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        發(fā)動機冷卻系統(tǒng)原理及維護

        2018-01-22 10:33:29王佳崔軍勝
        科技視界 2017年30期
        關(guān)鍵詞:冷卻系統(tǒng)維護發(fā)動機

        王佳+崔軍勝

        【摘 要】本文介紹了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的功能、構(gòu)成及原理,提出了冷卻系統(tǒng)的維護要點及檢修方式。

        【關(guān)鍵詞】發(fā)動機;冷卻系統(tǒng);功能;維護

        0 引言

        發(fā)動機冷卻系統(tǒng)是用來為發(fā)動機散熱的。發(fā)動機在工作時會產(chǎn)生大量熱量,如果熱量不及時排除,會導致發(fā)動機溫度越來越高。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設(shè)計合理、維修維護及時會使發(fā)動機一直處于合適的工作溫度下,保證發(fā)動機燃油經(jīng)濟性和可靠性,否則就會影響發(fā)動機的壽命,增加油耗,甚至導致發(fā)動機拉缸等嚴重故障。

        1 發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成及各部件功能

        發(fā)動機冷卻系統(tǒng)主要由節(jié)溫器、水泵、水泵皮帶、散熱器、散熱風扇、熱敏開關(guān)、蓄液罐、采暖裝置組成,除上述部件外,作為冷卻介質(zhì)的冷卻液在水泵、散熱器、儲液罐及采暖裝置中循環(huán)。以上所有部件協(xié)同工作,使發(fā)動機產(chǎn)生的熱量快速散發(fā)到大氣中。

        1.1 水泵

        發(fā)動機水泵主要由泵殼體、葉輪、皮帶、從動輪、水泵軸及軸承、水封等部件構(gòu)成。水泵相當于冷卻系統(tǒng)中的“心臟”,水泵一般采用離心水泵,水泵在發(fā)動機及水泵皮帶的作用下,水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn),驅(qū)動冷卻液在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)。汽車在運行過程中及水泵在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生振動,長期振動會導致水封的損壞或者密封不嚴,從而引發(fā)漏液現(xiàn)象;另外振動還會導致水泵軸承損壞,從而引起異常工作或異常噪聲;另外皮帶在長時間工作后由于韌性及塑性變差而導致松動或者斷裂。

        1.2 冷卻液

        冷卻液全稱是防凍冷卻液,顧名思義,它是有防凍功能的冷卻液,又稱為防凍液。如果把水泵比喻為冷卻系統(tǒng)的“心臟”,那么冷卻液就是冷卻系統(tǒng)中的“血液”,它在水泵的作用下在冷卻系統(tǒng)中循環(huán),帶走發(fā)動機散發(fā)的熱量,使其轉(zhuǎn)移到散熱器及采暖裝置中,再散發(fā)到大氣中。

        冷卻液主要由水、乙二醇和防腐抑制劑組成。由于防凍液直接和水泵殼體、散熱器管路內(nèi)壁等金屬接觸,所以冷卻液應該有良好的防腐性能,防止水泵殼體及管路內(nèi)壁產(chǎn)生銹蝕從而影響冷卻系統(tǒng)的壽命。為了快速將發(fā)動機產(chǎn)生的熱量帶走,冷卻液還應該具有大比熱、低粘度、高傳導率等特點。冷卻液還應防止水泵內(nèi)殼體及冷卻管路內(nèi)壁產(chǎn)生水垢,使冷卻系統(tǒng)傳熱能力降低,從而造成發(fā)動機過熱。冷卻液還應該有較高的沸點,防止冷卻液過早沸騰而影響冷卻系統(tǒng)的散熱效果。另外,在冷卻液中還應該加入泡沫抑制劑,防止冷卻液在水泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)下進入空氣而產(chǎn)生大量的泡沫,從而抑制散熱器的散熱效果。

        1.3 散熱器

        散熱器也稱換熱器、熱交換器或水箱。冷卻液在水泵的作用下將發(fā)動機散出的熱量帶到散熱器,散熱器應該具有良好的導熱性能,為了增加散熱面積,散熱器管路外會設(shè)置金屬翅片,翅片的間距設(shè)置不易過密,否則不但易于積灰,阻力也較大。散熱器按照材質(zhì)可分為銅散熱器和鋁散熱器。銅散熱器的優(yōu)點是導熱性能好、壽命長,但價格比較貴,重量較重。鋁散熱器的優(yōu)點是重量輕(減少整車重量及耗油量)、價格便宜,但耐腐蝕型較差、價格貴,散熱性能較差。發(fā)動機工作時,冷卻液在散熱器管路內(nèi)流動,空氣在散熱器管路和翅片外通過,空氣在高速流動下將散熱器的熱量帶走,從而使散熱器內(nèi)的冷卻液溫度降低。

        1.4 儲液罐

        冷卻液在溫度升高時,體積就會增大,為了儲存高溫時的冷卻液,在冷卻系統(tǒng)靠近換熱器的位置設(shè)有儲液器。散熱器上的閥門會在冷卻液壓力升高時自動打開,散熱器中的冷卻液或蒸汽就會沿著聯(lián)通管路流入儲液罐中,當冷卻液的溫度下降時,散熱器內(nèi)的壓力下降,這時冷卻液又會沿著連通管路經(jīng)過散熱器上的閥門流回散熱器中。儲液罐中設(shè)有上刻線和下刻線,當冷卻液液面低于下刻線時應及時補充冷卻液,充注冷卻液時注意不要超過上刻線,以避免高溫時,大量冷卻液溢出。

        1.5 節(jié)溫器

        冷卻系統(tǒng)是為了作用是防止發(fā)動機工作時過熱,但在發(fā)動機剛啟動時,尤其是在北方寒冷的冬季,此時發(fā)動機表面溫度很低,發(fā)動機燃油經(jīng)濟性較差,發(fā)動機應升高到合理的溫度后再進行散熱,節(jié)溫器就是為此而設(shè)計的。發(fā)動機節(jié)溫器一般采用蠟式節(jié)溫器,當發(fā)動機及冷卻液溫度較低時,節(jié)溫器內(nèi)的石蠟為固態(tài),節(jié)溫器閥在彈簧的作用下關(guān)閉發(fā)動機與散熱器之間的管路,冷卻液經(jīng)水泵直接返回發(fā)動機,進行發(fā)動機內(nèi)的小循環(huán),使發(fā)動機快速升溫達到最佳的工作溫度。當冷卻液的溫度達到或超過規(guī)定值時,石蠟變成液體,且體積增大,壓力升高而使節(jié)溫器閥門打開,這時冷卻液在水泵的作用下通過散熱器,使發(fā)動機產(chǎn)生的熱量快速散發(fā)到大氣中。

        1.6 散熱風扇

        散熱風扇安裝在散熱器后方,風扇開啟后,大量的空氣經(jīng)過散熱器將熱量帶走,增強散熱器的散熱效果。汽車下高速行駛時,高速氣流通過散熱器,此時風扇一般不會工作;但在汽車慢速行駛或原地運行時,就需要啟動風扇強制使大量空氣流過換熱器進行換熱。風扇的起動由熱敏開關(guān)來控制。

        1.7 熱敏開關(guān)

        熱敏開關(guān)又稱水溫感應器,當發(fā)動機進水溫度低于設(shè)定值時,熱敏開關(guān)斷開風扇電路,風扇不啟動,當發(fā)動機進水溫度超出設(shè)定值后,熱敏開關(guān)將接通風扇電路。當溫度超過設(shè)定值時,風扇不轉(zhuǎn),就需要檢查熱敏開關(guān)和風扇是否有故障了。

        1.8 采暖裝置

        采暖裝置是利用發(fā)動機散發(fā)的熱量為車內(nèi)升溫的裝置,相對于使用空調(diào)制熱,采用采暖裝置為車內(nèi)加熱不但節(jié)約空調(diào)的能量,而且還可以幫助發(fā)動機散熱。采暖裝置的結(jié)果與散熱器的結(jié)構(gòu)相同,只是散熱器安裝在車外,而采暖裝置安裝在靠近車內(nèi)的位置。采暖裝置的開啟不受節(jié)溫器的控制,所以打開車內(nèi)暖氣時,會增加發(fā)動機溫度升高的速度,但影響很小。

        2 發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的維護及注意事項

        為了使發(fā)動機冷卻系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài),需要對其進行定期維護保養(yǎng)。

        2.1 散熱器的清理

        散熱器和采暖裝置散熱效果直接影響到冷卻系統(tǒng)的冷卻能力,由于含有灰塵的空氣大量通過散熱器和采暖裝置,在使用一段時間后,散熱器和采暖裝置表面就會附著一層灰塵,導致其散熱能力下降,因此應該定期對散熱器及采暖裝置表面的灰塵進行定期清理。清理散熱器和采暖裝置表面的灰塵時,應避免用水槍直接對著散熱器進行清洗,這樣有可能會導致散熱器周圍電線接頭脫落,損害電子部件。正確的做法應該是使用高壓風槍對著散熱器和采暖裝置吹。

        2.2 散熱器的檢修

        散熱器的常見故障主要表現(xiàn)為泄漏,修理散熱器泄漏一般有兩種方法;焊修法和堵漏法。裂紋如不超過0.3mm,可用堵漏法就車進行修補,超過0.3mm則用焊修法。修復后的散熱器必須通過滲漏試驗,確保無滲漏后才能交付使用。

        2.3 冷卻液的檢查及注意事項

        由于冷卻液在使用過程中會由一部分蒸發(fā)掉,所以要定期檢查儲液器內(nèi)冷卻液液面的位置,當冷卻液液面低于下刻度時,應及時添加冷卻液。注意不要使用水來代替冷卻液,從上文冷卻液的介紹中可知冷卻液具有防腐、防結(jié)垢、抑制發(fā)泡等特點,而這些特點都是水不具備的。

        2.4 風扇定期檢查

        車輛靜止,發(fā)動機啟動后,冷卻液溫度上升到設(shè)定值后,熱敏開關(guān)就會控制風扇啟動,如果車輛在靜止時,發(fā)動機運轉(zhuǎn)了一定時間后,風扇還不轉(zhuǎn),那說明風扇存在故障。風扇不能正常轉(zhuǎn)動,有可能是風扇電機卡住了,可以試試能否撥動風扇,正常時可輕松撥轉(zhuǎn);如果電機和節(jié)溫器沒有問題,那么有可能是風扇保險絲燒斷了,特別是在夏天車內(nèi)用電量大的時候。

        3 結(jié)語

        發(fā)動機冷卻系統(tǒng)對于控制發(fā)動機溫度、防止發(fā)動機產(chǎn)生故障有著重要的作用。了解發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成及原理的同時,在車輛使用過程中一定要定期進行維護,保證發(fā)動機一直處于良好的工作狀態(tài)。endprint

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