冷卻系統的作用及維護要注意什麼

1樓：廣州萬通汽車學校

一臺發動機，冷卻系統的維修率一直居高不下，往往會引起發動機其他構件損壞，特別是隨著車輛行駛里程的增加，冷卻系統的工作效率逐漸下降，對發動機的整體工作能力產生較大影響，對維護發動機常溫下工作有著至關重要的作用。本文論述了冷卻系統的作用、組成、主要構造、工作原理、日常維護、故障的檢測步驟和排除方法，同時論述了冷卻系統系統化、模組化設計方法，以及冷卻系統的智慧控制一臺發動機，冷卻系統的維修率一直居高不下，往往會引起發動機其他構件損壞，特別是隨著車輛行駛里程的增加，冷卻系統的工作效率逐漸下降，對發動機的整體工作能力產生較大影響，對維護發動機常溫下工作有著至關重要的作用。

冷卻系的主要功用是把受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。冷卻系按照冷卻介質不同可以分為風冷和水冷，如果把發動機中高溫零件的熱量直接散入大氣而進行冷卻的裝置稱為風冷系。而把這些熱量先傳給冷卻水，然後再散入大氣而進行冷卻的裝置稱為水冷系。

由於水冷系冷卻均勻，效果好，而且發動機運轉噪音小，目前汽車發動機上廣泛採用的是水冷系。不論採何種方式冷卻，正常的冷卻系統必須確保引擎在各樣行駛環境都不致過熱。

風冷卻系是利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內部傳出的熱量散發到大氣中去，以保證發動機在最有利的溫度範圍內工作。發動機氣缸和氣缸蓋採用傳熱較好的鋁合金鑄成，為了增大散熱面積各缸一般都分開製造，在氣缸和氣缸蓋表面分佈許多均勻排列的散熱片，以增大散熱面積，利用車輛行駛時的高速空氣流，把熱量吹散到大氣中去。

由於汽車發動機功率較大，需要冷卻的熱量較多，多采用功率、流量較大的軸流式風扇以加強發動機的冷卻。為了有效地利用空氣流和保證各缸冷卻均勻，在發動機上裝有導流罩和分流板和氣缸導流罩。雖然風冷卻系與水冷卻系比較，具有結構簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養等優點，但是由於材料質量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點，目前在汽車上很少使用。

一臺發動機，冷卻系統的維修率一直居高不下，往往會引起發動機其他構件損壞，特別是隨著車輛行駛里程的增加，冷卻系統的工作效率逐漸下降，對發動機的整體工作能力產生較大影響，冷卻系統的重要性在於維護發動機常溫下工作，尤如人體的**汗腺，如果有一天，人體的汗腺不能正常工作，那麼身體內的熱量將無法散去，輕則產生中暑,重則休克。

汽車發動機的冷卻系統是保持發動機正常工作的重要部件，如果發動機冷卻系統的維修率很高，就會引起發動機其他部件的損壞，使發動機的整體工作能力受到影響，因此，汽車發動機冷卻系統的維護與保養就顯得尤為重要，水冷卻系統一般由散熱器、節溫器、水泵、水道、風扇、冷卻液等組成。如圖4-1所示。散熱器負責迴圈水的冷卻，它的水管和散熱片多用鋁材製成，鋁製水管做成扁平形狀，散熱片帶波紋狀，注重散熱效能，安裝方向垂直於空氣流動的方向，儘量做到風阻要小，冷卻效率要高。

散熱器又分為橫流式和垂直流動兩種，空調冷凝器通常與其裝在一起。

冷卻液指清潔的軟水。但冷卻介質並不是單純的水，而是由水、防凍液和各種專門用途的防腐劑組成的混合物，也稱為冷卻液。這些冷卻液中的防凍液含量佔30%～50%，提高了液體的凝固點，防止在低溫下結冰而損壞發動機。

整個冷卻系統並不與大氣相通，相當於高壓鍋的作用，水箱蓋則相當於高壓閥，一般情況下，轎車冷卻液的允許工作溫度可達攝氏120度，提高傳熱能

不是什麼水都可以當作冷卻液的，越嬌貴的車對水質的要求越高。比如，清澈的泉水，雖然清澈，看起來也乾淨，但泉水中含有大量的礦物質，如果加入發動機的冷卻系統中，就會產生大量的水垢，影響冷卻系統正常作用的發揮，可見，冷卻液水質的好壞是相當重要的，國際上普遍使用的乙二醇型冷卻液是在軟化水中按比例新增防凍劑乙二醇，配以適量的金屬緩蝕劑、阻垢劑等新增劑進行科學調和，達到冬季防凍、夏季防沸、且能防腐蝕、防水垢等作用。發動機冷卻是由冷卻液的迴圈來實現的，強制冷卻液迴圈的部件是水泵，它由曲軸皮帶帶動，推動冷卻液在整個系統內迴圈。

因此皮帶出現打滑、鬆弛、老化會影響冷卻時泵的功率。目前最先進的水泵是寶馬新一代直六發動機上採用的電動水泵，它能精確的控制水泵的轉速，並有效的減少了對輸出功率的損耗。

由於冷卻液水質不好，水箱中經常會出現鏽汙和水垢，它們積聚在水箱通道結合處、彎角處，阻礙水流暢通，造成散熱不良，如果出現這種情況，應及時清洗乾淨，日常加水時，儘量加清潔軟水，如果用除垢防鏽液，養護效果會更好，這裡給您推薦馳耐普的s-510冷卻系快速除垢劑，它可以迅速溶解冷卻系統中形成的水垢、油泥和鏽皮，恢復冷卻系統的功能，使冷卻液迴圈順暢，防止過熱、開鍋而引發的發動機損壞及動力不足；另外，馳耐普的s-520冷卻系防鏽潤滑劑也是一款不錯的產品，它能防止冷卻系統鏽蝕和腐蝕，有效抑制水垢生成，潤滑水泵、節溫器，消除水泵異響，保護銅、鋁、錫和其它金屬部件，延長水箱壽命，防止水箱開鍋，使發動機在正常溫度下工作。維護時清除冷卻系水垢措施:可採用2%苛性鈉水溶液加入冷卻系統，使汽車行駛一天後全部放出，再用清水沖洗；然後再加入同樣苛性鈉溶液，使用一天後放淨，最後用清水衝淨即可。

也可在冷卻系統中加滿清水後，從膨脹箱的加水口加入1kg蘇打，讓汽車行駛一天放淨後，使發動機低速執行，並不斷從加水口加入清水，即可徹底清除水垢

因此選用正確的和及時更換冷卻液對冷卻系統是至關重要的。冷卻液對發動機的冷卻，要根據發動機的工作情況而隨時調節。當發動機溫度低的時候，冷卻液就在發動機本身內部做小迴圈，當發動機溫度高的時候，冷卻液就在發動機—散熱器之間做大迴圈。

實現冷卻液做不同迴圈的控制部件是節溫器。可以將節溫器看作一個閥門，其原理是利用可隨溫度伸縮的材料（石蠟或乙醚之類的材料）做開關閥門，當水溫高時材料膨脹頂開閥門，冷卻液進行大迴圈，當水溫低時材料收縮關閉閥門，冷卻液小迴圈。這裡值得說明的是，切勿將節溫器摘掉，否則會導致發動機過冷而難以啟動。

為了提高散熱器的冷卻能力，在散熱器後面安裝冷卻風扇強制通風，冷卻風扇有在正面安裝的，也有在側面安裝的，汽車在高速行駛過程中，冷卻風扇將外面的空氣吸引進來，利用自然風，起到冷卻的作用。以前的轎車散熱器風扇是由曲軸皮帶直接帶動的，發動機啟動它就要轉，不能視發動機溫度變化而變化，為了調節散熱器的冷卻力，要在散熱器上裝上活動百葉窗以控制風力進入。現在已經普遍使用風扇電磁離合器或者電子風扇，當水溫比較低時離合器與轉軸分離，風扇不動，當水溫比較高時由溫度感測器接通電源，使離合器與轉軸接合，風扇轉動。

同樣，電子風扇由電動機直接帶動，由溫度感測器控制電動機運轉。由於電動風扇的電源不受點火開關的控制，當散熱器中冷卻液溫度下降至93℃-98℃時風扇停轉。如果發動機熄火後，散熱器中液溫若高於8℃-93℃，電動風扇運轉是不正常的。

如果低於88℃時風扇仍轉，則是不正常的；而溫度高於98℃時，仍不轉也是不正常的。當溫度高於105℃時，溫控開關高溫部分接通，電源接通電動機便高速運轉；當溫度達到120℃時，冷卻水溫過高，報警指示燈閃亮，為風扇有故障或冷卻液不足。如電動機風扇不轉，先檢查和更換熔斷絲，或檢修溫控開關，必要時再檢視電風扇有無損壞。

散熱器兼作儲水及散熱作用，在此之上還裝有膨脹水箱。因為單純依賴散熱器有幾個缺點，一是水泵吸水一側因壓力低而容易沸騰，水泵的葉輪容易穴蝕；二是氣水分離會產生氣阻；三是溫度高冷卻液容易沸騰。因此設計師就加裝了膨脹水箱，它的上下兩根水管分別與散熱器上部和水泵進水口連線，防止上述問題的產生。

散熱水箱從外**狀似蜂窩，做成這種形狀是為了增加水箱的散熱面積，以增強散熱效果；因此要保持散熱水箱的清潔，以防止因散熱水箱堵塞帶來的發動機冷卻系統冷卻液溫度過高。

它相當於發動機燃燒室周圍的水道，當發動機產生大量的熱時，汽缸水套將發揮降溫的作用在發動機中，水和油的管道涇渭分明、互不干涉，如果發現冷卻液中有油，就說明水路和油路發生了穿孔現象，一旦出現這種情況，水溫表的水溫會急劇上升，這時一定要及時採取措施。只要是流體，都有洩漏的可能。因此在冷卻系統的各個零部件之間的介面處應注意防漏，如塗密封膠，擰緊緊固卡圈，定時更換密封圈等。

由溫度感測器感受發動機水溫的變化，同時把溫度訊號轉變為同其成反比關係的電壓模擬訊號。這些訊號經過處理(電容器低通濾波、校正和電壓跟隨器耦合)送入a/d轉換器(adc0809)中ino訊號通道。由a/d轉換器把採集來的模擬電壓訊號轉換為數字訊號並讀入微控制器，89c510微控制器89c51根據不同的輸入訊號分析處理去控制驅動電路，實現對節溫器繼電器、導風板繼電器和風扇繼電器的控制。

即可實現對發動機冷卻能力的智慧控制。

由於導風板關閉，冷卻風扇不工作，以至冷卻空氣不能進入散熱器；同時節溫器處於小迴圈(加熱電阻絲通電)，發動機水溫上升很快。當水溫升至75℃，微控制器根據檢測來的溫度資料處理分析向執行元件發出控制訊號，使電控節溫器的加熱電阻絲斷電(讓其進入大迴圈控制狀態)。當水溫達到80℃時，微控制器又發出指令，使電控導風板處於敞開狀態。

此時可充分利用汽車行駛迎面風對散熱器的冷卻作用，儘量減少冷卻風扇的工作時間。當水溫高達95℃時，微控制器經資料分析發出控制指令使電控冷卻風扇工作，而讓節溫器仍處於大迴圈狀態，導風板仍處於敞開狀態。這時冷卻系統的冷卻能力最大，實現快速降溫。

當發動機水溫降至89℃時，微控制器根據取樣資料分析處理髮出控制指令，使執行元件完成以下操作。

常見引起發動機過熱的原因有:冷卻空氣流量減少(如散熱器阻塞等)；散熱風扇不工作；低速上坡，環境溫度過高；v型皮帶過鬆，轉動效率差；以及缸體有水垢，節溫器失效，水泵損壞，熱敏開關失靈等。為防止冷卻液溫度過高，在使用中必須保持散熱器和水套清潔、冷卻液數量充足、風扇皮帶張緊適當，以防發動機在負荷工作時間過長。

必須注意以下要點:

1.保持冷卻系(尤其散熱器)外部和內部清潔，是提高散熱效能的重要條件。散熱器外部沾有泥汙或碰撞變形，均合影響風量流通，使冷卻液溫度過高，必要時清洗或修復。

2.按規定使用防凍冷卻液，保持冷卻液數量充足。正確的冷卻液液麵高度:

當發動機處於冷態時，冷卻液液麵在膨脹箱內，位於最高和最低標誌之間。膨脹箱內裝有自動液位報警感測器，當箱內液麵過低時、位於儀表板上的冷卻液溫度報警燈問爍，應及時予以新增。

3.應保持風扇皮帶張緊力適當，風扇正常工作。皮帶過鬆影響水迴圈，加劇其磨損；過緊易損壞軸承。

4.熱敏開關連線良好，若有鬆動會影響風扇換檔變速及正常運轉；如果發現冷卻系溢水，應及時檢查節溫器技術狀況。

5.防止發動機大負荷、長時間工作，以免水溫過高；上坡及時換擋，減輕負荷。汽車長時間坡道行駛、擋住低或是環境溫度較高時，應注意散熱。

更換冷卻液時，將儀表板的暖風開關撥至右端是暖風控制閥全開，拆下冷卻液膨脹箱蓋，鬆開水泵口軟管夾箍，拉出冷卻液軟管，放出冷卻液後再將軟管夾箍擰緊。在膨脹箱中加入冷卻液，直到液麵高度與最高標誌齊平為止。擰緊膨脹箱蓋。

啟動發動機，直到風扇運轉，將發動機熄火，檢查冷卻液高度，必要時補充。膨脹箱內冷卻液不能注滿，加註1/2即可，一般使用2年左右更換一次。

提高工作溫度設定點是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優點，它直接影響發動機損耗和冷卻系統的效果以及發動機排放物的形成。提高工作溫度將提高發動機機油溫度，降低發動機摩擦磨損，降低發動機燃油消耗。

研究表明，發動機工作溫度對摩擦損失有很大影響。將冷卻液排出溫度提高到150℃，使氣缸溫度升高到195℃，油耗則下降4%-6%。將冷卻液溫度保持在90-115℃範圍內，使發動機機油的最高溫度為140℃，則油耗在部分負荷時下降10%。

提高工作溫度也明顯影響冷卻系統的效能。提高冷卻液或金屬溫度會改善發動機和散熱器熱傳遞傳遞的效果，降低冷卻液的流速，減小水泵的額定功率，從而降低發動機的功率消耗。此外，可採用不同的方式，進一步減小冷卻液的流速。

降低冷卻系統的工作溫度可提高發動機充氣效率，降低進氣溫度。這對燃燒過程、燃油效率及排放有利。降低溫度設定點可以節省發動機執行成本，提高部件使用壽命。

研究表明，若氣缸蓋溫度降低到50℃，點火提前角可提前3℃a而不發生爆震，充氣效率提高2%，發動機工作特性改善，有助於優化壓縮比和引數選擇，取得更好的燃油效率和排放效能。

汽車冷卻系統對汽車來說是至關重要的，發動機就如同人類的心臟，如果不好好保護就會受到威脅，現在隨著科技發展，冷卻系統不像以往那樣只是單純的水冷迴圈，現在冷卻系統智慧控制很受歡迎，所以在以後的汽車發展中，單純的冷卻系統不會站主導位置了，雖然智慧控制要求很高，但是在高階轎車中很實用，它代表著未來冷卻系統的發現方向，智慧冷卻系統控制將會作為標準裝置在汽車上，未來一段時間在冷卻系統中將佔主導位置；而智慧控制將會提高發動機的使用壽命，保障汽車的安全行駛,提高人身安全等原因，將來智慧控制冷卻系統的發展將佔主導位置

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