任务五-发动机冷却系统的检测与故障诊断

1任务五发动机冷却系统的检测与故障诊断衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page2of28教学目标•1.熟悉电子控制冷却系统的组成•2.熟悉电子控制冷却系统的工作原理•3.掌握汽车冷却系统常见故障•4.具有冷却系统故障原因分析、排除技能衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page3of28电子控制发动机冷却系统此系统最先应用于APF（1.6L74KW4缸直列）发动机上，未来生产的发动机上将逐步推广。冷却液温度调节、冷却液的循环（节温控制）、冷却风扇的介入控制均由发动机负荷决定是此系统独有的特征。有利之处：•部分负荷时，获得良好的燃油经济性。•减少CO和HC的排放。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page4of28电子控制发动机冷却系统概述主要组成元件冷却循环电子控制功能自诊断功能Testyourknowledge衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page5of28发动机冷却系统的发展最初的冷却系统：无水泵，依靠冷却水自身受热变化形成循环。只有在发动机运转情况下，才能进行冷却循环。循环效率低，无法实现温度控制。增加了水泵，提高了冷却水循环的效率。但由于无温度控制装置，造成发动机热机周期长，发动机温度过低。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page6of28来自发动机接水泵接散热器发动机冷却系统的发展随着发动机技术的进步，冷却液控制、节温装置应运而生。并于1922年左右，应用于发动机。使发动机的热机周期缩短，迅速提高发动机温度，保持发动机具有恒定的工作温度，防止过度冷却。节温器控制主要是在发动机没有达到正常工作温度时，使冷却水不经过散热器，而是通过旁通水道直接流回发动机。此控制方法一直沿用至今。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page7of28发动机冷却系统的发展当今的冷却系统为闭环冷却系统，系统内冷却液加压1.0~1.5bar，提高了冷却液的沸点。采用水与冷却液添加剂的混合液，具有防腐、抗寒等作用。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page8of28Pe:输出功率Be:燃油经济性T:发动机温度正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大；同时，也有利于降低有害物质排放。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page9of28发动机的性能依靠适当的发动机冷却；发动机的负荷与发动机的冷却是相对的。•部分负荷时，温度高：降低燃油消耗、降低有害物质排放•全负荷时，温度低：进气加热作用较小，提高发动机性能、增加动力输出。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page10of28冷却分配管节温器供水管回水管电子控制冷却系统开发目的：依据发动机的负荷为发动机在该状态下设定一个适宜的工作温度。改变了传统的冷却循环：-以最小的更改，完成冷却循环的重新布置。-冷却液分配法兰与节温器合成一个信号单元。-发动机缸体上不需要任何温度调节装置。-发动机控制单元内设有电子控制冷却系统的特性图。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page11of28冷却液分配单元散热器回水管上平面下平面F265G62连接水泵冷却液控制单元机油冷却器回水管热交换器-回水热交换器变速箱油冷却上下面通道上平面-发动机进水散热器进水衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page12of28冷却液控制单元加热电阻升程销膨胀元件小循环阀（小阀门）压力弹簧连接插头大循环阀（大阀门）衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page13of28发动机-冷起动、部分负荷小循环工作使发动机尽快热机，达正常工作温度。此时，未按发动机冷却特性图进行工作。热交换器机油冷却器水泵散热器水泵使冷却液循环。冷却液经过发动机缸盖、分配器上平面流入，此时，小循环阀门打开，冷却液进过小阀门直接流回水泵处。形成小循环。冷却液温度：95~110摄氏度衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page14of28发动机-全负荷冷却液温度：85~95摄氏度发动机全负荷运转时，要求较高的冷却能力。控制单元根据传感器信号得出的计算值对温度调节单元加载电压，溶解石蜡体，是大循环阀门打开，接通大循环。同时，机械关闭小循环通道，切断小循环。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page15of28发动机转速传感器-G28-带进气温度传感器-G42-的空气流量计-G70-冷却液温度传感器-G62-散热器出口温度传感器-G83-温度旋钮上电位计-G267-温度翻版位置开关-F269-冷却液切断阀（双向阀)-N147-散热风扇-V7-温度调节单元-F265-散热风扇-V177-衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page16of28发动机控制单元-J361-SIMOS3.3发动机管理系统中设有电子控制冷却系统的特性图。发动机控制单元的功能已经扩展，与电子控制冷却系统的传感器、执行器相联接。-调节单元加载电压（输出）-散热器回流温度（输入)-散热风扇控制（两个输出）-加热器控制电位计（输入）电子控制冷却系统具有自诊断功能。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page17of28几个相关联的特性曲线图-冷却液温度特定值1：发动机转速、发动机负荷-冷却液温度特定值2：车速、进气温度-预控制脉冲：温度、发动机转速-散热风扇1档时，温度差异：空气流量、负荷、发动机转速-散热风扇2档时，温度差异：空气流量、负荷、发动机转速传感器采集所有（包括要求的）信息，发动机对这些信息时刻进行计算，并根据计算结果，进行相应控制：-激活加热电阻，打开大循环，调节冷却液温度。-激活冷却风扇，迅速降低冷却液温度。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page18of28温度选择旋钮电位即-G267-温度选择微动开关-F269-车辆使用暖风过程中，G267识别驾驶着的要求（温度），从而调节冷却液温度。温度旋钮处于70%位置，冷却液温度95摄氏度。温度旋钮开关处于“非关闭”位置时，微动开关打开，激活双向阀-N147-并且通过真空激活热交换器的冷却液切断阀，使其打开。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page19of28加热过程中冷却液的温度调节车辆加热过程中，通过电位计识别驾驶者对车辆加热的要求，调节冷却液的温度，使其处于合适的温度范围（如果温度差异达到25摄氏度，则认为不合适）。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page20of28冷却液温度传感器-G62-和-G83-冷却液温度的特征值存储于发动机控制单元中。实际的冷却液温度值通过循环系统中两个不同的点识别，并且传输给发动机控制单元一个电压信号。-冷却液温度实际值1：安装于冷却液法兰的冷却液出口处。-冷却液温度实际值2：安装于散热器前出水口处。比较特征值与温度值1，给出一个脉冲信号，为节温器的加热电阻加载电压。比较温度值1和2，调节散热器电子扇。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page21of28如果冷却液温度G62损坏，冷却液温度控制以95摄氏度为替代值，并且风扇以1档常转。如果冷却液温度传感器-G83-损坏，控制功能保持，风扇1档常转。如果其中一个温度超出极限，风扇2档被激活。如果两个传感器都损坏，最大的电压值被加载于加热电阻，并且风扇2档常转。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page22of28温度调节单元-F265-石蜡体加热电阻升程销当车辆固定或处于起动工况时，无电压加载。节温单元的加热系统不是加热冷却液，而是加热节温单元的控制部分，使大循环打开。加热电阻位于膨胀式节温单元的石蜡中。电阻根据特性图加热石蜡，使膨胀单元发生位移X，节温单元通过此位移进行机械调节。加热是由发动机控制单元发出的一个脉冲信号来完成的。加热程度由脉宽和时间决定。•PWMlow(withoutvoltage)=highcoolanttemperature•PWMhigh(withvoltage)=lowcoolanttemperature•Nooperatingvoltage=控制只由膨胀元件自身完成，风扇1档常转。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page23of28衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page24of28冷却风扇的控制冷却液低温时（全负荷）要求具有足够的冷却能力。为了提高冷却能力，控制单元为风扇电机设置了两个转速。依靠发动机出水口与散热器出水口温度的差异来控制风扇的转速。发动机控制单元中储存有风扇介入或切断的两张特性图，它们的决定性因素是发动机转速和空气流量（发动机负荷）。如果故障发生在第一风扇的输出端，则第二风扇被激活（替代）。如果故障发生在第二风扇的输出端，则控制单元将节温器完全打开（安全模式）。关闭发动机后，由于温度的影响，风扇会继续运转一段时间。车速超过100公里/小时，风扇不能介入，因为高于此车速使，风扇无法提供额外的冷却。车辆带牵引或空调系统介入后，两个风扇电机均工作（大循环）。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page25of28发动机出口的冷却液温度比较节温器调节电子调节衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page26of28衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page27of28自诊断功能电子控制冷却系统的自诊断功能被发动机电控系统所包含。•车辆诊断、测试、信息系统VAS5051•故障阅读器V.A.G1551•车辆系统测试以V.A.G1552衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page28of28冷却系统的故障诊断一冷却系过热1.故障现象：汽车在运行中，在百叶窗完全打开的情况下，水温指针经常指在100左右，且散热齐伴有“开锅”现象，汽油机易发生爆震，柴油机易工作粗暴，发动机熄火困难。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page29of282、故障原因分析1）冷却系中水量不足2）风扇传动带打滑或折断3）点火时间和供油时间过迟4）混合气太稀或太浓5）燃烧室积炭太多6）汽缸衬垫太薄或缸体和缸盖结合面磨削太多7）风扇离合器结合时机太晚8）散热器下部出水管冻结或堵塞9）散热器下部回水管凹瘪或堵塞10）水泵泵水效能欠佳11）节温器主阀门打不开12）散热器和水套内沉积水垢、锈污太厚13）分水管锈污14）机油液面太低、老化、太稠衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page30of28二过冷1.故障现象：发动机达不到正常工作温度，发动机动力不足，油耗增加2.故障原因分析1）未装保温被或保温被覆盖不严2）发动机挡风板失落或严重变形3）未装节温器或节温器主阀门关闭不严4）风扇离合器结合太早衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page31of28三漏水1.故障现象：冷却水日消耗量较大，停车后可明显看到发动机上有水滴落到地面，有时发现机油池内有水2.故障原因分析1）缸盖、缸体变形或有裂纹2）缸盖螺丝松动或未按规定顺序上紧3）汽缸衬垫损坏4）散热器上下水室、芯管破裂或开焊5）放水开关关闭不严6）橡胶软管破裂或卡子松动7）水泵衬垫损坏、螺钉松动或水封失效8）水套密封不严衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page32of28例1一辆奥迪v62．4l排量的轿车，该车因电子扇不转导致冷却系统“开锅”，且打开空调时电子扇仍然不能运转。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page33of28例1这辆奥迪车的散热器风扇的控制，是通过双温热敏开关控制风扇继电器的搭铁线实现的。该车的散热风扇系统共有两个电子扇，它们的连接线束中红色线为正极线，棕色线为搭铁线(直接固定在大梁上)，红色正极线则在右侧大梁上1个正极接线柱处固定。其中红色正极线的控制分为风扇低速继电器、空调继电器和风扇高速继电器控制。在维修时要注意它们的具体位置，风扇低速继电器位于发动机右侧保险盒内的第3个继电器位置,风扇高速继电器装在驾驶员脚下副保险盒内的217号继电器.而风扇的低、高速运转是通过散热器上的双温热敏开关根据冷却液的温度，控制继电器的搭铁实现的。衢州职业技术学院：计算机网络技术专业Page34of28当打开空调开关时，通过空调风扇继电器控制风扇低速继电器使散热风扇旋转。217号继电器的地线(绿／黄线)与双温热敏开关相连,一旦冷却液温度升至一定温度时，双温热敏开关控制该继电器搭铁，散热风扇将进入高速运行状态。另外，217号继电