冷却系统知识.doc

乙二醇的物理化学性质乙二醇是最简单的二元醇，无色有甜味的液体，俗称甘醇。它的熔点为-11.5，沸点198，相对密度1.1088，能与水、乙醇、丙酮等互溶，微溶于乙醚。工业上由乙烯合成乙二醇。表1：乙二醇物理化学性质项目指标项目指 标密度(20）g/立方厘米1.113沸点（760mmHg)197闪点 116蒸气，Pa208冰点 -131002133比热 （20）k /（g.）2349热导率，(20）W/（cm3）2.889 目前市场供应的防冻液有乙二醇水溶液，这种防冻液可直接使用。 市场上供应的还有一种防冻液母液，即浓缩型。这种防冻液一般为进口产品，或合资企业生产，通常采用小铁桶式的包装，如良普顿、壳牌等。 浓缩型防冻液，即防冻液母液一般不能直接使用，而应该根据使用温度的要求，用软化水进行调制到一定的浓度才能使用，乙二醇防冻液母液调制浓度和冰点参见表2。 从表2中可以看出乙二醇型防冻液，其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化，浓度在59以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过59后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势，当浓度达到100时，其洋点上升至-13，这就是浓缩型防冻液（防冻液母液）为什么不能直接使用的一条重要原因，必须引起使用者的注意。表2：防冻液母液调制浓度和冰点冰点乙二醇浓度密度（20），mg/立方厘米冰点乙二醇浓度密度(20),mg/立方厘米-1028.41.0340-40541.0713-1532.81.0426-45571.0746-2038.51.0506-50591.0786-2545.31.0586-45801.0958-3047.81.0627-30851.1001-35501.0671-131001.1130汽车发动机冷却系统用的循环介质，最常用的是水。水有许多优点、如：来源广、无毒、价廉、有良好的导热性能等。长期以来，水一直作为汽车发动 机的冷却液使用。但水有许多缺点，如冰点高，当气温低于0时，水结冰使体积增加，容易造成水箱或冷却系统管道胀裂；水的沸点低，夏季高温时，当发动机处 于苛刻条件下行驶时，会造成水温升高，甚至沸腾，影响汽车正常行驶；溶在水中的金属盐类受热后形成水垢，降低传热效率；水还会使金属生锈。因此，人们一直 在寻找一种新型的冷却剂来代替水。 后来人们发现乙二醇水溶液的性能好，在一定的比例时冰点可达-60以下，而沸点在 110以上，它不会损害橡胶软管，加入防锈剂后不腐蚀金属，价格相对便宜，无不愉快的气味。因此这种液体目前广泛采用作为汽车冷却系统的循环介质，称为 汽车冷却液。冷却液一般由基础液和添加剂组成，基础液由水和乙二醇或二甘醇组成。添加剂包括防锈剂、防霉剂、pH调节剂(缓冲剂)、抗泡剂及着色剂等。 目前.汽车发动机上采用的水冷系；大都是用水泵强制水(或冷却液)在冷却系中进行循环流动，故称为强制循环式水冷系。当发动机冷车起动时，工作温度偏低，节温器的主阀门关闭，副阀门开启，冷却液由水泵进入分水管，经水套由上出水口通过节温器的副阀门直接流向水泵(此时冷却液不经散热器)，由水泵提 高水压后再进入分水管，这称为水冷却系的小循环。 发动机的温度会迅速升高，当水温升到353K(80度)；以上时节温器的主阀门开启，副阀门关闭，水套中的冷却液由上出水口经节温器主阀门流向上贮水箱，经散热器冷却后进人下贮水箱，从下水管被吸入泵提高压力再泵入分水管，这称为冷却系的大循环。 冷却系还利用风扇的强力抽吸，空气从前向后高速通过散热器，如快水的散热能力。（途安车上来说，当散热器无法达到预期散热效果的时候，电子风扇启动，加强散热效果） 为提高水冷却强度，克服冷却中不的溢出和蒸发，目前汽车已多用封闭式泵循环水冷系统。当发动机处于冷态或温度较低时，冷却液流经的路线为小循环。这样，冷却液不流经散热器。只有当冷却液的温度达到一定数值后，冷却液才进入大循环。这样，可减少发动机的升温时间，有效地降低能量损失和机件磨损。冷却的循环路线是由位于水泵下部的节温器控制的。当冷却液的温度达到-358K(85度)时，节温器阀门开启，冷却液开始流经散热器，进入大循环。当冷却液，温度达到378K(105度)时，节温器的阀门全部打开，加强了冷却液循环和散热能力，控制了冷却液温度的上升。 为了避免发动机过热，燃烧室周围的零部件（缸套、缸盖、气门等）必须进行适当的冷却。内燃机的冷却装置有三种形式，水冷却、油冷却和空气冷却。汽车发动机冷却装置以水冷却为主，用气缸水道内的循环水冷却，把水道内受热的水引入散热器（水箱），通过风冷却后再返回到水道内。为了保证冷却效果，汽车冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇等组成。以轿车为例，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。散热器里面的冷却水不是单纯的水，而是由水（符合饮用水质量）、防冻液（通常为乙二醇）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%，提高了液体的沸点，在一定工作压力之下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，超过了水的沸点且不容易蒸发。 发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。节温器实际上是一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料，例如石蜡或乙醚之类的材料做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。 为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现代轿车已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器兼作储水及散热作用，如果单纯依赖散热器，有三个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，叶轮容易穴蚀；二是气水分离不好容易气阻；三是温度高冷却液容易沸腾逸走。因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接，防止上述问题的产生。现在轿车的冷却系统比过去复杂了，主要是增加了温度控制元件，散热器风扇可随发动机温度变化而“随机应变”（途安车来说，采用可“占空比”控制，通过占空比%高低来控制电子风扇的转动速度来达到预期的散热效果！） 冷却系统普遍采用冷却液。 只要发动机在工作状态，散热器风扇随时都有起动的可能。但在途安车上来说，工作状态有问题的电子风扇，只要一经启动就会在发动机工作过程当中永远处于运转状态，或者是最高速度运转！这个状态绝对是不正常的工作状态！就如开篇所讲，过冷过热均会对发动机产生不良影响，这将是隐性的长期存在的！汽车在运行中往往会发生水箱(散热器)开锅故障，应及时排除，使汽车正常行驶。原因和排除方法：(1)水箱开锅的通常原因是冷却系统有漏水处，冷却液流失。在这种情况下要及时补充冷却液或加足冷却水，待停车后再修理。水箱开锅不是由于冷却液不足而引起，就是冷却系统本身有故障，应按下述检查原因，并排除发动机过热故障。(2)风扇离合器失灵。当散热器温度超过86时，停机并立即转动风扇叶片，感到阻力很小，即说明它已失灵。可按上节七检查原因或采取临时措施。(3)调温器失灵。若水温表指针已超过安全区，进入红色区域，而散热器芯部并不烫手，即说明调温器失灵。应立即换用新件，若无备件，可暂时取下不用。对于水温始终达不到80的冷却系统，也应检查调温器，看其主阀门是否已常开。对于常开的调温器，也必须换用新件。(4)水管阻塞。遇到(3)中所述现象，在检查证明调温器功能正常的情况下，应检查水管是否被阻塞或吸瘪。(5)风扇叶片变形。对于叶片被扭曲、弯折的风扇，必须立即更换，以免发生危险。叶片变形必然使吸风量大为下降，使冷却系统不能正常散热，维修或更换风扇。(6)散热器过脏。尘土、异物覆盖散热器芯部表面，降低散热器散热能力，应立即清理干净。(7)水管漏水或水管接头漏水，应更换水箱，并用管箍夹紧。(8)散热器漏水或发动机漏水可在冷却水中加入散热器堵漏剂，效果好，省力省事。(9)风扇皮带松或丢失，要调好松紧度。冷却系统的使用与维护1. 冷却液的加注和放掉由于冷却系统设计总容量为22L左右，因此用容积为25L的桶装防冻液或水桶即可将冷却系统加满，注意加注时不要丢失冷却液。加注冷却液时要拧开散热器上方的散热器盖，打开调温器上部的放气阀，向散热器加水口加注冷却液，看到放气阀口流出冷却液时将放气阀关闭。继续向加水口加注冷却液，加满后，装好散热器盖。试运转，手摸散热器上部，感到热时表示发动机缸套中的水己流入散热器。停转发动机，打开散热器盖，如看到液面下降再添加冷却液，直到膨胀水桶的液面达到最高液面标记处。为使液面高度能够保持在标记处，可以反复运转发动机并在散热器加水口加入冷却液，必要时也可向膨胀水桶加注冷却液。如果冷却系统处于放净冷却液状态，一桶25L的冷却液几乎要全部加入。如果是补充冷却液，还要在发动机运转温度正常后观察膨胀水桶的液面高度，并使其保持在液面高度标记处。加注冷却液时不要在热状态下打开散热器盖，由于其中的冷却液压力和温度较高，避免散热器内的热压气体喷出烫伤手脸。如急于拧开，也要先等约15min，而后用较厚的擦布垫在散热器盖上或包住散热器盖，慢慢拧开散热器盖到第一个止口位置，使散热器泄压后再拧开散热器盖。放掉冷却液时要打开发动机缸体上的和散热器下方的放水龙头，装有暖风的应将暖风上的温度选择器调到全开位置。为使水流较快，可以旋开调温器上方的气阀。为使冷却液全部放净，如果看到膨胀水桶的冷却液还没有全部放净，可以把连接在散热器加水口座溢流管上的软管拆下，放净后再装上。 2. 冷却液的补偿冷却系统中装有冷却液补偿系统。补偿系统由膨胀水桶和连接到散热器加水口座上的溢流管等组成。膨胀水桶上方有溢流口与大气相通，膨胀水桶最低液面高度高出散热器液面，系统可以便散热器充满冷却液，以便发挥散热器的最大散热功能。发动机温度正常或更高时，散热器中的冷却液受热膨胀，冷却液和上方的热空气就会从散热器流入膨胀水桶；当发动机温度低时，散热器中的冷却液就会收缩，冷却液就从膨胀水桶流入散热器，这样就使散热器中始终充满冷却液。在发动机正常运转温度正常时，膨胀水桶的冷却液液面高度应保持在最低位置和最高位置标记范围内。发动机运转时，要检查膨胀水桶的补偿功能，如起不到补偿作用，可能是连接膨胀水桶和散热器的溢流管堵塞，应使其恢复功能。 3. 发动机轮系调整发动机前部装有驱动冷却系水泵、风扇和发电机的轮系。轮系由皮带轮和皮带等组成。有的发动机装有两条皮带，有的发动机装有三条或四条皮带。每一个皮带轮系应在同一个平面上，皮带安装时不能扭曲。各条皮带的松紧度应按规定调整，不能过松也不能过紧。如果皮带过松，会引起皮带打滑，使冷却系和发电机的工作转数不够，影响冷却性能和发电量；皮带过紧，会引起发电机轴承、风扇总成轴承、张紧轮轴承或空调压缩机轴承过早磨损，并影响皮带的使用寿命。曲轴-发电机-风扇皮带轮的张紧度可通过调节发电机调节臂相对于缸体的位置来调整，调整时以50N的力加在每个皮带轮中间位置的皮带上，其挠度应为10-15mm，见图2-88。如不符合要求，可用移动发电机与调节臂的相对位置来调整。 4. 冷却系统的维护(1)冷却系统轴承的润滑。汽车每行驶1500-2000km进行一级保养时，要对水泵轴上的两个轴承和风扇驱动装置上的两个轴承加注汽车通用锂基润滑脂2号，按常规方法进行操作。(2)冷却系统的清洗。汽车每行驶35000-45000km三级保养时，需对冷却系统进行清洗，以清除脏物。清洗时先将原装的冷却液放净，再加注清洁水，拧上散热器盖，起动发动机，升温至正常温度，停机后将水放掉。如果放出的水脏就要重新清洗，直到放出的水变干净为止。如果冷却系统确实很脏，就要对冷却系统进行