汽車發動機的冷卻系統是保持發動機正常工作的重要組成部分,如果它出現故障,發動機的整體工況就會受到影響,甚至引起發動機其他部件的損壞。在冷卻系統中有兩個冷卻液循環的散熱路線,分別是冷卻發動機的主循環和車內取暖循環。這兩個循環都以發動機為中心,使用的是同一冷卻液。
本文對汽車發動機冷卻系統的原理做出簡單介紹并加以分析,通過實例給出解決故障的簡易排除方法。
一、冷卻系統工作原理及常見故障
發動機運轉時燃燒室內的混合汽燃燒后會產生高溫的壓縮氣體(約為800~2000℃),運動部件受熱膨脹會破壞正常的配合間隙,不僅降低了機械強度使零件損壞、潤滑失效,甚至導致發動機“拉缸”、“爆缸”。
如果發動機溫度過低,還會造成汽缸進氣溫度過低、燃燒不正常、功率下降、油耗增加及潤滑不良等現象。
冷卻系統的主要作用是使發動機保持在適當的溫度范圍內工作。出于對冷卻效果好、冷卻均勻、工作可靠、不受環境影響以及噪聲低等要求,汽車發動機的冷卻廣泛采用強制循環水冷系統。
在整個冷卻系統中(圖1),冷卻介質是冷卻液,主要零部件有節溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、水溫感應器、蓄液罐和采暖裝置(類似散熱器)。
水泵將冷卻液從機外散熟器吸入并加壓,發動機高溫部件的熱量通過缸套、缸蓋傳導給周圍水套內的冷卻液,冷卻液吸熱后自身溫度升高,進入車前端的散熱器內。由于汽車前進和風扇的抽吸,外界冷空氣通過散熱器帶走散熱器內冷卻液的熱量,并將冷卻液所吸收的熱量通過散熱器釋放到外界大氣中。
為了保證發動機在不同負荷、轉速以及不同季節下在最適宜的溫度范圍內工作,冷卻系統還設置了節溫器等部件,如此周而復始地循環冷卻發動機的高溫部件,使發動機保持在正常工作水溫(一般在80—95℃左右)。
1節溫器
從冷卻循環可以看出節溫器是決定走“冷車循環”還是“正常循環”的。這兩個循環“并聯”在同一系統中。節溫器在80℃后開啟,95℃時開度最大。節溫器不能關閉,會使循環從一開始就進入“正常循環”,這樣就造成發動機不能盡快達到或無法達到正常溫度。
節溫器不能開啟或開啟不靈活會使冷卻液無法經過散熱器循環,引起溫度過高。如果因節溫器不能開啟而引起過熱,散熱器上下兩水管的溫度和壓力會有所不同。
2.水泵及水泵皮帶
水泵的作用是保證冷卻液在系統中循環流動。水泵較常見的故障為水封損壞導致水泵軸承潤滑不良,造成轉動不正?;虬l出聲響。
發動機過熱時,應最先注意水泵的皮帶,檢查皮帝是否斷裂或松動。如果水泵內部損壞會導致冷卻液無法循環,開啟暖風觀察不會有熱空氣吹出。
3.散熱器
發動機工作時,冷卻液在散熱器芯內流動,空氣在散熱器芯外通過,熱的冷卻液由于向空氣散熱而變冷。
4.散熱風扇
風扇的啟動由水溫感應器控制,在正常行駛中,高速氣流已足以散熱,風扇一般不會在這時候工作;但在慢速和怠速時,風扇就可能轉動來協助散熱器散熱。
5.水溫感應器
水溫感應器其實是一個溫度開關,當發動機進水溫度超出90℃,水溫感應器將接通風扇電路。如果循環正常而溫度升高時,風扇不轉,水溫感應器和風扇本身就需要檢查。
6.膨脹水箱和膨脹水箱蓋
膨脹水箱的作用是補充冷卻液和緩沖“熱脹冷縮”的變化,所以不要加液過滿。如果蓄液罐完全用空,就不能僅僅在罐中加液,需要開啟散熱器蓋檢查液面并添加冷卻液,不然蓄液罐會失去功用。
膨脹水箱上還有一個重要的零件,就是膨脹水箱蓋,這個小零件很容易被忽略。隨著溫度變化,冷卻液會“熱脹冷縮”,散熱器內因冷卻液的膨脹而內壓增大,內壓到一定數值時,散熱器蓋開啟,冷卻液流到蓄液罐,當溫度降低,冷卻液回流入散熱器。如果蓄液罐中的冷卻液不見減少,散熱器液面卻有降低,那么散熱器蓋就沒有工作。
7.采暖裝置
采暖裝置在車內,工作較穩定一般不出問題。從循環路線可以看出,采暖循環利用發動機小循環不受節溫器控制。與發動機循環“并聯”在一起。
二、應急處理實例
故障現象
一輛捷達轎車以110km/h的速度正常行駛于高速公路,10min后發現發動機機械噪音增大,觀察儀表發現紅色水溫指示燈亮,指示發動機水溫過高報警。
故障診斷與排除
發現紅色水溫指示燈亮后,駕駛員立即打開危險警告燈停車檢查,打開發動機蓋,觀察發動機艙膨脹水箱液面在正常范圍內,沒有冷卻液泄漏現象;仔細觀察水箱冷卻風扇旋轉情況,發現旋轉速度較低,未啟動高速擋,上、下水管溫度差異較小,開始懷疑水溫開關高速擋觸點損壞。打開暖風,出風口有長時間的熱氣吹出,并且出風溫度較高,這說明水泵良好。用隨身攜帶的鑰匙環制作跨接工具(圖2),短接水溫開關高速擋(見圖3),風扇開始高速旋轉,以為已經發現故障點,停車待發動機溫度降低到正常溫度后繼續行駛。
繼續行駛5km后,水溫指示燈再次高溫報警。此時停車后發現上、下水管溫度有明顯差異,故障點凸顯,結合剛剛的診斷過程,判斷為典型的節溫器未能開啟造成冷卻液不能進行大循環的故障。此時因遠離服務區無法現場更換節溫器維慘。
分析冷卻系統循環路線原理,采暖循環利用發動機小循環,不受節溫器控制。將車內暖風開啟,打開外循環,待水溫下降到正常范圍后啟動發動機,觀察冷卻液溫度至穩定。行駛到服務區咨詢后得知該服務區沒有小型轎車的備件儲備,就地更換需要很長的等待時間,同時維修費用相對較高。
于是將四個車窗玻璃完全打開,繼續行駛,雖然駕駛條件相對艱苦,但還是以不低于70km/h的車速駕駛車輛行駛百余千米,到達目的地更換節溫器后車輛水溫正常。
維修小結
隨著私家車數量的增加,機動靈活的自駕游給忙碌的生活增添了許多樂趣,很多的私家車都參與到了這項活動中。在自駕游出游的過程中會出現各種問題,本文使用的應急處理方法可以應對因節溫器、散熱器、散熱器風扇損壞造成的故障,但利用暖風裝置散熱時要注意行駛速度不宜過快,要根據發動機的水溫進行駕駛。
管道、設備、工器具清洗消毒作業指導書
印花作業安全風險告知卡
脫水作業安全風險告知卡
拉毛作業安全風險告知卡
開幅作業安全風險告知卡
定型作業安全風險告知卡
經編織造作業安全風險告知卡
燒毛作業安全風險告知卡
工廠安全隱患及預防措施
安全生產事故隱患預防措施
車間崗位安全風險點及控制措施
設備維修安全注意事項
金屬切削機械操作安全技術
叉車安全使用注意事項
機械加工廠里常見的安全隱患及預防措施
電流對人體的危害