冷却系统故障诊断与排除

目录一、发动机冷却系的作用及类型 (1)(一)发动机冷却系的作用 (1)(二)发动机冷却系的类型 (2)（三）冷却液的选用 (2)二、发动机冷却系的结构组成与原理 (3)（一）发动机冷却系的结构 (3)（二）发动机冷却系的组成 (6)三、冷却系故障的原因 (8)（一）常见故障种类 (8)（二）产生故障的原因 (8)四、冷却系故障诊断与排除 (10)(一)故障诊断与排除 (11)（二）发动机冷却系案例分析 (13)总结： (15)发动机冷却系故障诊断与排除江苏汽车技师学院【摘要】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，冷却系统的重要性是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。

本文叙述了冷却系的作用、组成、构造、工作原理、类型，故障诊断、故障排除方法，并重点介绍了水冷却系统的故障诊断与排除方法。

为汽车维修行业提供技术资料。

【关键词】冷却系故障诊断排除【引言】随着现代车用发动机采用更加紧凑的设计和更大的单位体积功率,强化越来越高,发动机产生的热流密度也随之明显增大,目前几乎所有的发动机强化都面临着如何解决高功率密度下的冷却及其平衡问题,在满足不断提高的输出功率的同时,又要具有良好的经济性。

此外,日益严格的排放标准也对冷却系统提出了新的要求。

冷却系统工作性能的优劣,直接影响着动力系统的整体性能。

开发高效可靠的冷却系统,已成为发动机进一步提高功率、改善经济性所必须突破的关键技术问题。

目前,大部分发动机冷却系统仍属于传统的被动系统,只能有限地调节发动机和汽车的热分布状态。

一、发动机冷却系的作用及类型(一)发动机冷却系的作用汽车冷却系统的作用是保证发动机可以迅速达到理想的工作温度，保证其工作可靠，耐久以得到良好的动力性和经济性。

并且无论环境和工作条件如何变化，始终保持在这一温度范围。

无论是在极冷或极热的条件下，无论是在交通堵塞的城市环境中还是在高速公路上全速行驶，发动机必须能够同样高速地运转。

发动机工作时，气缸内的气体温度很高，若不及时冷却散热，会使零部件温度过高，使其膨胀，影响正常的配合间隙，导致活塞“咬缸”、轴瓦“抱轴”、柴油机因柱塞卡死而“飞车”等严重事故；还会使发动机工作过程恶化，长生爆燃；零部件的机械强度下降；润滑油变质，润混不良，零件磨损加大。

最终导致发动机性能、经济性、可靠性、耐久性及排放性能的全面下降。

发动机温度过低时，会造成着火燃烧条件变差，起动困难；发动机工作粗暴；散热不良及机械损失增加；零件磨损加大；CO及HC排放增加，排放恶化等；导致发动机功率下降及燃油消耗率增加(二)发动机冷却系的类型汽车发动机常见的冷却方式有两种，即水冷却和风冷却。

以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系统；以冷却液为冷却介质的冷却系统称为水冷系统。

现今汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系统，只有少数汽车发动机采用风冷系统。

1、风冷却系统一般由铝合金缸体和汽缸盖，表面均布了散热片。

风冷却系统是利用高速空气流直吹过汽缸盖和气缸体的外表面，把从气缸内部传出的热量散发到大气中去，以保证发动机在最有利的温度范围内工作。

2、水冷却系统水冷式是以冷却液（或水）为冷却介质，通过对冷却液的不循环，从发动机水套种吸收多余热量并散发到大气中，根据冷却液循环方式的不同，水冷系又可以分为蒸发式（利用水的温度差使冷却液在发动机中循环流动）、自然循环（冷却液在管道中自然流动）、强制循环（水泵强制冷却液在发动机中循环流动）三种方式，目前汽车上普遍采用的是强制循环水冷却系统。

（三）冷却液的选用冷却液是汽车发动机不可缺少的一部分。

它在发动机冷却系统种循环流动，将发动机工作中产生的多余热能带走，使发动机能把以正常工作温度运转。

当冷却液不足时，会使发动机冷却液温度过高，而导致发动机机件损坏。

冷却液除了具有冷却作用之外，还具有在冬季防冻、防腐蚀、防水垢等功能。

同时冷却液还是是发动机冷却系统种最重要的工作介质，汽车常用的冷却液有水及加有防冻剂的防冻液。

1、水冷却液直接用水作为冷却液，它具有简单和方便的特点。

但水沸点低，易蒸发，需要经常添加。

而且不宜添加河水、井水等含矿物质的水，以免产生水垢，影响冷却系统的散热性能。

要求添加雨水、雪水或离子交换水，给冷却液添加造成困难。

更应值得注意的是水在严寒冬季易结冰，需放水过夜，否则会造成结冰时体积膨胀，机体胀裂、气缸盖的严重事故。

2、防冻液现代轿车普遍采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能力。

如，桑塔纳系列轿车采用乙二醇为基料的冷却液（乙二醇的质量占45.6%、水的质量占54.4%），使其冰点在-25℃以下，沸点在106℃以上。

不同的冷却液有不同的冰点和沸点，可以根据发动机使用条件进行选用。

冷却液还添加防锈剂、泡沫抑制剂等，有利于减轻冷却系统锈蚀和冷却液泡沫产生，提高冷却效果。

专用冷却液一般呈深绿色或深红色，有一定毒性，使用时应注意。

发现冷却液泄露应及时检查并添加。

二、发动机冷却系的结构组成与原理（一）发动机冷却系的结构汽车发动机并冷却系统的主要结构部件有：散热器、水泵、补偿水桶、节温器、冷却风扇、冷却液温度显示系统。

1、散热器散热器俗称水箱,安装在发动机前的车架横梁上。

其作用主要是散热。

冷却液经过散热器后，其温度可降低10～15℃。

一般用铜或铝制成，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。

如图1-1散热器主要由上、下水箱、散热器芯和散热器盖等组成。

在上、下水箱上分别装有进水管及出水管，它们分别用软管与发动机汽缸盖上的出水管口及水泵的进水管口连接。

上下水箱上常设有放水开关。

图1-1散热器结构2、水泵水泵也称冷却液泵，其功用是对冷却液加压，使冷却液在冷却系统内循环流动。

水泵一般安装在发动机前端，通常与风扇一起用带轮同轴驱动，如图1-2。

图1-2水泵结构3、补偿水桶现代轿车发动机冷却系统都采用了自动补偿封闭式散热器，它的特点是在散热器的右侧增设了一个补偿水桶也可以称作储液罐或者副水桶，用软管连接到散热器的蒸汽到出口。

补偿水桶的作用是减少冷却液的损失，当冷却液温度升高，体积膨胀时，散热器中多余的冷却液流入补偿水桶中；而当冷却液温度降低时，体积收缩，散热产生一定真空，补偿水桶中的冷却液又被吸回到散热器种。

同时散热器上的水箱液可以做得小些，这样冷却液损失很少，驾驶员也不必经常检查冷却量。

4、节温器节温器的作用是根据发动机冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道保证发动机在最适宜的温度下工作。

汽车车发动机一般装用的节温器基本是石蜡式节温器，如图1-3，石蜡式节温器主要由主阀门、副阀门、推杆、壳体和石蜡等组成。

推杆的一端固定在支架上，另一端插入胶管的中心孔内。

石蜡装在胶管与节温器壳体之间的腔体内。

如图1-4若发动机温度较低时，石蜡呈固态，主阀门被弹簧推向上方与阀座压紧，处于关闭状态，此时，副阀门开启，冷却液进行小循环，来自发动机水套的冷却液经副阀门、小循环水管直接进入水泵，水泵回到发动机水套内。

温度升高时，石蜡逐渐熔化成液态，体积膨胀，迫使胶管收缩对推杆端部产生向上的推力，由于推杆固定在支架上，推杆对胶管、节温器壳体产生向下的反推力。

当冷却液温度升高到一定值时，反推力克服弹簧的弹力是胶管、节温器壳体向下运动，主阀门开启，同时副阀门开始关闭。

当冷却液温度进一步升高到一定值时，主阀门完全开启，而副阀门也正好关闭小循环水路，此时来自发动机水套的冷却液全部经过散热器进行大循环。

冷却液温度在主阀门开始开启温度与安全开启温度之间时，主阀门和副阀门均部分开启，在整个冷却系统内，部分冷却液进行大循环，部分进行小循环。

图1—3蜡式节温器图1-4蜡式节温器工作原理5、冷却风扇冷却风扇的功用是吸进空气，加速冷却液的冷却，从而增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。

通常安装在散热器后面并与水泵同轴驱动。

如图1-5所示。

图1-5冷却风扇组成6、冷却液温度显示系统冷却液温度显示系统的作用是有冷却液温度传感器检测发动机冷却液温度的变化并通过装在仪表板上的冷却液温度指示表显示出来，以提醒驾驶员注意发动的温度变化。

（二）发动机冷却系的组成冷却系统以水或防冻液（统称为冷却水）为冷却介质，靠冷却水的循环流动将高温机件的热量带走，而后再将热量散发到大气中。

水冷却系统的组成，如图1-6，水套是直接铸造在汽缸体和汽缸盖内相互连通的空腔，水套通过橡胶软管与固定在发动机前端的散热器相连，形成封闭的冷却水循环通路，水泵安装在水套与散热器之间。

发动机工作时，水套和散热器内充满冷却水，曲轴通过V带驱动水泵工作，使冷却水在水套与散热器之间循环流动；冷却水流经汽缸体和汽缸盖内的水套时，带走发动机热量使发动机冷却，而流经散热器时热量散发到大气中。

图1-6水冷却系统组成（三）冷却系的工作原理冷却液在冷却系统内的循环流动路线有两条：一套为大循环；另一条为小循环。

所谓大循环是冷却液温度过高时，水经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是冷却液温度低时，水不经过散热器而进行的循环流动，从而使冷却液温度升高。

冷却系统的大小循环流量通常利用节温器来控制。

节温器装在冷却液循环的通路中（一般装在汽缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和冷却液温度的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系统的冷却强度。

1、小循环当冷却液温度低于70℃时，节温器阀门关闭了通往散热器的管道，同时打开了通往水泵的旁通管，冷却液经水泵增压后，发动机从水套壁周围流过并从水套壁吸热而升温，然后向上流入汽缸盖水套，从汽缸盖水套壁吸热之后流经节温器，经小循环水管返回发动机体水套，此时发动机冷却系统进行小循环，如图1-7其冷却液流动路线为：水泵→缸套→出水口→小循环水管→水泵。

图1-7小循环图1-8大循环2、大循环当大发动机在正常热状态下工作时，即冷却液温度高于80℃，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却液经节温器及散热器进水软管流入散热器，在散热器中，冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温，最后冷却液经散热器出水软管返回水泵，形成大循环，如图1-8此时冷却液的流动路线为:散热器→水泵→发动机缸套→出水管→节温器→散热器。

当发动机的冷却液温度在70～80℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管道均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。

冷却系统主要包括散热介质为冷却液。

现在汽车用冷却液大部分为乙二醇型冷却液除了作为冷却介质外,还能起到防冻、防腐蚀、防垢、防沸的作用。

当发动机缸体达到一定温度,节温器会打开,冷却液带走发动机的热量,在水泵的驱动下流向散热器,经散热器冷却后降低温度再返回到发机,从而达到冷却发动机缸体的目的。