技师论文-汽车发动机冷却系统常见故障分析

摘要汽车发动机是一种将燃料燃烧的热能转变为机械能的机器，燃料在发动机内部燃烧时，温度能到达2000℃～2800℃，而普遍钢的熔点大致也就是1450℃左右，因此，为了保证发动机正常工作，发动机在工作中必须进行可靠的冷却，使发动机始终保持在一个最正确的温度状况下工作。本文从发动机冷却系统的构造、工作原理出发，谈谈如何开展冷却系的日常维护以及常见故障的诊断与关键词：冷却系工作原理故障排除

汽车发动机冷却系统常见故障分析前言发动机要想保持正常的工作状态，工作温度必须维持在一定的工作范围内，如果发动机冷却液温度过低，燃油雾化不良，混合气混合不均匀，燃油消耗增加，发动机功率下降。在低温情况下，润滑油因温度低使其泵油能力变差，增加了机件的运动阻力；还会使缸壁的“冷激”效应增强，加剧缸壁和活塞的腐蚀和磨损。反之，发动机冷却液温度过高，发动机容易出现爆燃和早燃。高温会使各个零件受热膨胀过度，使原有的配合间隙发生变化，破坏了正常的工作状态；过热还会导致润滑油的粘度下降甚至变质，破坏润滑油膜，加剧发动机零件磨损，严重会导致拉缸、烧瓦抱轴等严重故障。冷却液温度过高还会使机件变形增加，非金属件老化加快，造成漏水、漏油等故障。一、冷却系统的作用与组成1.冷却系统的作用冷却系的作用就是对发动机进行冷却，保持发动机在最适宜的温度范围内工作。图1水冷却系的组成2.冷却系的分类根据所用冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式。目前汽车发动机广泛使用水冷式发动机。3.冷却系统的组成目前汽车发动机上采用强制循环式水冷却系。它根本由风扇(有的装风扇离合器或风扇电机)、水套、散热器、百叶窗、节温器、水管、水温表和传感器等组成，如图1所示。〔1〕散热器散热器〔有称为水箱〕的作用是将水套出来的热水自上而下或横向分成许多小股并将其热量散给周围的空气。为了集中风向，提高冷却效果，散热器后面还装有风扇和导风圈。〔2〕水泵水泵的作用是对冷却水加压，使之在冷却系中循环流动。由于离心式水泵具有尺寸小，出水量大，结构简单，损坏后不阻碍水在冷却系中自然循环的特点，故为强制循环式冷却系普遍采用。常见的水泵在机体外安装与风扇同轴驱动，也有装在机体内(内藏式)单独驱动的。〔3〕风扇风扇的作用是提高流经散热器的空气流速和流量，以增强散热器的散热能力并冷却发动机附件。风扇多装在发动机与散热器之间，与水泵同轴驱动，电动风扇装在散热器风扇支架上，由电机驱动。4.冷却介质冷却液水冷系使用的冷却水最好是软水，即含盐分较少的水，如雨水、雪水、自来水等，否那么在水套和散热器中易产生水垢，影响冷却效果，造成发动机过热。5．其他调节装置〔1〕百叶窗的作用是在冷却水温度较低时改变吹过散热器的空气流量，从而控制冷却强度。〔2〕风扇离合器风扇离合器安装在风扇和水泵之间，根据发动机的温度自动控制风扇的转速，以到达改变通过散热器的空气流量的目的。这不仅能够减少发动机的功率损失，节省燃油，而且能够提高发动机的使用寿命，降低噪声。〔3〕节温器节温器用来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中，一般装在气缸盖出水口处。目前，大多数汽车发动机采用蜡式节温器。有些高级轿车采用电子控制节温器，节温器大小阀门的动作均由发动机电子控制单元控制电磁阀来控制冷却水循环水路，如图2所示。图2电控节温器的原理二、冷却系统的常见故障分析1.冷却液消耗异常故障诊断故障现象①冷却液消耗过多，需经常补充。②在停车位有水迹，停车后，明显看到有冷却液滴落到地面上。③有时候发现在油底壳内有水。故障原因冷却系统是密封的，在正常情况下，不需要经常补充冷却液，否那么说明有冷却液消耗异常故障。冷却液消耗异常的主要原因是系统有泄漏。具体原因如下：①放水开关关闭不严。②水泵水封损坏。③气缸体变形或裂纹。④散热器泄漏。⑤气缸衬垫烧蚀，冷却液漏到外部或油底壳内。⑥系统管道老化泄漏或接头松动泄漏。⑦缸体水堵不严。⑧湿式缸套阻水圈密封不良。故障诊断与排除冷却液消耗异常应先检查外部有无泄漏痕迹，采用追踪寻源法找寻泄漏点，根据泄漏部位查明原因。如果外部无明显的泄漏痕迹，应检查润滑油中是否有水，如有水渗入，可能是气缸衬垫损坏、气缸盖或气缸体有裂纹、湿式缸套阻水圈密封不良等造成。2.发动机过热故障诊断故障现象①发动机运行过程中，水温表指示超过最高值，或报警灯亮。②散热器有“开锅”现象。③发动机动力下降，加速不良。④汽油机易爆燃和早燃，柴油机易工作粗暴。故障原因①系统内缺水。风扇皮带打滑或断裂。②水泵叶轮损伤或水泵轴与叶轮松脱③节温器失效。散热器内部堵塞或外部堵塞。缺机油。④系统内水垢过多。电控风扇温控开关损坏或风扇电机烧坏。⑤风扇离合器失效。点火过早或过晚。⑥混合气过浓或过稀。冷却液温度传感器损坏。⑦气缸衬垫烧穿。水温表失准。⑧散热器回水管凹瘪或冻堵。燃烧室积炭严重。故障诊断假设发动机突然过热，一般为风扇突然不转、节温器失效、水泵失效或冷却液严重泄漏所致。假设发动机经常过热，一般为冷却系冷却强度下降或发动机传热过多，诊断流程如图3所示。图3发动机过热诊断流程3.发动机温度过低〔过冷〕故障诊断故障现象汽车经长时间行驶或发动机经长时间工作，冷却液的温度表长时间指示在正常温度以下；发动机动力缺乏，加速无力。故障原因发动机温度过低，通常是自然因素的影响或冷却系冷却强度调节装置失效所致。具体原因如下：①在冬季没采取保温措施，或保温不良。②用发动机冷却液取暖用量过大。③发动机下的挡风板失落或变形严重。④风扇离合器结合过早。⑤节温器忘装或失效。⑥电控风扇温控开关失效，触点粘住。⑦水温传感器损坏或信号不准。⑧水温表失准。故障诊断冬季行车，在水温表和水温传感器技术状况完好的情况下，发动机达不到正常工作温度，诊断流程如图4所示。三、案例分析 1.故障现象图4发动机过低诊断流程一台丰田1HZ小客车，车辆使用了8年，行驶里程在12万公里左右。在夏季，气温30℃以上使用时发现发动机水温高出正常值(正常水温70～80℃)，尤其使用空调或爬坡慢行时，出现以①发动机的负荷明显增大时，出现冷却水温升至95℃以上，甚至“开锅”②发动机输出功率明显下降，车辆不能正常行驶，而且持续时间长，还会出现当关闭电源开关熄火后，也不能停止发动机工作的现象。2.故障原因分析及排除这台车的故障，正是由于发动机的工作温度过高，造成了发动机气缸的混合气体积膨胀，使发动机功率下降，直接影响了车辆的正常行驶；由于长时间高温，造成发动机气缸内温度很高，这时进入气缸内的可燃混合气在无电火花的情况下仍然不能停转。根据冷却系构造和原理分析，围绕着冷却系水温高的这一问题，对逐个可能产生的原因进行检查分析，对可能会发生故障的部位采取先易后难的方法进行检查。①先从外表检查，包括散热器、水泵、气缸体、暖风机水箱、水管，以及橡胶软管和放水开关等，观察其是否有漏水，检查水泵皮带是否太松，风扇叶片是否有损烂。经外表检查，没有发现漏水部位，水泵皮带处没有过松打滑的现象，风扇叶也没有变形损坏。②检查节温器有否工作不良导致冷却水的水量循环缺乏，把节温器拆下来，将节温器放在装有水的铁盘上，然后加热，同时把玻璃温度计放在水中测试，观察温度计上的读数与节温气额定开启温度是否相符，升程是否在95℃时＞8mm。结果当温度计读数为90℃时节温器才开始张开工作，比额定开启温度82℃高了8③对空调冷凝器进行淋水降温，检查水温，虽有好转，但效果仍然不明显，说明与冷凝器散热情况关系不大。④重新检查调整供油系和点火系，结果也收效不大，说明水温过高的现象，主要不是以上的情况所致。⑤再次起动发动机，开大空调制冷，控制发动机转速，以低速直升到高速运转来观察此时冷却风扇的转速，在发动机冷却水温度超过90℃由此可见，水温高是硅油风扇离合器损坏造成风扇工作不良所致。于是更换了风扇离合器，更换后，风扇的转速能随着温度的升高而加快转动，噪音明显增大，在水温到达95℃⑥通过使用清洗水垢的清洗剂来清洗散热器和缸体、缸盖的水套，将清洗剂加注到冷却水中，经过运转发动机后，再浸泡8h，放出清洗液，发现液体内有不少污垢，证明是散热器、气缸、气缸盖水套内的沉积水垢过多。经以上修复后试验，水温明显下降，此车在夏季和负荷增大时，再未出现水温高的情况。车辆回复正常技术状况。

参考文献1．赵英勋主编．汽车检测与诊断技术．北京：机械工业出版社,20082．蔡兴旺主编．