励敏

摘要：冷却系统是保证发动机在最适宜温度下工作的关键，其故障诊断至关重要，能够有效延长发动机寿命，降低其故障率，提升燃油效率，确保发动机在最优的环境下运行。随着汽车发动机技术的不断进步，冷却系统的故障诊断和维修技术也在不断更新换代，大量智能技术被引入到系统中，这大大地提升了故障诊断的及时性和维修的准确性。因此，本文的研究对于汽车发动机冷却系统的故障诊断和维修关键技术进行了探讨，希望能够探索技术创新。

Abstract： The cooling system is the key to ensure that the engine works at the most suitable temperature， and its fault diagnosis is very important. It can effectively prolong the engine life， reduce the failure rate， improve the fuel efficiency， and ensure the engine running in the optimal environment. With the continuous progress of automobile engine technology， the fault diagnosis and maintenance technology of cooling system is constantly updated. A large number of intelligent technologies are introduced into the system， which greatly improves the timeliness of fault diagnosis and the accuracy of maintenance. Therefore， this paper discusses the key technologies of fault diagnosis and maintenance of automotive engine cooling system， hoping to explore technological innovation.

关键词：汽车发动机;冷却系统;故障诊断;维修技术

Key words： automobile engine;cooling system;fault diagnosis;maintenance technology

中图分类号：U472                                   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）24-0152-02

0  引言

发动机决定了汽车的动力、经济性和排放性，随着汽车工业技术的飞速发展，发动机技术不断进步，发动机设计更加緊凑，输出功率更大，因此对水温控制的要求更高。近年来，发动机冷区系统多种新技术被大量采用，大大地提升了发动机的冷却能力。汽车发动机故障是汽车最常见的故障，而其中超过一半是冷却系统的故障，因此对汽车的性能影响巨大。随着电动车技术的飞速发展和对燃油车发动机排放的要求不断提高，提高发动机冷却技术已经成了必然选择。目前，大量汽车发动机冷却系统引入了大量新技术，比如涡轮增压技术的采用结合了风冷和水冷的优势，并且结合电气化和智能化技术，引入变频水泵等新设备，在冷启动时实现快速升温的目的。但是目前还不能完全满足汽车排放的要求，而且发动机的工作效率等关键问题还需要进一步解决，因此必须要对发动机的冷却系统故障诊断和维修技术进一步进行研究。

1  发动机冷却系统的原理和结构

1.1 冷却系统保障发动机在适宜温度下运行  在汽车运行过程中，如果发动机温度过高，充气系数就会降低，导致燃烧不充分，进而造成发动机动力下降。温度达到一定程度发动机就会产生早燃和爆燃现象，同时润滑油的粘度变小，这样就会加剧发动机的磨损。如果发动机温度过低，混合气的温度较低，会导致燃烧恶化，动力下降，机油粘度增大，同样增加机器磨损。越是老化的发动机其冷却系统发生故障的可能性越大，导致的危害越严重，如果发现不及时甚至会导致发动机爆瓦等问题。在极端情况下发动机内部温度可高达2500℃，这样就会产生较大的热胀冷缩，从而影响零部件的运转，严重时甚至会发生爆炸。

1.2 发动机冷却系统的运行原理  当前汽车发动机的冷却系统越来越先进，结合智能化技术和模块化设计，综合考虑发动机性能、功率、排放、磨损、温度、充量密度等因素，为了提升冷却能力，越来越多的发动机同时使用风冷和水冷系统。水冷系统的原理是当达到温度阈值时，节温器打开，冷却液循环流动带走热量。水冷系统包括大循环和小循环两种方式，小循环不经过散热器，仅在发动机引擎内部，但是当温度上升到一定程度时，冷却液流入散热器，周而复始地进行循环。一般来说在发动机刚开始运转的阶段，发动机处于小循环状态，这是为了保证发动机在适当温度运转，但是如果节温器或者是温度传感器发生损坏，那么发动机只要高速运转就长期在40℃以下，只有在怠速状态下才能缓慢升温。如果汽车一直处于高速行驶状态，发动机的温度就会持续降低到三十多度，这样会给发动机造成巨大的损害。因此除了传统温度监测之外，还要使用智能监测等系统及时发现故障，避免因为节温器等温敏开关的损坏给发动机带来的损害。风冷发动机结构较为简单，风扇带走的热量不如冷却液系统，因此一般应用于简单的发动机结构，比如摩托车等。但是也有德国道依茨风冷发动机这样的老品牌代表，在技术上有诸多借鉴之处。道依茨风冷柴油发动机依靠强迫风原理散热，低温系统优良，不需要使用防冻液就可以更稳定的工作，燃油效率更高。风冷发动机传递给空气的热量少，冷却风量只占三分之二左右，缸壁温度越高，散发到空气中的热量就越少，由此其热效率越高。其气缸壁的温度也比水冷发动机高出几十度，不过这样其耐腐蚀性更好，寿命更长。

1.3 发动机冷却系统的主要结构和功能  当前汽车发动机以水冷发动机为主，包括散热器、副水箱、冷却液、风扇、节温器等器件。一般发动机主要采用离心式水泵，可以对冷却液加压，冷却风扇配合散热器工作，风扇只有温度达到一定高度时才会转动，在温度较低的状态下风扇不会转动。节温器能够调节大循环和小循环两种方式，确保发动机在适宜的温度下运行。近年来，发动机冷却系统引入了很多新技术，比如，变频水泵能够更加自如的控制冷却液的工作，在汽车低转速的时候能够快速升温，并且降低能耗，在大功率散热过程中也能够全负荷工作，不受到发动机转速的影响。当前发动机冷却系统正在从传统散热和暖风的简单功能向智能化温度管理系统过渡，新系统可通过旋转阀来调节冷却液的流量，智能控制冷却液的水温。为了满足发动机启停系统的技术需求，在冷却系统中要使用辅助泵、稳压器、各类传感器识别各类信号。

2  发动机冷区系统故障诊断

2.1 冷却液消耗异常  冷却液消耗量大，存在内渗和外滴现象，因为缺水造成发动机过热。一般来说正常的发动机三年也不需要换防冻液，如果发动机防冻液下降地厉害，每年要加好幾次，那么则是判断冷却液异常消耗。冷却液泄漏一般包括散热器和缸垫损坏等原因造成，如果发动机老化严重，本体变形，或者严重磨损，弹簧压力不足，缸体裂纹都会导致严重消耗，一旦冷却液流入油底壳，就会导致机油变质和润滑失败。如果发动机行驶无力，冒白烟，有气泡，机油液面升高，说明存在内渗。

2.2 发动机温度升高  冷却液温度过高，达到100℃以上，温度报警灯闪烁，有开锅、突暴和行车困难等现象。如果发动机启动时水温上升较快，则说明是节温器损坏，如果散热器不清洁或者发生变形等问题，导致出风口堵塞，则会导致发动机温度过高。如果水箱水垢严重堵塞，散热器风扇出现故障，或者温敏开关损坏，都容易导致发动机温度过高。同时还应该注意，如果发动机皮带过紧，轴承容易损坏，如果皮带过松，发动机磨损加重，水循环会受到影响。如果燃烧室积碳过多，也会造成冷却液过热，发动机升温。如果发动机的温度突然升高，动力下降明显，可能是节温器损坏。如果缸垫损坏可能会使高压气体窜入气缸内，就会产生假沸腾现象。如果水泵不工作，或者散热器水温低会导致发动机温度陡增。如果水泵出现故障，叶片腐蚀，出现结构性堵塞等都会导致发动机过热。

2.3 发动机温度过低  如果节温器失效，冷却液在低温下还进行大循环，导致发动机动力不足，油耗增加。如果风扇出现故障或者低档运转，也会导致发动机温度低。如果发动机在启动之后，长期温度达不到80℃以上，会导致零件磨损增加。比如节温器阀门损坏，导致冷却液低温大循环，发动机温度无法上升。一般情况下，如果发动机温度长期达不到65℃，则可判断发动机出现故障。造成发动机过冷运转的主要原因是冷凝水没有正常进入冷却系统，热量消耗过早。低温检测一般有三种方法，首先对比水温的上升速度，如果上升块，则说明过冷运转，其次在水箱内外和散热器测量温度，判断是否存在故障，第三，直接拆节温器判断冷却系统是否过冷运转。

3  汽车发动机冷却系统维修技术

3.1 传统发动机故障维修  针对漏水和发动机密封的故障，具体分析原因予以解决，比如散热器和密封性不好，会出现外渗，气缸盖翘曲以及气缸垫泄漏会出现内渗，如果报警器提示冷却水缺乏，能够排除冷却系统出现泄漏问题。如果确定冷却系统存在渗透到问题，就要使用荧光检漏仪器等设备对水泵、散热器、水箱等进行检查。对于溢水的情况，要对节温器进行检查，同时拔出机油尺进行检查，如果发现了冷却水，就要对发动机冷却系统全面排查。如果在行驶期间，发现散热器冒白烟同时有气泡，机油呈现乳白色，这表明内部渗漏，应该对发动机缸体及其部件进行全面检查。对于冷却液升温较慢的现象，应该及时修复水温表和温度感应塞。如果冷却液的温度过低，在水温没升高的时候就出现大循环，应该及时修复或者更换节温器连接阀。

3.2 汽车发动机冷却系统的维护技术  当前人们对发动机维护重视机油润滑系统，对冷却系统缺乏关注，但是拉缸、爆震、噪声、动力不足等现象一般都因为发动机温度异常造成的，因此在日常保养维护中，要做好检查。首先要检查副水箱的水箱是否在上下限间，橡胶垫圈是否存在硬化，如果已经失去弹性要立即更换。要定期对水箱和冷却管路进行清洗，选择优质的防冻液，冰点和沸点都要满足当地行车环境的需要。要注意的是不同品牌的冷冻液不同混合使用，而且不要加入自来水，如果防冻液出现大量的颗粒沉淀就要立即更换，这说明防冻液已经变质。为了确保行车安全，要选择防腐防锈的四季防冻液，避免腐蚀和开锅现象发生。要及时清理水垢，尤其是硅酸盐和金属垢，要使用清洗剂进行处理。同时在进行清洗时，发动机温度不能低于85℃，必须要在大循环环境下进行。清洗后，应该检查散热器口是否有气泡，避免空气进入到系统当中。发动机过热一般是由于污垢过多而引起，因此必须要重视污垢处理，使用酸性清洗产品。针对渗漏故障，可以使用堵漏剂和止漏剂，这也是一种有效的保养措施。目前市场有很多新兴的保养产品，比如无水冷却液，能够有效降低发动机故障多的问题，提升发动机的动力，并且将沸点提升到190℃以上，在风扇不工作的情况下也能保持良好的工作状态。

3.3 发动机冷却系统维修的新技术  智能检测和控制技术正在大规模应用发动机冷区系统检测和维修中，使用智能设备能够通过故障码更好更快地识别故障。新技术改变过去被动系统的状况，通过精确冷却系统取代传统节温器，确保发动机的温度始终在最佳范围内。比如采用点也比例控制技术，实现节流变速的目的。具体设计中可以采用水箱和中冷的独立并联设置，降低维护成本，用模块化设计读取温度信号，对传统皮带轮结构进行改装。在维修中也要多使用电子设备进行检修，通过电信号采集发现故障，比如单片机检测到节温器故障，系统发出故障信号，就可以及时更换，改变了传统人工判断的模式。

4  结语

冷却系统是关系到汽车发动机性能、安全和环保的关键，因此在日常维修中要使用检测、保养和维修的技术，不断提升冷却系统的运行水平。

参考文献：

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