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文档简介

1、泸 州 职 业 技 术 学 院毕 业 论 文汽车发动机冷却系统与维护学生姓名李建所 在 系机械工程系班 级09级汽修一班专 业汽车检测与维修技术指导教师曾契2011年10月10日指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性、技术路线的可行性、设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设

2、计)质量1、论文(设计)的整体结构符合撰写规范的程度 优 良 中 及格 不及格2、完成指定论文(设计)任务(包括装订及附件)情况 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文观念的新意性、设计的创意性 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩:优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)指导教师: (签名) 单位:(盖章)年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构符合撰写规范程度 优 良 中 及格 不及格2

3、、完成指定论文(设计)任务(包括装订及附件)情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文观念的新意性、设计的创意性 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩:优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)评阅教师: (签名) 单位:(盖章)年 月 日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格

4、不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构符合撰写规范的程度 优 良 中 及格 不及格2、完成指定论文(设计)任务(包括装订及附件)情况 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文观念的新意性、设计的创意性 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩:优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)教研室主任(或答辩小组组长): (签名)年 月 日教学系意见:系主任: (签名)年 月 日摘

5、 要本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法,同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法,以及冷却系统的智能控制,并举例做出简单介绍。关键词:冷却系统 ; 冷却系统维护 ; 温度设定点 ; 冷却系统智能控制 目录引言0一、概述11.1 冷却系统的作用11.2冷却系统的组成11.3冷却系统的构造及维护2二、冷却系统的工作原理0三、冷却系统的特点03.1 温度设定点03.2 提高温度设定点03.3 降低温度设定点1四冷却系统智能控制04.1 系统组成04.2 单片机控制系统工作原理04.3 单片机 系统控制过程0五、冷却系统的检修0结

6、论1谢辞1参考文献2引言如果一台发动机,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。液冷液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。 当液体流经高温发动机时会吸收热量,从而降低发动机的温度。 液体流过发动机后,转而流向热交换器(或散热器),液体中的热量通过热交换器散发到空气中。风冷某些早期的汽车采用风冷技术,但现代的汽车几乎

7、不使用这种方法了。 这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环,而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。 一个功率强大的风扇向这些铝片吹风,使其向空气中散热,从而达到冷却发动机的目的。因为大多数汽车采用的是液冷,所以本文将着重对液冷系统进行说明。 汽车中的冷却系统中有大量管道。 我们从泵开始逐一考察整个系统,在下一节,我们将对系统的各个部件进行详细说明。泵将液体输送至发动机缸体后,液体便开始在气缸周围的发动机通道里流动。 接着,液体又通过发动机的气缸盖返回。 恒温器位于液体流出发动机的位置。 如果恒温器关闭,则液体将经过恒温器周围的管道直接流回到泵。 如果恒温器打开,液体将首先流入散热器,

8、然后再流回泵。加热系统也有一个单独的循环过程。 该循环从气缸盖开始输送液体,使其流经加热器风箱,然后又流回泵。对于配备有自动变速器的汽车,通常会有一个独立的循环过程来冷却内置于散热器的变速器油液。 变速器油液由变速器通过散热器内另一个热交换器抽吸得到。汽车可以在远低于零摄氏度到远高于38的宽泛温度范围内工作。 因此,不管使用何种液体对发动机进行降温,其必须具有非常低的凝固点、很高的沸点以及能吸收大量热量。水是吸收热量的最有效的液体之一,但水的凝固点太高,不适用于汽车发动机。 大多数汽车使用的液体是水和乙二烯乙二醇的混合液 (C2H6O2),也称为防冻液。 通过将乙二烯乙二醇添加到水中,可以显著

9、提高沸点、降低凝固点。一、概述1.1 冷却系统的作用冷却系统的功用就是使工作中的发动机得到适当的冷却,从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。1.2冷却系统的组成水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。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。散热器又分为横流式和垂直流动两种,空调冷凝器通常与其装在一起。水泵和节温器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,推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发

10、动机上采用的电动水泵,它能精确的控制水泵的转速,并有效的减少了对输出功率的损耗。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。可以将节温器看作一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料(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。空气的流动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

11、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。现在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 散热器兼作储水及散热作用,再此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点,一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾,水泵的叶轮容易穴蚀;二是气水分离会产生气阻;三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱,它的上

12、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。冷却介质虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水,而是由水、防冻液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%,提高了液体的凝固点,防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通,相当于高压锅的作用,水箱盖则相当于高压阀,一般情况下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,提高传热能。1.3冷却系统的构造及维护汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件,如果发动机冷却系统的维修率很高,就会引起发动机其他部件的损坏,使发动机的整体工作能力受到影响,因此,汽车发动机冷却

13、系统的维护与保养就显得尤为重要,那么,怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢?驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们,正确堆护发动机的冷却系统,首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件:  第一、冷却液,冷却液指清洁的软水,不是什么水都可以当作冷却液的,越娇贵的车对水质的要求越高。比如,清澈的泉水,虽然清澈,看起来也干净,但泉水中含有大量的矿物质,如果加入发动机的冷却系统中,就会产生大量的水垢,影响冷却系统正常作用的发挥,可见,冷却液水质的好坏是相当重要的,国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和,达

14、到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70环境下使用。市场上销售的冷却液,乙二醇浓度一般保持在3350之间,也就是冰点在-20-45之间,往往根据不同地域的实际需要合理选择,以满足使用要求。2、防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高,冷却液的沸点也就越高,-20时冷却液的沸点为104.5,而-50时沸点达到108.5。如果冷却系统采用压力盖,冷却液的实际沸点会更高,即使在炎热的夏天,也能有效的防止冷却液“开锅”。3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用,逐步破坏冷却系统内的金属表面,严重时可使冷却

15、系统的壁穿孔,引起冷却液漏失,导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。4、防锈。锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统,加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。5、防垢。水源中所含的各种杂质,其中包括金属离子、无机盐等,决定了结垢和沉淀的形成,会大大地降低冷却系统的导热效率,在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水,可以避免结垢和沉淀的形成,从而保护发动机。  第二、汽缸水套,它相当于发动机燃烧室周围的水道,当发动机产生大量的热时,汽缸

16、水套将发挥降温的作用在发动机中,水和油的管道泾渭分明、互不干涉,如果发现冷却液中有油,就说明水路和油路发生了穿孔现象,一旦出现这种情况,水温表的水温会急剧上升,这时一定要及时采取措施。  第三、散热水箱和冷却风扇,散热水箱从外观看状似蜂窝,做成这种形状是为了增加水箱的散热面积,以增强散热效果;冷却风扇有在正面安装的,也有在侧面安装的,汽车在高速行驶过程中,冷却风扇将外面的空气吸引进来,利用自然风,起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇,用装在散热器上的温度控制开关来控制,当散热器中冷却液温度下降至93-98时风扇停转。由于电动风扇的电源不受点火开关

17、的控制,因此发动机熄火后,散热器中液温若高于88-93,电动风扇运转是不正常的。如果低于88时风扇仍转,则是不正常的;而温度高于98时,仍不转也是不正常的。当温度高于105时,温控开关高温部分接通,电源接通电动机便高速运转;当温度达到120时,冷却水温过高,报警指示灯闪亮,为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转,先检查和更换熔断丝,或检修温控开关,必要时再查看电风扇有无损坏。第四、冷却水泵和节温器,冷却液在冷却系统中的流动,主要依靠冷却水泵的动力;节温器能感知发动机的工作温度,低温时,它封住水套中的水,令其在水套内流动,当达到一定温度时再打开,让水经过散热水箱,发挥散热作用。这里值得说明的

18、是,切勿将节温器摘掉,否则会导致发动机过冷而难以启动。正确维护发动机的冷却系统,应了解经常出现的几种冷却系统故障:   1、由于冷却液水质不好,水箱中经常会出现锈污和水垢,它们积聚在水箱通道结合处、弯角处,阻碍水流畅通,造成散热不良,如果出现这种情况,应及时清洗干净,日常加水时,尽量加清洁软水,如果用除垢防锈液,养护效果会更好,这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂,它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮,恢复冷却系统的功能,使冷却液循环顺畅,防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足;另外,驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品,它

19、能防止冷却系统锈蚀和腐蚀,有效抑制水垢生成,润滑水泵、节温器,消除水泵异响,保护铜、铝、锡和其它金属部件,延长水箱寿命,防止水箱开锅,使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统,使汽车行驶一天后全部放出,再用清水冲洗;然后再加入同样苛性钠溶液,使用一天后放净,最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后,从膨胀箱的加水口加入1kg苏打,让汽车行驶一天放净后,使发动机低速运行,并不断从加水口加入清水,即可彻底清除水垢。  2、漏水,只要是流体,都有泄漏的可能,汽缸水套中的水一旦发生泄漏,水温表的水温就会急剧上升,出现这种情况,您一

20、定要及时采取必要的措施,以免发生不必要的麻烦,这里给您介绍驰耐普的S-530冷却系止漏剂,它对于冷却系统的修复和保护作用等同于“99超强修复剂”和“S-201”,对于发动机的修复和保护,对于阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的,它可与任何冷却液相融使用,并可减缓冷却系统杂质的产生。   总的来讲,冷却系统还有很多故障,不能一一列举。一般情况下,各位车主应遵循这样一个原则,车辆每行驶1000千米,就应查看一下发动机的工作情况。另外,汽车刚停车时,不可立即打开水箱盖,以免出现烫伤的情况。二、冷却系统的工作原理冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从

21、而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组图如下:图1-1 发动机的冷却系图(1-1)发动机的冷却系(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管;7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5风扇电机;I6-进气管底部水套;17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水

22、套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流

23、动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。冷却液的循环路线如图1-2所示图(1-2)冷却液的循环路线散热器盖如图1-3所示图1-3 散热器盖(A)压力阀打开;(B)真空阀打开1-溢流管;2-压力阀弹簧;3-压力阀;4-散热器加水口;5-真空阀三、 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。先进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。 3

24、.1 温度设定点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,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。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。3.2 提高温度设定点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

25、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。3.3 降低温度设定点降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率,

26、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。四 冷却系统智能控制系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰,因此对该系统电路有特殊要求:1.电路要有较高的抗振动能力,以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。2.电路应采取有效的防护隔离措施,以提高其抗干扰能力。4.1 系统组成该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却

27、风扇由电动机驱动;电控节温器利用电加热引起双金属片变形,由双金属片变形带动节温阀旋转运动,来改变大小循环;电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭;微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。4.2 单片机控制系统工作原理由温度传感器感受发动机水温的变化,同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机,89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路,实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继

28、电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。4.3 单片机 系统控制过程当发动机预热时(发动机水温(70),单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使其完成如下操作。 a.电控冷却风扇不工作; b.电控导风板关闭状态; c.电控节温器处于小循环状态。由于导风板关闭,冷却风扇不工作,以至冷却空气不能进入散热器;同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电),发动机水温上升很快。当水温升至75,单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80时,单片机又发出指令,使

29、电控导风板处于敞开状态。此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用,尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95时,单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作,而让节温器仍处于大循环状态,导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大,实现快速降温。当发动机水温降至89时,单片机根据采样数据分析处理发出控制指令,使执行元件完成以下操作。a.电控冷却风扇不工作;b.电控导风板处于敞开状态;c.电控节温器处于大循环状态。这样,直到发动机水温返升至95,电控冷却风扇又重新工作。五、 冷却系统的检修常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等);散热风扇不工作;低速上坡,环境温

30、度过高;V型皮带过松,转动效率差;以及缸体有水垢,节温器失效,水泵损坏,热敏开关失灵等。为防止冷却液温度过高,在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当,以防发动机在负荷工作时间过长。必须注意以下要点:1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁,是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形,均合影响风量流通,使冷却液温度过高,必要时清洗或修复。2.按规定使用防冻冷却液,保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时,冷却液液面在膨胀箱内,位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器,当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁,

31、应及时予以添加。3.应保持风扇皮带张紧力适当,风扇正常工作。皮带过松影响水循环,加剧其磨损;过紧易损坏轴承。4.热敏开关连接良好,若有松动会影响风扇换档变速及正常运转;如果发现冷却系溢水,应及时检查节温器技术状况。5.防止发动机大负荷、长时间工作,以免水温过高;上坡及时换档,减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时,应注意散热。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

32、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。案例分析宝马车系发动机冷却系统故障2例。案例1故障现象:一辆2009年款宝马E71 X6 SUV,配置3.0 L N54型发动机,行驶里程6 300 km。据用户反映,车辆正常行驶中突然出现加速无力的现象,仪表中出现发动机功率下降的提示,红色冷却液温度警告灯点亮。而且,车辆出故障前曾在维修店做过保养。检查分析:将车辆拖回维修店,检查冷却液并不缺少。连接故障诊断仪进行整车检测,DME系统内存储风扇电机的故障记录,于是判断散热器风扇电机出现故障,导致发动机温度过高,从而使发动机功率下降。从维修资料中得知风扇电

33、机是600 W的大功率电机,转动风扇电机的叶片没有卡滞的现象,当前的气温也不是很高,风扇的散热负荷并不大,而且该车行驶里程很少,风扇电机不应该有故障。替换同型号的风扇电机,利用诊断仪直接驱动风扇电机,结果电机没有运转,看来不是风扇电机的问题。图(1-1)宝马车系的电气检修对诊断仪的依赖程度较高,于是按照宝马的诊断维修流程,利用诊断仪中的维修检测计划对此故障进行了逐步的分析和判断,结果还是认为风扇电机故障或线路故障。根据风扇控制电路图(图1-1),可以看出如果风扇电机不转,除了电机本身故障外,还需要检查风扇继电器、乘客侧熔丝盒中的风扇熔丝(60 A)、后部熔丝盒中的风扇继电器控制信号熔丝(5 A

34、)以及发动机控制单元的接地控制和其他相关线路。检查后部熔丝盒中的5 A熔丝正常,测量风扇继电器1号端子有12 V电源,但继电器的X17278脚却没有12 V电源,而正常情况下X17278处是30号常电源提供的12 V电源。接着检查乘客侧熔丝盒中的60 A熔丝,但是在熔丝盒中并没有发现60 A熔丝。这就奇怪了!从电路图上可以看到乘客侧熔丝盒的X16817脚确实是风扇的电源供应线,看来问题出在熔丝盒内部。拆卸熔丝盒并解体,发现熔丝盒内部有4个大功率熔丝并联在一起(图1-2),其中就有要找的60 A熔丝。测量其他3个熔丝都导通正常,而60 A的熔丝两端断路,看来故障点找到了。图(1-2)故障排除:由

35、于大功率熔丝无法单独更换,于是更换了乘客侧熔丝盒总成,试车风扇运转正常。回顾总结:虽然故障已经排除,但笔者却有一些疑问。这种大功率熔丝既然与熔丝盒设计在一起,其可靠性应该是很高的,那么熔丝断路的原因是什么呢?经过与维修人员沟通后才知道,之前为了帮助排除另一辆车的电子风扇故障,曾把另一辆车的风扇安装在这辆车上,然后利用诊断仪多次驱动测试过风扇,最后发现另一辆车的风扇内部确实短路,而这辆正常保养的车辆出厂后不久便出现了水温高的故障。因此,该车的60 A大功率熔丝应该是由于另一辆车的风扇内部短路而熔断。案例2故障现象:一辆2006年产宝马E60 520i轿车,搭载M54型6缸发动机,行驶里程16.6

36、万 km。据用户反映,车辆正常行驶中仪表上的冷却液温度警告灯突然点亮,中央显示屏出现冷却液温度过高的信息提示。图(2-1)检查分析:首先连接故障诊断仪进行整车检测,并没有发现发动机冷却系统温度过高的故障。检查冷却液液面在正常范围内,通过开空调或诊断仪的测试功能可以使风扇运转。使车辆原地怠速工作约1 h,并没有出现用户反映的故障现象,观察冷却液温度数据也正常(图2-1),发动机冷却液温度为105 ,散热器出口的冷却液温度为63 ,打开发动机舱盖可以看到风扇电机偶尔低速运转。进行路试,中高速行驶了几十公里也没有出现冷却液温度报警。鉴于车辆已经行驶了16万 km,建议用户更换节温器、水泵以及冷却液,

37、但查询该车的维修记录时发现几个月前曾更换过特性曲线式节温器,于是便更换了水泵和冷却液。图(2-2)第二天,用户进站投诉冷却液温度过高报警的问题没有解决。通过再次与用户沟通,发现了故障出现的一些规律:故障在城市路况出现的频率较高,一般行驶一段距离后停车(例如等信号灯)时出现的次数较多,正常行驶中出现的次数很少。于是连接上故障诊断仪进行路试,以便在故障出现时捕捉到一些关键数据。以4060 km/h的车速进行走走停停的路试,并刻意提高发动机的转速,路试约半小时后,观察到诊断仪中的数据出现了一些异常(图2-2),散热器出口的冷却液温度突然快速下降,但发动机冷却液温度却快速升高,基本达到了报警的临界点(

38、发动机冷却液温度达到或超过115 ,发动机控制单元执行报警提示)。于是立即停车,车还没有完全停稳仪表中的冷却液温度警告灯便被点亮,中央显示屏出现了温度过高的信息提示。观察此时的冷却液温度继续快速变化,发动机冷却液温度达到117 ,散热器出口的冷却液温度快速回升到76.5 ,但是仪表和显示屏中的报警很快又自然消失了,冷却液温度的数据也随即恢复了正常。图(2-3)这个现象说明了什么呢?说明节温器的开启时间滞后。节温器并不是完全不能打开,否则就会持续高温,就会存储相关故障记录。但该车不久前刚更换了节温器,而且故障只在特定工况下才容易出现,这就值得深思了。传统的蜡式节温器受控于冷却液温度,节温器关闭时

39、实现冷却液小循环,节温器打开时实现冷却液大循环,而该款宝马520i采用的是特性曲线式节温器(图2-2),节温器安装在发动机的冷却液入口处,即散热器的出水口,发动机冷却液温度传感器安装在发动机的冷却液出口处,即散热器的入口处。节温器内部安装了加热元件,发动机控制单元根据储存的特性曲线和实际运行状况来控制加热元件,特性曲线参数包括发动机转速、进气温度以及冷却液温度等。通过这种智能型的控制方式,可以使发动机始终保持在最适宜的温度。另外,如果发动机控制单元参考了其他参数进行控制干预时,节温器将可以在较低的冷却液温度下打开(80103 );当冷却液温度达到110 时,节温器无需进行其他控制干预将开始打开;如果冷却液温度超过115 ,发动机控制单元将直接激活节温器的加热元件,仪表和中央显示屏出现温度过高警告。由此对诊断仪中的数据进行分析,发动机冷却液温度114.75 ,散热器出口的冷却液温度51,此时节温器应该打开但实际上并没有打开。当发动机冷却液温度升高到117 ,节温器才开始打开,但此时已经达到高温报警限值。一旦节温器开始打开,冷却液开始大循环,散热器出口的冷却液温度上升达到76.5 ,而发动机冷却液温度降下降到高温报警限值以内,温度过高的警告解除。故障排除:根据上面的分析,更换节温器后再次

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