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汽车冷却系统及故障案例分析

张铁元
  
万家媒体号
2023年6期
杭州东星行汽车维修服务有限公司

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摘要:众所周知冷却系是发动机的重要组成部分,随着科技的发展大功率高性能的发动机应运而生,而高性能大功率的发动机它的热密度也随之增加增大。对一些关键部位如排气管、涡轮增压周围的散热优先考虑,以保证正常工作。冷却系的正常工作可以避免因故障造成的车俩问题减少不必要的损失。为了人们能够顺利使用车辆,我将利用所学让大家了解冷却系统的作用、组成构造、工作原理以及日常维护,本文也会列举一些常见的冷却系故障和案例,以及检修维护方法。

关键词:冷却系的组成;工作原理;日常维护;检测维修

前言

随着汽车的出现汽车冷却系也随之诞生,随着社会的飞速发展人民的消费观念发生改变汽车与人民的关系日益密切,汽车尤以前的成功人士标配变成了普通百姓的代步工具,这种需求的改变也推动了汽车行业的飞速发展和汽车的日新月异,随着人们对汽车要求的提高汽车发动机也设计的更加紧促,发动机的功率也随之增大,而这些改变促使冷却系统面临着严峻的考验,也意味冷却系统将更加先进更加及时有效的为发动机的工作保驾护航。

随着车辆的里程数年限的增长,发动机机舱油泥污垢的增多,水循环管路的老化,这些改变所以带来的影响会随着气温的升高而显著。假如车主没有及时发现这些隐患,驾驶这种带有安全隐患的车辆在炎热的夏天高速行驶,轻则发动机水温高水管水箱爆裂,重则发动机损坏发生一些不必要的交通事故,为了减少这种事故的发现,我们有必要定期检查我们的车辆。

既然冷却系如此重要,故障率又有明显的季节性,那该如何的避免降低这种故障的发生,除了定期去专业的维修场所检测维护,我们自己是否可以自己在出车前可以简单有效的检测我们的车辆呢?在本中我将详细介绍冷却系的组成以及工作原理、日常维护及检测检修。

第1章 课题意义和作用

1.1课题意义

我认为学习了解冷却系的构造组成、提高维修检测与理论相结合、帮助广大车主有效避免冷却系故障带来的损失。通过这种理论与实践相结合有利于扬长补短提高工作能力,能更好的巩固基础知识提高综合能力。冷却系的正常工作的先决条件是控制冷却液温度的正常。正常的冷却液温度有利于改善发动机的燃油经济性和动力,有利于发动机的使用寿命,改善发动机冷启动性能。减少不必要的故障维修,保障我们的出行方便。

1.2冷却系的作用

〔1〕汽车发动机冷却装置以水冷为主,利用水泵提高冷却水的压力,强制冷却水在发动机里流动,从而通过散热器带走多余的热量。

〔2〕在汽车冷却系中,有两个散热循环︰一个是发动机主循环,通过散热器和散热风扇散热;另一个是车内取暖循环,通过给车内取暖来带走多余的热量。

第2章 冷却系的组成功能

2.1冷却系的组成

冷却系是汽车发动机的重要组成部分,它是由水泵、散热器、风扇、节温器、补充水壶、冷却水、发动机机体和气缸水路及其它辅助装置组成。

2.2冷却系组件功能

〔1〕水泵:对冷却液加压,保障冷却液在冷却系统中循环流动。一般小汽车多数采用离心水泵。

〔2〕散热器:由进水区和出水区及散热芯三部分组成。冷却水在散热芯内流动,空气从散热器的网格孔洞中流过。高温的冷却水在流经布满网格孔洞的散热器时,由于接触面积的增加,空气流速的加快带走发动机产生的多余热量,从而达到冷热交换的目的。

〔3〕风扇:当风扇启动时吸进空气,使空气快速的从散热器的网格孔洞中流过加强散热器的散热效果促进冷却液的快速冷却。

〔4〕节温器:顾名思义节温器就是控制调节发动机冷却液高低温度打开或者关闭的阀门。当发动机温度低时,节温器不工作只留下小循环在其流动工作,当温度升高达到节温器的工作温度时,节温器控制阀打开冷却系的大循环开始工作。

〔5〕冷却水壶:冷却水壶又名膨胀水壶。当冷却水受热膨胀时,部分冷却水流入膨胀水壶,

当温度下降后部分的冷却水被吸入散热器。

〔6〕冷却水:冷却水是冷却系统中最不可或缺的。冷却水是水和防冻剂的混合物。

第3章 常见故障案例分析

由于我们的冷却系统是尤多个部件组成,不同部件的损坏会对冷却系统造成不同程度的危害。在常见的冷却系统故障中不同部件的损坏会带来不同的现象及后果。根据我的经验我认为绝大多数故障产生后续损坏是可以避免的。下面我将会以奔驰为例,大致讲解一下冷却系的故障现象及维修方法。

3.1发动机故障灯亮仪表显示水温低

此故障以奔驰GLA200为例

客户反应

1. 车辆提示发动机故障灯亮仪表提示发动机水温低。

第一步. 根据工作经验我怀疑故障点在节温器上,为了证实我的猜想我在第一时间使用XENTRY诊断仪对车辆进行快速测试,便发现发动机控制单元有相关故P012800,故障引导为节温器故障。

第二步.我根据故障码P012800查询有1个厂家的技术指导TIPS文档L120.10-P-059273,对于生产日期在2017年5月之前的车辆:通过BD/DVD或更高版本为发动机控制单元重新编程。该文件指出故障有可能为仪表电子故障,在我根据技术指导完成升级后故障依旧。

第三步.我通过XENTRY诊断仪,查看了相关部件的供电信号,相关部件的供电信号正常,并根据工作经验初步排除了其它相关部件,并初步确认故障点在节温器,为了确保判断的准确性和可视性我找来了该车型的冷却系统工作原理图。图下。并进行了一系列的检测和学习。

第四步. 我根据工作要求我查询了该系统的工作原理,该系统安装了1个可完全关闭的冷却液水泵,当发动机冷启动时,为了能使得水温迅速上升到工作温度,ME通过激活真空电磁阀Y133,真空就能作用于水泵的真空室3,真空室操纵球形阀4把整个水泵的叶片包裹住。因此,即使水泵被发动机带动而旋转,也不能输送冷却液出去,这样就可以使发动机加速升温,并且减少排放。如图下。

第五步.我通过WIS找来了冷启动时冷却液泵关闭的前提条件:水温<85℃﹑增压空气温度未达到极限值﹑发动机转速<4000r/min﹑空调系统没有发出加热请求。通过上述我得知条件不满足,则发动机控制单元就会终止促动冷却液泵转换真空电磁阀Y133,球形阀重新打开,冷却液泵重新建立冷却液循环。并且在该系统中还装配了1个可加热式的冷却液节温器,该节温器根据理论可知一共有三种状态:关闭﹑开启(混合模式)﹑大循环。

第六步.根据工作经验我认为节温器在第一种状态也就是闭合才有可能会使发动机水温低。而这种现象有可能就是因为节温器机械故障,比如节温器加热元件电气故障或球形转盘阀卡滞,关闭不严等。为了证实我的猜测,我把车停放了一晚第二天早上冷启动,利用红外温度测试仪持续测量散热器进、出水管温度,发现进、出水管的温差始终低于10℃,温度差大约为8℃左右,而对比正常车因为冷启动后节温器位于关闭状态,散热器进、出水管温差会始终大于10℃,直到约98℃,节温器打开,温差才会变小。因为此车进、出水管温度较接近,说明节温器关闭不严,始终为打开状态。利用XENTRY诊断仪进行R48(冷却节温器加热元件)的引导型检测,与其它同型号车辆对不还是有明显差距。

第七步.根据实际情况我综合分析该车的故障原因为节温器闭合不严,导致发动机冷却液温度升高速度低于指定的存储在发动机控制单元内的曲线,设置故障码P012800。

2.根据故障现象我找到了故障点节温器,本着追本溯源的原则我拆下了节温器如图

并在膨胀水壶及节温器密封件上发现了大量水垢如图下

以及节温器球阀因为水垢磨损的如图下

3.根据现象可以得出,该故障是由节温器不能完全闭合引起,而最终原因是由于奔驰的原厂冷却是乙二醇型冷却液容易产生硅酸盐颗粒造成节温器磨损不能完全闭合。

4.故障总结:根据时实际情况和工作经验冷却系统内存有过量的硅酸盐,需要冲洗发动机、水箱等部件,并且还需更换节温器和水壶。如果有铸造砂,需要冲洗发动机,在处理完这些后如果还存在问题,则更换其他部件。

3.2电子风扇长转之变速箱油温传感器故障

此故障现象为奔驰GLA200车型

客户反应

1.客户反应,电子风扇长转且转得很快。

根据客户反馈,以及结合我的维修经验,第一印象感觉为电子风扇出现故障,而电子风扇的故障现象之一就是在发动车辆后打开风扇会发现风扇工作的时候忽快忽慢或者熄火后风扇仍会工作较长时间。

2.根据故障现象问询客户得知前几天来查过报价节温器,在外面换过之后故障依旧,对换过电子风扇。

根据实际情况我排除了电子风扇。

3.根据实际操作我查看了该客户的维修历史和厂家指导技术文件以及与该故障相似的案例,未得到有效的帮助。

4.根据从简单向复杂我仔细检查并排除该车是否存在加装或者改装以及事故维修过的可能。根据我的经验加装或者改装有可能带来一定的干扰如加装件内部漏电使模块无法休眠,事故可能带来的原因就是如搭铁不良或者线路磨损搭铁等。

5.根据当天车辆进厂热车电子风扇狂转,仪表上水温指针还没到80度,AC没开,无任何故障,没有相关的SI、LI 和其他的技术通报,如:技术快报/邮件通知等。

6.根据上述的实际情况和工作经验我列出本故障所有的可能原因(参考执行下列步骤)

〔1〕发动机电脑 〔2〕发变速箱电脑 〔3〕线路 〔4〕空调系统引起

诊断过程

1.使用诊断电脑检查水温,ME显示69度;空调压力,未开AC 4bar;变速箱油温24度。

2.使用HMS检查PWM信号,测出来故障时信号为高占空比90%的信号,确实是狂转的信号,风扇就应该高转速。说明电子风扇进入应急模式,或者ME本身损坏,通过当前实际值无法判断到底是哪个电脑有问题让电子风扇启动应急模式,只能逐个排除。排除步骤如下:

第一步:根据经验我怀疑冷媒过多造成风扇狂转,因此抽出冷媒启动车子,两分钟后风扇立刻狂转,故障依旧。

第二步:在排除了冷媒的情况下我考虑到电子风扇已经换过了,在这种情况下节温器就是我当下要检测的,根据节温器的工作原理我使用温度计与节温器水温传感器测量同情况下的冷却水,两者相差不大由此可以排除节温器。

第三步:通过电脑观察变速箱油温实际值显示24度,可能是由于电子风扇长转,一直没有上过30度,由此怀疑为变速箱模块问题。为了证明我的猜测,尝试拔掉风扇插头观察发动机与变速箱油温度,检查谁先到高温,但是发动半小时后仍无明显变化(变速箱油上到74度,水温上到96度且温度计也是96度)与其他车对比温度比该车都高也没转风扇。

第四步:经过一系列排除无法找出有问题的部件,当天晚上怀疑是ME本身坏了,准备取证发报告下班回家。第二天早上冷车发动车子,发现仪表跳出白色“变速箱故障”连电脑发现故障码017100变速箱油温传感器故障,经过引导需要更换变速箱电脑,但是热车之后故障码自动就没了且实际值有油温显示24度。无法确定是不是这个引起的长转,引导需要换Y13/4n4变速箱电脑。

查WIS发现上面只有一个温度传感器b3,为了验证故障,找来一个换下的变速箱电脑测量b3电阻960欧姆(室温下测量),然后拆下实车上的阀体对比测量,实车上测量250欧姆,由于热车拆的上面有油会比对比的电阻小,无法参考。找来干冰冷却几分钟后测出来两个电阻都是兆欧级别,参考意义不大。最后,用开水泡找来的那块阀体测电阻370欧姆,对比实车电阻还是偏大,说明变速箱电脑认为的温度肯定远远超过100度,风扇高转速长转符合逻辑。

原因分析

1.变速箱油温传感器故障。

2.故障修复,更换变速箱电脑(根据WIS文件选择配件号报价)更换后试车正常。

在此案例中我考虑到了可能产生影响的各个问题点,在诊断过程中我疏忽了一些细节第一我没用仔细的去测量线路第二我在排除变速箱模块的时候没有深入没有多考虑一下,这归根结底还是自身不足。

第4章 对于维修行业维修养护的个人看法

4.1了解自己的车辆

当新车到手时,找出保养守册仔细阅读了解车辆额相关功能,找到车辆的机盖拉锁打开机盖对机舱内的各个部件可以大致了解,不清楚的可以上网查阅询问相关维修师傅或者专业人士。

4.2合理养护

好的养护保证发动机的可靠性以及在各种工况下的工作性能和经济性能。所谓三分维修七分保养就是这个理。

1.定期有针对性的检测,保证冷却液的适量合规及各部件的正常。

2.合理的驾驶车俩,对车辆机舱散热器定期清洁确保散热正常。

3.使用新型油性冷却液,它有更好的导热性和散热性以及不易挥发。

4.3对行业维修的看法

根据公安部的统计在2018年我国机动车保有量已达3.27亿辆,小型客车突破2亿辆,新能源保有量达261万辆。2018汽车维修保养增长30%以上,市场规模突破万亿。在中国维修企业在20万家以上从业人员达百万,仍而公司虽多却利润底下,并且客户流失量大不信任维修企业。从数据可以看出我国的维修行业潜力巨大,维修行业泥石俱下,至此我对维修行业及就业的看法如下:第一对于维修行业应该透明化规范化确保客户与维修企业和谐有序良性发展。第二对于一些不合格的不规范的站在维修队伍中的各路牛鬼蛇神应该及早提除。第三就是对修理从业人员的维修技能的学习提高对自身素养的提高不要区别对待不要在维修中抱有“差不多”思想,对待问题要肯定。第四在维修中尽可能的保障一次通过率保障维修质量同时也要转变客户观念要使“模糊服务”变成“精准服务”让“被动服务”变为“主动服务”,第五让维修和互联网相结合,让维修从线下变为线上相结合使客户维修更方便便捷,同时也可以在第一时间获取维修商机。第六就是要培养合格的型时代的维修从业人员,现在的维修行业已经面临着后继无人这样一种尴尬局面,觉得维修行业脏﹑苦﹑累﹑没前途。

以上就是我对维修行业及从业人员的看法,希望通过有关部门加强对维修行业的引导,维修企业加强对维修人员的培养提高薪资待遇,社会各界同力一起创造一个优良的维修环境,我也会在以后的学习工作中加强自身修养提高职业技能水平,为创造优良的维修环境为广大车主提供优质服务发光发热增添微薄之力。

结论

汽车冷却系对汽车至关重要,如果不能妥协的维护冷却系的正常工作就会影响车辆的正常使用,对车辆产生严重的危害。在本文中详细的介绍了冷却系的组成﹑工作原理故障成因以及诊断维修方法,同时也论述了冷却系维修养护的注意事项,以及对维修行业及自身的看法。

通过对冷却系的学习我从中了解到不少知识,对冷却系的理解工作原理工作循序更加通透,使之在现有的知识基础上更加的扎实,对未来的维修道路更加明确。

参考文献:

【1】闫松,赵志聪,张蕾.科技展望[J],宁夏科技厅;2016,26-30

【2】肖依萍,丛斌.轻型汽车技术[J],南京汽车集团有限公司;江苏省汽车工程协会;南京汽车行业协会;2004(3)44-45

【3】白永亮.中国科技博览[J],中国包装总公司[J];2012(33)48

【4】宛东.内燃机与配件[J],河北,中国内燃机工业协会;2016(10)72-74

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