汽車?yán)鋮s系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與故障檢修

張諾

摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)是保障汽車動(dòng)力持續(xù)穩(wěn)定輸出的重要部分，冷卻系統(tǒng)的故障識(shí)別與檢修是目前汽車維修領(lǐng)域極為熱門的一項(xiàng)內(nèi)容。本文首先介紹了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)主要組成，并對冷卻系統(tǒng)的原理簡要分析，重點(diǎn)分析了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)常見故障的檢修方法，以實(shí)例的方式分析了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)過熱的原因與檢修方式，為相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)檢修實(shí)踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車 發(fā)動(dòng)機(jī) 檢修 故障

發(fā)動(dòng)機(jī)是一種把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，高溫運(yùn)行下的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，確保汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟葪l件下運(yùn)轉(zhuǎn)。冷卻系統(tǒng)的作用是保證發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)過熱運(yùn)行，而且也要防止發(fā)動(dòng)機(jī)在寒冷季節(jié)溫度過低。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作水溫一般保持在80～95℃為最佳。本文以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)為例，分析冷卻系統(tǒng)構(gòu)成與常見故障維修技等內(nèi)容。

1 冷卻系統(tǒng)的組成與工作原理

1.1 冷卻系統(tǒng)組成

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系統(tǒng)多采用的是強(qiáng)制循環(huán)水冷，冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。水冷系統(tǒng)的組成及主要部件如圖1所示。

冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水。否則會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)水套和水管內(nèi)產(chǎn)生水垢，阻礙傳熱，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。現(xiàn)代轎車普遍采用防凍液，以提高冷卻液的防凍和防沸能力。一些冷卻液含有防銹劑或者泡沫制劑等成分，避免了冷卻系統(tǒng)的銹蝕現(xiàn)象發(fā)生以及泡沫的出現(xiàn)，進(jìn)而提升了冷卻性能。

1.2 工作原理

冷卻液由水泵從機(jī)外吸入，在壓力促使下冷卻液由分水管進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)水套中。冷卻液吸收汽缸壁溫度進(jìn)而升溫，經(jīng)過汽缸蓋的水套時(shí)繼續(xù)吸收熱量，吸收到大量熱量的冷卻液通過出水管進(jìn)入散熱器中[1]。當(dāng)汽車運(yùn)行時(shí)，車外空氣右前向后高速從散熱器通過;在散熱器后部風(fēng)扇強(qiáng)力抽吸作用下，溫度較高的冷卻液流經(jīng)散熱器，將熱量釋放到大氣里，達(dá)到冷卻效果。冷卻后的冷卻液在水泵的驅(qū)動(dòng)下，又一次流入汽缸體與汽缸蓋水套吸收熱量，往復(fù)循環(huán)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)零件始終保持合適的工作溫度。

2 冷卻系統(tǒng)常見故障分析

2.1 冷卻液滲漏

在汽車運(yùn)行中，冷卻系統(tǒng)中的冷卻液應(yīng)充滿系統(tǒng)。假如冷卻液少于6%左右時(shí)，汽車的冷卻液循環(huán)將不再進(jìn)行，容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)的過熱損壞。通常條件下，冷卻液由于蒸發(fā)發(fā)生的損失很少，滲漏才是冷卻液損失的重要環(huán)節(jié)，還有一部分通過散熱器溢流管流失。

冷卻液發(fā)生外滲的主要原因：第一是水槽與溢流管出現(xiàn)裂紋，水路位置的接頭部位出現(xiàn)破裂。第二是水槽或者芯子的支撐處的磨損。第三是放水開關(guān)與放水塞部位的損傷等。冷卻液的外滲通過觀察便可以發(fā)現(xiàn)，方便對其滲漏過程的排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危害減少損失。

內(nèi)滲的主要原因有以下幾方面：第一是發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋緊固螺栓出現(xiàn)了松動(dòng)，缸蓋與缸體的結(jié)合面翹曲也是內(nèi)滲主要原因。第二是水套鑄件上出現(xiàn)了裂紋與縮孔等現(xiàn)象。冷卻液的內(nèi)滲通常不容易被發(fā)現(xiàn)，但常會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果，比如發(fā)動(dòng)機(jī)因缺少冷卻液導(dǎo)致的損壞風(fēng)險(xiǎn)。冷卻液內(nèi)滲進(jìn)入燃燒室，在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作狀態(tài)下會(huì)充滿整個(gè)燃燒室，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于氣缸內(nèi)活塞的運(yùn)動(dòng)會(huì)增加氣缸內(nèi)部作用力，從而破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋及內(nèi)部的活塞，引起斷裂現(xiàn)象，以及導(dǎo)致的連桿彎曲故障。當(dāng)冷卻液進(jìn)入曲軸箱與內(nèi)部運(yùn)動(dòng)組件接觸后，會(huì)在內(nèi)部零件表面形成厚度不一的黏結(jié)層，進(jìn)而引起了組件的銹蝕，增大了組件運(yùn)行中的摩擦阻力，造成極為嚴(yán)重車輛運(yùn)行安全事故[2-3]。

2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)過熱

運(yùn)行中的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，如果冷卻液額溫度一直處于高溫（90℃以上）區(qū)間，同時(shí)出現(xiàn)了冷卻液沸騰現(xiàn)象，也稱為發(fā)動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象。這種過熱可以分為汽車運(yùn)行中的突然過熱與發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)常過熱。突然過熱的發(fā)生通常與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇傳動(dòng)帶斷裂有關(guān)，也可能是由于風(fēng)扇電路故障等故障所引起，冷卻液的嚴(yán)重泄漏也會(huì)引起過熱，經(jīng)常過熱是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的持續(xù)過熱。

發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過熱受以下幾方面因素影響：第一是節(jié)溫器發(fā)生泄漏或者反接，冷卻液只發(fā)生小循環(huán)，風(fēng)扇處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)。第二是混合氣的過稀或者過濃，過稀的混合氣，降低的燃燒速率，燃燒室做功過程中釋放出更多的熱量，引起發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過熱。第三，過遲或者過早的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間均會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的過熱，另外燃燒室的積炭、車輛超載等因素也是引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱的主要原因[4]。

2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過低

當(dāng)汽車在行駛時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)冷卻液的溫度長期低于正常工作溫度，便可以認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度低。就發(fā)動(dòng)機(jī)來說，不可能是由于發(fā)生了故障而引起冷卻強(qiáng)度提升，減少了傳熱損失。通常發(fā)動(dòng)機(jī)過低的工作溫度，分為自然因素與冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置故障兩個(gè)方面原因。

3 冷卻系統(tǒng)故障診斷實(shí)例分析

3.1 故障診斷思路分析

診斷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)故障通常要在特定的思路和診斷流程作用下進(jìn)行。冷卻系統(tǒng)的外部檢查包括的部件有冷卻液的儲(chǔ)水室、冷卻系統(tǒng)的散熱器、連接軟管、放水開關(guān)、水泵等的泄漏狀況，泄漏的地方存在針狀水柱，能夠很明確的發(fā)現(xiàn)泄漏發(fā)生的位置[5]。

內(nèi)部檢測的內(nèi)容主要是對氣缸的墊水道損壞程度進(jìn)行查看，檢查濕式缸套的密封性能以及氣缸蓋內(nèi)部有沒有出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

3.2 冷卻系統(tǒng)故障實(shí)例分析

故障車輛是桑塔納2000轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，當(dāng)提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速至2500r/min時(shí)沒有異常出現(xiàn)。當(dāng)汽車行駛過程時(shí)，當(dāng)車速超過100km/h，保持車速約半分鐘，可以發(fā)現(xiàn)車輛冷卻液溫度迅速升高，報(bào)警燈閃爍顯示冷卻液溫度過高，如圖2所示。

通過一一檢查后發(fā)現(xiàn)并未有前述問題。在道路上當(dāng)汽車速度上升到100km/h，冷卻液溫度過高警示燈閃爍，車輛路邊停靠后熄火，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)及冷卻系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)冷卻液的儲(chǔ)罐中液面下降，連接的水管未發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象，基于這個(gè)檢查判定冷卻系統(tǒng)可能為內(nèi)漏，也就是水道冷卻液流入氣缸燃燒室[6]。

采用舉升器提升車身使車輪懸空，空轉(zhuǎn)情況下對汽車尾氣進(jìn)行檢測，當(dāng)車速上升至110km/h轉(zhuǎn)態(tài)，汽車尾氣檢測結(jié)果顯示的HC值明顯偏高，隨著油門的加大HC值也在同步增長。運(yùn)用斷油法對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行逐缸檢測，取下第四缸的噴油器接頭，觀察到HC值快速回到正常水平，顯示出第四缸存在故障，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)這個(gè)缸的火花塞存在一些鐵銹，表明燃燒室存在水分。檢查氣缸內(nèi)部缺陷時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)缸的燃燒室存在著約1.5mm凹痕，進(jìn)而維修方式是加工處理第四缸蓋，更換新的氣缸墊，安裝完畢后試車，故障排除。

4 結(jié)語

如果汽車使用頻次比較高，例如出租車、拉貨車輛等，使用優(yōu)質(zhì)的冷卻液的話需要每年定期更換冷卻液，對于使用頻次低的車輛可以每兩年更換一次冷卻液。當(dāng)冷卻液中出現(xiàn)了懸浮物、沉淀物等異物，以及冷卻液顏色異常時(shí)，需要及時(shí)對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行清理并更換冷卻液。在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的檢查維修時(shí)，要做到理論結(jié)合實(shí)際，需要多方面考慮故障問題。日常的車輛保養(yǎng)，需要認(rèn)真仔細(xì)檢查車輛出現(xiàn)的各種問題，防止小問題所引發(fā)的交通事故等大危害發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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[5]董濤，張國方.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真[J].電子設(shè)計(jì)工程，2016，334（08）：58-62.

[6]王慶年，韓彪，王鵬宇，等.電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電機(jī)最優(yōu)冷卻溫度控制[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2015，176（01）：1-6.