汽车发动机冷却系统的维护与保养

毕业设计课题汽车发动机冷却系统的维护和保养学生姓名何海锋学号2013331504专业汽车电子班级汽电G31304院（系）机械与电子信息工程指导教师黎志保职称讲师二○一五年十月三十日：毕业设计真实性承诺及指导教师声明学生毕业设计真实性承诺本人郑重声明：所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现设计中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担相应的法律责任和一切后果。学生（签名）：何海锋日期：2015年11月20日指导教师关于学生毕业设计真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生毕业设计所涉及的内容进行严格审核，确定其成果均由学生在本人指导下取得，对他人毕业设计及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师（签名）：日期：注：此声明由指导教师和学生本人亲笔签名。目录摘要………………………………………………………………………………1关键词……………………………………………………………………………11引言…………………………………………………………………………………22发动机过冷过热的危害…………………………………………………………23冷却系统的功用……………………………………………………………24冷却系统的组成………………………………………………………………25冷却系统的工作原理……………………………………………………………46冷却系统的特点…………………………………………………………………47冷却系统的维护与检修……………………………………………………48冷却系统的发展（智能控制）…………………………………………48.1系统组成……………………………………………………………………68.2单片机控制系统工作原理……………………………………………………68.3单片机系统控制工作过程……………………………………………………6结论…………………………………………………………………………………10谢辞…………………………………………………………………………………11参考文献………………………………………………………………………12摘要发动机是汽车的心脏，它工作时会产生非常大的热量。这些热量必须及时散发掉，不然就会影响发动机的工作效率，严重时会损坏发动机缸体，直至瘫痪。因此，一般汽车都是通过水冷却的方法进行散热。本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制，并举例做出简单介绍。关键词：冷却系统冷却系统维护温度设定点冷却系统智能控制Theengineistheheartofthecar,itwillproduceaverylargequantityofheat.Theseheatmustbedistributedinatimelymanner,otherwiseitwillaffecttheengine'sworkefficiency,seriousdamagetotheenginecylinder,untilparalysis.Asaresult,thegeneralmotorsarecoolingbywatercoolingmethod.Inthispaper,thefunction,composition,mainstructure,workingprinciple,routinemaintenanceandtroubleshootingofcoolingsystemarediscussed.Themethodofsystemdesign,modulardesignandintelligentcontrolofcoolingsystemarealsodiscussed.Keywords:coolingsystemmaintenancetemperaturesetpointintelligentcontrolcoolingsystem.1.引言随着社会的不断发展，汽车已经逐步成为我们日常生活交通工具的必备品。买车以后就必须对其进行维护与保养，动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力。汽车维护与保养是一项非常重要的工作，做得好，不仅能使发动机安全运转，而且可以延长使用寿命。因此，在作业前后，要按规定对发动机进行检查、保养。在作业过程中，也应随时注意发动机运行中有无不正常情况发生，如杂音、异味、振动等，以便对问题作到及时发现，及时解决，避免由于较小故障的恶化，造成严重的后果。汽车冷却系统属汽车的要害部位，平常检查与保养应慎之又慎，汽车的修理和维护无疑成为大家头疼的问题。如果平时对汽车发动的内部结构不了解，并且又不知好好保养爱车，或者驾车习惯不好，一旦车子得进维修厂大修，不单要支付大额的费用，还要浪费时间以及受到精神上的折磨。所以，汽车要时时注意保养，从你拥有汽车的第一天就小心维护和保养，以免以小失大。本文主要从汽车基本的理论知识出发，让你了解汽车冷却系统的结构和工作原理，从本质上看清汽车冷却系统。并且为您讲解汽车冷却系统的维护与保养的基础知识，以及常见的维护和保养方法。2.冷却系统的作用冷却系统的功用就是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷（图1-1），如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。3.冷却系统的组成水冷系由散热器盖、节温器、水泵、风扇、冷却水套和冷却强度调节装置等组成。1-散热器盖2-节温器3-水温表4-水套5-分水管6-水泵7-放水开关8-百叶窗9-散热器散热器①功用：增大散热面积，加速水的冷却。冷却水经过散热器后，其温度可降低10～15℃。为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。②安装位置：大多安装在发动机及风扇的前方。③结构：散热器又称为水箱，由上贮水室、散热器芯和下贮水室等组成，有些还配有补偿水桶，补偿水桶通过橡胶管与散热器通气管相连。当冷却液受热膨胀时，多余的冷却液通过橡胶管进入补偿水桶；而当温度降低，散热器内产生真空时，补偿水桶内的冷却液及时返回散热器。1-散热器盖2-上贮水室3-导风罩4-散热器总成5-下贮水室6-散热器出水管7-散热器进水管8-补偿水桶节温器①.功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。②.安装位置节温器装在冷却水循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器。③蜡式节温器的结构蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、旁通阀、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成。蜡式节温器如图所示。节温器的上支架和下支架与阀座铆成一体。中心杆上端固定在上支架的中心，其下部插入橡胶管的中心孔内，中心杆下端呈锥形。橡胶管与感应体外壳之间的空腔里装有石蜡。为了提高导热性，石蜡中常掺有铜粉和铝粉。感应体外壳上下部有联动的主阀门和旁通阀门。主阀门上有通气孔，它的作用是在加水时使水套内的空气经小孔排出，保证能加满水。为了防止通气孔阻塞，有的加装一个摆锤。图7-12蜡式节温器1-主阀门；2-盖和密封垫；3-上支架；4-胶管；7-阀座；6-通气孔；7-下支架；8-石蜡，9-感应体；10-旁通阀；11-中心杆；12-弹簧蜡式节温器的工作原理(1)当水温低于349K(76℃)时，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。(2)当冷却水温度在349K~359K(76℃~86℃)之间时，大小循环同时进行(如图所示)。当发动机水温达349K(76℃)左右时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，旁通阀开度逐渐减小。(3)当发动机内水温升高到359K(86℃)，主阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动路线长，流量大，冷却强度强。图7-13冷却水的大小循环1-双阀节湿器，2-水套，3-水泵；4-散热器；7-旁通管水泵①.功用是对冷却水加压，使冷却水循环流动。车用发动机多采用离心式水泵。②.安装位置水泵用螺栓固定在发动机前端面上。通过皮带与曲轴带轮相连。③.组成主要由水泵壳、叶轮、水泵轴、轴承、水封等组成，如图所示。水泵的结构1-凸缘盘2-轴承3-通气孔4-小循环进水道5-水封6-叶轮7-水泵轴8-水泵壳9-大循环进水道风扇①.功用风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，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。②.安装位置通常安装在散热器后面。由皮带带动的风扇与水泵同轴，与水泵一起转动。③特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。④车用发动机采用轴流式风扇的三种型式结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45°的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为调节V带的张紧程度，通常将发电机的支架做成可调节的。风扇的驱动V带张紧装置冷却液虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水，而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%～50%，提高了液体的凝固点，防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通，相当于高压锅的作用，水箱盖则相当于高压阀，一般情况下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，提高传热能。5.冷却系统的工作原理冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。下面是其工作原理图（图1）1护罩2散热器3风扇4齿形带带轮5水泵6气缸体水套7汽缸盖水套8发动机水套排气管9节气门热水管10膨胀箱管11防冻液水壶12泄压阀13水箱下水管14散热器排气管15水箱上水管16热敏开关（图2）（图3）冷却水的循环水路冷却水经水泵加压后，进入缸体中，从缸盖上出水进入节温器和散热器，靠节温器控制冷却水从哪个途径进入水泵，或从缸盖直接进入水泵（水温低时小循环），或打开从散热器来的水的通道（水温高时大循环）。小循环：水温低于70度时，节温器关闭进入散热器的水路，从水套流出的冷却水全部进入水泵，经水泵送入缸体水套。大循环：水温高于80度时，节温器关闭小循环通道，从缸盖水套流出的冷却水全部进入散热器散热，散热后的水经水泵回到水套中。温度在70～80度时，两种循环都有。夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图所示。图1-1发动机的冷却系(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管；7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套；17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来A.当发动机工作时