振动，同时会有一个因振动而产生的惯性力作用同时会有一个因振动而产生的惯性力作用于压电材料片上，其惯性力于压电材料片上，其惯性力F(N)的大小与的大小与振动加速度振动加速度 (ms2)与质量块的质量与质量块的质量m(kg)有关。即：有关。即：4.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 aamF 作用于压电材料片上的惯性力使表面产生作用于压电材料片上的惯性力使表面产生电荷。在表面所积聚的电荷量与惯性力成电荷。在表面所积聚的电荷量与惯性力成正比，即：正比，即： 式中 -电荷量（C）； -惯性力（N）； -压电常数（C/N）。 4.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 DmaFDqqF

18、D 传感器中由两片压电传感器中由两片压电材料材料(如石英晶体或如石英晶体或锆钛酸铅压电陶瓷锆钛酸铅压电陶瓷)组成。组成。 压电材料片上置一铜压电材料片上置一铜制质量块，并用片簧制质量块，并用片簧对质量块预加负荷。对质量块预加负荷。整个组件装于金属壳整个组件装于金属壳内，壳体和中心引出内，壳体和中心引出端为二输出端。端为二输出端。 4.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 输出端接地线片簧铜块压电陶瓷片中间隔片外壳磁座图3-72 压电加速度计结构示意图 传感器结构一定时，传感器结构一定时，D和和m均为常数，均为常数，因此电因此电荷量与振动加速度成正比荷量与振动加速度成正比。显然，对于振动加。显然，对

19、于振动加速度来说，其大小、方向是周期性变化的，因速度来说，其大小、方向是周期性变化的，因此电荷量也是周期性变化的。这样，此电荷量也是周期性变化的。这样，带电表面带电表面与壳体间就会出现周期性变化的电压与壳体间就会出现周期性变化的电压。其变化。其变化频率取决于振动频率，频率取决于振动频率，振幅越大，振动加速度振幅越大，振动加速度越大，压电材料表面产生的电荷量越大，输出越大，压电材料表面产生的电荷量越大，输出电压越高。电压越高。 输出电压信号的变化频率可表示振动频率，而输出电压信号的变化频率可表示振动频率，而电压高低反映振动幅度。若振动由异响引起，电压高低反映振动幅度。若振动由异响引起，则电压值就

20、可反映异响的强弱。则电压值就可反映异响的强弱。 DmaFDq 压电加速度计常制成两种类型：压电加速度计常制成两种类型： 一是具有磁座，可将其吸附在发动机壳体一是具有磁座，可将其吸附在发动机壳体上；上； 一是制成手握式，通过与加速度计相连的一是制成手握式，通过与加速度计相连的探棒接触检测部位并传递振动。探棒接触检测部位并传递振动。 3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 示波器显示异响诊断仪xy一缸点火示波器发动机频率选择响度显示相位选择放大图3-73 相位选择示波器异响诊断原理框图几种异响动画演示 曲 轴 异 响 敲 缸 气 门 响 活塞销响连杆瓦响主轴瓦响

21、3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 曲 轴 异 响单击图片动画演示3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 敲 缸单击图片动画演示3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 气 门 响单击图片动画演示3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 三、异响诊断方法异响诊断方法 1. 诊断的一般原则诊断的一般原则 可暂时忽略的：可暂时忽略的：声响仅在怠速运转期间存在，转声响仅在怠速运转期间存在，转速提高后即消失，而且在发动机长期使用过程中，速提高后即消失，而且在发动机长期使用过程中，这种声响又无明显变化的，就属于危害不大的异这种声响又无明显变化的，就属于危害不大的异响，可暂时忽略，待适当时机再修理。响，可暂时忽略

22、，待适当时机再修理。 应立即确诊的应立即确诊的: 若声响在发动机急加速或急减速若声响在发动机急加速或急减速出现，并且在发动机中、高速运转期间仍存出现，并且在发动机中、高速运转期间仍存在同时机体振抖，一般属于应立即确诊排除的在同时机体振抖，一般属于应立即确诊排除的异响。异响。 应立即停机的应立即停机的: 若在发动机运转过程中，突然产若在发动机运转过程中，突然产生较重的异常声响，应立即停机，不可继续运转。生较重的异常声响，应立即停机，不可继续运转。否则将可能招致发动机的严重损坏。否则将可能招致发动机的严重损坏。 3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 2. 异响故障的诊断区域 图3-75 异响的诊断

23、区域 (1)AA区域 诊断活塞顶碰缸盖、气缸凸肩、气门座圈脱出、主轴承松旷等故障。 (2)BB区域 听察气门组合件及挺杆等发响； 拆下加机油口盖，用耳听察，可辅助诊断活塞销响、连杆轴承响、活塞环漏气等故障。 3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 (3)CC区域 诊断凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动、凸轮轴衬套松旷等故障。 (4)DD区域 诊断主轴承发响等故障。3.8 发动机异响诊断发动机异响诊断 1. 术语解释 压电效应 2. 填空题 发动机运转时的噪声按来源可分为 机械噪声 、 燃烧噪声 、 空气动力噪声 和 电磁噪声 。 3. 问答题 发动机异响与发动机工作循环、温度、负荷和转速存在什么

24、关系? 习题习题 本章小结本章小结 发动机技术状况的检测是汽车检测的重要发动机技术状况的检测是汽车检测的重要内容。在实际检测过程中，通常分为内容。在实际检测过程中，通常分为发动发动机功率、发动机密封性能、供油系统技术机功率、发动机密封性能、供油系统技术状态、点火系统技术状态、润滑系统技术状态、点火系统技术状态、润滑系统技术状态、冷却系统技术状态及发动机异响检状态、冷却系统技术状态及发动机异响检测测等方面。等方面。本章小结本章小结 发动机功率检测方法有发动机功率检测方法有稳态测功稳态测功和和动态测动态测功功之分。一般来说，稳态测功必须在专门之分。一般来说，稳态测功必须在专门台架上进行，它常用于发

25、动机的研究开发台架上进行，它常用于发动机的研究开发和质量检测；而动态测功可以在汽车不解和质量检测；而动态测功可以在汽车不解体条件下进行就车测定发动机功率。体条件下进行就车测定发动机功率。本章小结本章小结 气缸密封性与气缸、气缸盖、气缸衬垫、气缸密封性与气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环和进排气门等零件的技术状活塞、活塞环和进排气门等零件的技术状况有关。气缸密封性是表征气缸组技术状况有关。气缸密封性是表征气缸组技术状况的重要参数。气缸密封性的诊断参数主况的重要参数。气缸密封性的诊断参数主要有：要有： 气缸压缩压力气缸压缩压力 气缸漏气量、气缸漏气率气缸漏气量、气缸漏气率 进气管真空度进气管真空度 曲轴箱漏气量曲轴箱漏气量本章小结本章小结 汽车发动机的燃油供给系统，必须根据发汽车发动机的燃油供给系统，必须根据发动机的工况供给气缸高质量的混合气，只动机的工况供给气缸高质量的混合气，只有这样，发动机才能正常工作并具有良好有这样，发动机才能正常工作并具有良好的动力性和经济性。因此，混合气质量是的动力性和经济性。因此，混合气质量是发动机燃油供给系统检测的综合性检测项发动机燃油供给系统检测的综合性检测项目。汽油车燃油供给系统检测主要考虑目。汽油车燃油供给系统检测主要考