汽车发动机冷却系统的原理维护

针对汽车发动机冷却系统工作需要,从灵敏性、可靠性、以及发动机的动力性和经济性考虑出发,应使节温器、保温帘和冷却风扇实现多元联合控制,大量减少发动机的传热损失和功率损失.

现代汽车维修技术的科技含量已越来越高,从电子产品在汽车上的应用,到现代汽车诊断设备的使用、互联网在汽车维修资讯上的应用,以及维修管理软件在汽车维修企业发挥的作用等,处处体现现代汽车维修的高科技特征.发动机冷却系统的作用是对在高温条件下工作的发动机零件进行冷却,保证发动机在适宜的温度范围内工作.

1冷却系简介

发动机工作时,气缸内的气体温度高达2500℃,若不及时冷却,会使零部件温度过高,受热膨胀过大,影响正常的配合间隙,导致活塞“咬缸”、轴瓦“抱轴”、柴油机因柱塞卡死而“飞车”等严重事故；还会使发动机工作过程恶化,容易产生爆燃；零部件的机械强度下降；机油变质,润滑不良,零件磨损加剧等.最终导致发动机动力性、经济性、可靠性、耐久性及排放性能的全面下降.发动机工作温度过低,又会造成着火燃烧条件变差,起动困难；发动机工作粗暴；散热损失及摩擦损失增加；零件磨损加剧；CO及HC排放增加,排放恶化等；导致发动机功率下降及燃油消耗率增加.目前,汽车上广泛采用的水冷式发动机正常工作温度（冷却液温度）一般为80～90℃.

冷却系统的功用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.引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎.不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热.

2冷却系统的构造及维护

正确堆护发动机的冷却系统,首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件：

冷却液,冷却液指清洁的软水,国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和,达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用.

汽缸水套,它相当于发动机燃烧室周围的水道,当发动机产生大量的热时,汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中,水和油的管道泾渭分明、互不干涉,如果发现冷却液中有油,就说明水路和油路发生了穿孔现象,一旦出现这种情况,水温表的水温会急剧上升,这时一定要及时采取措施.

散热水箱和冷却风扇,散热水箱从外观看状似蜂窝,做成这种形状是为了增加水箱的散热面积,以增强散热效果.

第四、冷却水泵和节温器,冷却液在冷却系统中的流动,主要依靠冷却水泵的动力；节温器能感知发动机的工作温度,使发动机保持合适的温度.

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.当发动机工作时,在水泵的作用下,进入水泵中的冷却液被压入缸体水套中,并进入缸盖水套中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套中,对进气管进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合.

冷却系统的特点.传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用.为此,现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件,如燃烧室温度、充量密度、充量温度.

先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,使冷却系统既保证发动机正常工作,又提高发动机效率和减少排放.

冷却系统的检修.常见引起发动机过热的原因有：冷却空气流量减少（如散热器阻塞等）；散热风扇不工作；低速上坡,环境温度过高；V型皮带过松,转动效率差；以及缸体有水垢,节温器失效,水泵损坏,热敏开关失灵等.为防止冷却液温度过高,在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当,以防发动机在负荷工作时间过长.必须注意以下要点：

保持冷却系（尤其散热器）外部和内部清洁,是提高散热效能的重要条件.散热器外部沾有泥污或碰撞变形,均合影响风量流通,使冷却液温度过高,必要时清洗或修复.

按规定使用防冻冷却液,保持冷却液数量充足.正确的冷却液液面高度：当发动机处于冷态时,冷却液液面在膨胀箱内,位于最高和最低标志之间.膨胀箱内装有自动液位报警传感器,当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁,应及时予以添加.

应保持风扇皮带张紧力适当,风扇正常工作.皮带过松影响水循环,加剧其磨损；过紧易损坏轴承.

热敏开关连接良好,若有松动会影响风扇换档变速及正常运转；如果发现冷却系溢水,应及时检查节温器技术状况.

防止发动机大负荷、长时间工作,以免水温过高；上坡及时换档,减轻负荷.汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时,应注意散热.

更换冷却液时,将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开,拆下冷却液膨胀箱盖,松开水泵口软管夹箍,拉出冷却液软管,放出冷却液后再将软管夹箍拧紧.在膨胀箱中加入冷却液,直到液面高度与最高标志齐平为止.拧紧膨胀箱盖.启动发动机,直到风扇运转,将发动机熄火,检查冷却液高度,必要时补充.膨胀箱内冷却液不能注满,加注1/2即可,一般使用2年左右更换一次.

冷却系统智能控制.系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰,因此对该系统电路有特殊要求：电路要有较高的抗振动能力,以适应不同路况、车况的要求.提高系统整体的可靠性和稳定性.电路应采取有效的防护隔离措施,以提高其抗干扰能力.

系统组成.该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成.电控冷却风扇由电动机驱动；电控节温器利用电加热引起双金属片变形,由双金属片变形带动节温阀旋转运动,来改变大小循环；电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭；微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统.

单片机控制系统工作原理.由温度传感器感受发动机水温的变化,同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号.这些信号经过处理（电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合）送入A/D转换器（ADC0809）中INO信号通道.由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机,89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路,实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制.即可实现对发动机冷却能力的智能控制.当发动机预热时（发动机水温（70℃）,单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使其完成如下操作：a.电控冷却风扇不工作；b.电控导风板关闭状态；c.电控节温器处于小循环状态.

汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,在以后的汽车发展中,智能控制代表着未来冷却系统的发现方向,将在冷却系统中将占主导位置,从而使汽车得到更好的冷却和温度控制,保持在一个良好的工作环境中.

（作者单位：辽河石油勘探局兴隆台公用事业处）