汽车检测与维修毕业设计（论文）-北京现代β型发动机冷却系统介绍与日常维护.doc

河北交通职业技术学院毕业论文河北交通职业技术学院 毕业论文北京现代型发动机冷却系统介绍与日常维护学 院： 河北交通职业技术学院 系 别： 汽车系 专业班级： 汽车检测与维修10-2班 学生姓名： XXX 指导教师： XXX（老师） 撰写日期： 2012 年 10 月 20 日摘 要在机电装备业中，冷却系统是极其重要的一环，关乎被冷却机电装置的安全运行和使用寿命，也是易被忽视处于薄弱的一环，比如在大功率电力电子器件的冷却系统，是非常必要的配套设备。由于主机装置的不同，冷却系统也有各种类型，可藉冷却剂的循环，将多余的热量移出引擎，以防止系统过热而造成不必要的隐患。在水冷式的引擎中，包括水套、水泵、水箱及节温器。而汽车冷却系统也采用类似设计。北京现代属于近几年异军突起的新兴品牌，并迅速以价格低，质量好，耗油量小的特点迅速在中小型汽车市场上打开了一片天地，在中国市场上也占有了一席之地，而他的发动机更是将自己的风格与日系风格相结合开创了一个新天地，现有阶段分别有型发动机、型发动机、型发动机以及刚刚上市的型发动机，而本文就以型发动机为例来对北京现代车型的冷却系做一个相关介绍，以及对于日常维护应该注意的相关事项。关键词：北京现代、型发动机、发动机冷却系统、日常维护目 录第一章 引言.1 1.1汽车发动机冷却系统维修的重要意义.1第二章 北京现代型冷却系介绍.22.1北京现代型发动机冷却系简介.22.2入口控制方式的优缺点.22.3入口控制与出口控制的温度变化的比较.2第三章 北京现代型冷却系的特点. .33.1北京现代型冷却系统的特点.3第四章 北京现代型发动机冷却系统的结构和工作原理.44.1发动机冷却系统的功用. .44.2 北京现代型发动机冷却系统的组成.44.3 北京现代型发动机冷却系统工作过程.5第五章 冷却系统常见故障分析.65.1发动机过热情况.65.2发动机升温缓慢或工作温度过低.6第六章 冷却系统的日常维护与保养.76.1使用防冻液应注意以下问题.76.2冷却系统水垢形成的原因.76.3冷却系统水垢的危害.86.4清理水垢的方法.86.5冷却液的更换.9总结、参考文献.10致谢.11第一章 引言1.1 汽车发动机冷却系统维修的重要意义如果一台发动机,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。第二章 北京现代型冷却系介绍2.1 北京现代型发动机冷却系简介北京现代型发动机独树一帜，不同于其他类型的的发动机采用了最新的入口控制型循环系统，使发动机的平均温度呈现一个稳定的趋势，从而降低油耗，减少发动机的正常磨损，增加发动机的使用寿命。2.2 入口控制方式的优缺点优点： 温度变化幅度小。暖机期间发动机内冷却水温度分布均匀。缺点： 难以注入冷却水。节温器外壳构造复杂。2.3 入口控制与出口控制的温度变化的比较第三章 北京现代型冷却系特点3.1北京现代型冷却系统的特点传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。 北京现代型的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。 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来控制冷却系统，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，在发动机和冷却系统在部分负荷不太理想的状态下，会产生较高的油耗和较高的排放。 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。 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。 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。 研究表明，若气缸盖温度降低到50，点火提前角可提前3A而不发生爆震，充气效率提高2%，发动机工作特性改善，有助于优化压缩比和参数选择，取得更好的燃油效率和排放性能。第四章 北京现代型发动机冷却系统的结构和工作原理4.1发动机冷却系统的功用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，气缸内气体急剧膨胀，会使气缸内气体温度高达2200K2800K(19272527)，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。 冷却系统的功用就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。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷（图4-1），如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。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。 图4-1 发动机的两种冷却方式4.2 北京现代型发动机冷却系统的组成及介绍 北京现代型发动机冷却系统的组成主要有：散热器、副水箱、风扇、冷却水套、水泵、水管和温度调节装置等。散热器：散热器又称为水箱，其功用是增大散热面积，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。副水箱：承接、补充散热器内的冷却液。风扇：风扇的功用是提高通过散热器心的空气流速增加散热效果，加速水的冷却。风扇安装在散热器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。水泵：水泵的功用是对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。北京现代型发动机上多采用离心式水泵。离心式水泵具有结构简单，尺寸小，排水量大，维修方便等优点。4.3 北京现代型发动机冷却系统工作过程北京现代型发动机冷却系统主要包括“冷车循环”和“热车循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器（82），此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度，如图。此时进行的冷车循环路径是：水泵-发动机水套-出水口-水泵随着发动机的温度升高，冷却液温度升到了节温器的开启温度(82)，节温器缓慢打开到达96完全打开，这时“冷车循环” 开始进入“热车循环”。 此时进行的热车循环路径是：水泵-发动机水套-出水口-散热器-节温器-水泵第五章 冷却系统常见故障分析5.1发动机过热情况原因:5.1.1. 散热器密封件老化、腐蚀、撞击导致泄露，冷却液减少，水温高，导致发动机过热5.1.2. 冷却系统有污物致使散热器堵塞，冷却液减少，水温高，导致发动机过热5.1.3. 水箱盖内部限压弹簧弹力衰减，副水箱内水满溢出、水温高。5.1.4. 副水箱箱体因老化或外力而开裂泄露致使散热器内冷却液减少，发动机过热。5.1.5. 风扇不转，风扇驱动电机故障、控制电路断路导致发动机过热5.1.6. 风扇驱动电机故障、控制电路产生附加电阻，导致风扇转速慢，导致发动机过热故障现象：5.1.7. 风扇控制电路故障导致风扇运转时机不准，导致发动机过热或发动机升温慢5.1.8. 由于材料、腐蚀、修理时不规范操作致使冷却水套泄露，导致，发动机过热、冷却水进入润滑系统。5.1.9. 水泵密封件老化、壳体受腐蚀致使冷却液泄露，导致冷却液减少、发动机过热5.1.10.水泵叶片被腐蚀、结构性堵塞致使泵水能力下降，导致发动机过热5.1.11.水管由于外力损坏、老化或腐蚀泄露，导致冷却液减少、发动机过热5.2发动机升温缓慢或工作温度过低原因:这类故障在机械方面主要表现为节温器粘结卡滞在开启位置，不能闭合，使冷却液始终进行大循环。在电气方面发动机冷却液温度传感器工作不良，信号不准确，造成无快怠速、散热风扇工作时间长等第六章 冷却系统的日常维护与保养人们对发动机的养护，犹未重视的是润滑系统，很少重视冷却系统。殊不知汽车发动机最常见的故障，如活塞拉缸，爆震，严重的噪声，加速动力下降等，这些都是由于发动机的工作温度异常，压力过大，冷却系统状况不良而造成的，所以冷却系统的日常维护保养尤为重要。水箱检查水箱：只需看一下副水箱的水量是否在上下限间即可。主水箱盖子内有一个橡胶垫圈，具有防止高压水气泄漏的功能，如发现垫圈失去弹性并已硬化，请立即更换。清洗水箱及冷却管路。汽车发动机冷却水最好使用清洁的软水。防冻液的使用：防冻液的主要成分为乙二醇，呈碱性，PH值多在7.5-11之间，冰点应低于25，沸点应高于106，有效期一般为1-2年。汽车每行驶两年应更换发动机冷却液。6.1使用防冻液应注意以下问题：6.1.1、不同品牌的防冻液所使用的金属缓蚀剂也不相同，因此不同品牌的防冻液不能混用 6.1.2、使用了防冻液的车辆，切勿直接补充自来水，应该加入蒸馏水或去离子水，若实在没有条件，加冷开水也比加自来水好。如果防冻液因泄漏损失，应补充同品牌的防冻液。防冻液应四季使用，夏天使用自来水的方法是不科学的，也是得不偿失的。6.1.3、有的防冻液存放一年后，会出现少量絮状沉淀，这种现象多半是添加剂析出造成的，不必扔掉。如果出现大量的颗粒沉淀，表明该防冻液已经变质，不能再使用了。6.1.4、选择防冻液的另一个关键是确保安全性。高级防冻液兼具防腐、防垢、防沸、防冻、防锈等功效，还能对水箱起到很好的保护，一年四季都可使用。优质防冻液外观应清亮透明，并有醒目的颜色，无异味，而一些劣质防冻液根本不具备抗冻及防止开锅功能，有的防冻液虽然冰点及沸点合格，但却有腐蚀性，能把水箱及管路“咬”的千疮百孔，影响行车。6.2冷却系统水垢形成的原因汽车发动机冷却系统中的水垢与日常生活中所用的电器完全不同，除了具有钙镁离子形成的水垢之外，还有硅胶垢，腐蚀产物形成的金属垢等，形成原因多种多样。具体情况如下：6.2.1钙、镁离子水垢的形成主要来源与硬水的添加。在使用过程中，冷却液会有一定的损失，需要及时向冷却系统补充冷却液。有些客户不是补加冷却液或蒸馏水，而是直接加入硬水，结果硬水中的钙、镁离子很容易与普通冷却液中的无机盐成分形成水垢。当这些水垢形成于缸体衬里及缸盖水道时，会出现局部高温区，恶化润滑条件，加速发动机系统的磨损，严重时还会造成缸盖开裂。6.2.2硅胶垢主要来源于无机型冷却掖中的硅酸盐。作为铝合金的特效腐蚀抑制剂硅酸盐被广泛应用于普通无机型冷却掖中，但添加硬水时硅胶很容易析出，形成硅胶垢，堵塞散热管且极难清除。结果大大降低传热效率，使发动机过热。 6.2.3腐蚀产物还会形成金属垢。金属垢以铁和焊锡垢为主，前者是有普通无机型冷却掖中的无机盐与缸体上的铁金属反应生成的保护膜因消耗而脱落形成；后者是由于具有强氧化性的无机盐副食抑制剂加剧锡“开花”腐蚀而形成的蓬松沉淀物，由于该金属垢形成于冷却系统焊缝位置，容易造成水道堵塞及焊缝过热，因强度下降而引起泄露。 可想而知，发动机冷却系统在使用过程中，由于水温的升高，水中的碳氢根与钙、镁离子相结合，而一些钙镁盐类受热分解 , 从溶于水的物质转变成难溶于水的物质, 附着于金属表面上结为水垢；由于水分的不断蒸发和浓缩，水中的溶解盐类含量不断增加，超过了其溶解度达到饱和时，也会结水垢；另外，水循环系统中的硅胶和水在运行过程中一起受热，当水温超过60时候也会形成水垢。6.3冷却系统水垢的危害水垢的导热系数很低，是铸铁的1/25，黄铜的1/50。如果我们检查拆下的发动机旧缸盖，就可以发现水套内壁有厚厚的一层水垢。这些水垢形成于缸体衬里及缸盖水道，极难清除。分析认为，结垢不但降低了热传导效率，使局部区域因散热性变差而温度上升，导致与邻近区域产生温差或温差加大。热应力因温差的加大而增大，会在应力集中的薄弱部位产生裂纹，而发动机缸盖的排气门就属于这样的部位。它温度高、散热条件差、结构单薄，水垢的隔热作用使散热条件进一步恶化，因而在应力集中的作用下会产生缸体裂纹。另外，结垢不仅使冷却系统散热性能变差，还会出现局部高温区，恶化润滑条件，使发动机温度升高，加速发动机系统的磨损。严重的还会堵塞散热管、堵塞冷却系统管路等，结果大大降低传热效率，使发动机过热，造成更大的事故，严重危害驾驶人员的行驶安全。据国内有关资料报导，在正常使用的汽车发动机的维修中，有6%是水循环系统水垢造成的发动机冷却系统出现故障，而故障的主要原因是水垢导致金属部件被腐蚀，由此可见水垢对汽车的危害有多大！人们更没有想到汽车水箱中的水垢给我们带来多么大的隐患，一旦水垢沉积过多，散热不畅会导致发动机抱死，后果不堪设想。6.4清理水垢的方法人工清理法：这种方法需要把汽车水箱拆卸下来，进行人工锤、刮、铲等清除水垢 , 最后冲洗排尽。此方法除垢效率低、且劳动强度大，不易清除干净，还容易造成二次损害。水垢清洗剂：一般的清洗剂，无法彻底清除水道内的水垢和酸性物质，有时也能泡下来大片脱落的水垢，但这样会堵塞水道，有时要拆下水箱进行清洗；此种方法不能彻底清除顽固的水垢，也需要把汽车水箱拆卸下来，加入水垢清洗剂进行人工清除。此除垢方法能清除得很干净，但是效率低、劳动强度大。在日常维护过程中，注意对冷却系统的维护与保养，可使发动机在适宜的温度下工作，从而提高发动机使用寿命。6.5冷却液的更换更换冷却液时，将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开，拆下冷却液膨胀箱盖，松开水泵口软管夹箍，拉出冷却液软管，放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液，直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机，直到风扇运转，将发动机熄火，检查冷却液高度，必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满，加注1/2即可，一般使用2年左右更换一次。总 结汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的，而我们常常因为他的简单性而忽略了它的作用，如果将发动机比喻成人体的心脏，那么发动机冷却系就是保护心脏正常工作的“防火墙”，所以在日常生活中我们应该时常注意冷却系统的运行状况，