发动机冷却系统关键零部件的故障诊断及优化研究【字数：11561】
本文在研究汽车发动机冷却系统设计原理、结构功用及主要工作特点的前提下，通过系统分析冷却系统关键零部件故障影响因素及主要表现形式，提出了相应的冷却系统关键零部件故障诊断及优化技术措施，可保证发动机在最适宜的温度下工作，充分发挥关键零部件的性能，更好地保护发动机，延长发动机使用寿命。冷却系统是影响汽车发动机燃油性、使用寿命、安全性的关键,目前很多轿车使用带涡轮增压的发动机，冷却系统故障在汽车故障中占有一定比例。本文通过对冷却系统的关键零部件的优化研究，提出“采用电子水泵+增大电子风扇转速”的最优设计方案，来控制汽车发动机冷却系统温度，大幅提升发动机功率和工效,降低冷却系统故障率，提高车辆可开动率、安全节能省油，这对汽车冷却系统优化具有重要的现实意义。
目 录
1.汽车发动机冷却系统概述 1
1.1汽车发动机冷却系统的概念与作用 1
1.2汽车发动机冷却系统的构成 1
1.2.1冷却液 1
1.2.2节温器 1
1.2.3水泵 3
1.2.4散热器 3
1.2.5冷却风扇 3
1.2.6水温传感器 3
1.2.7膨胀水壶 4
1.2.8采暖装置 4
1.3汽车发动机冷却系统的工作原理 4
1.4本文的主要内容 4
2.汽车发动机冷却系统关键零部件的故障诊断 6
2.1散热器故障诊断 6
2.1.1渗水或漏水 6
2.1.2内部脏堵 6
2.2节温器故障诊断 6
2.3水泵故障诊断 7
2.4膨胀水壶故障诊断 7
2.5散热器风扇故障诊断 8
2.6缸体故障诊断 8
2.6.1缸体内水道 8
2.6.2气缸体裂纹故障 8
2.7水温传感器故障诊断 9
3.汽车发动机冷却系统的优化 10
3.1喷淋冷却散热水箱的优化方案 10
3.2风扇转速增加的优化方案 10
3.3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
采用电子风扇降低温度的优化方案 11
3.4采用电子水泵的优化方案 13
3.4.1电子水泵试验测试 13
3.4.2对比总结 16
3.5“采用电子水泵+增大电子风扇转速”最优设计方案的确定 16
3.6优化设计的最优方案验证 16
3.6.1额定扭矩点 16
3.6.2额定功率点 17
结束语 19
致谢 20
参考文献 21
1.汽车发动机冷却系统概述
1.1汽车发动机冷却系统的概念与作用
在整个的汽车发动机系统之中，对其进行一定的冷却是十分关键的，也就是人们常说的汽车发动机冷却系统。该系统主要是把里面产生的多余的热量尽快排出去，这样能够对发动机起到降温的目的，这样整个发动机就始终能够保持在一个相对合适的环境之中保持高效工作。而有时发动机降温地过多的话也会对汽车发动机的性能造成较大的影响，因此冷却系统在一定程度上能够防止温度过低，使得发动机始终在合适的温度之中。
1.2汽车发动机冷却系统的构成
冷却液整体系统的冷却，其拥有很多个不同的部件，这些部件有机地整合在一起成为一个整体[1]。其具体的结构如下图 1所示。
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图1 汽车发动机冷却系统主要构成图
1.2.1冷却液
水冷式发动机之中一般都设置有冷却液。而防冻剂、添加剂和水往往是构成冷却液的主要的形似，这样就能构成不同种类的冷却液。在发动机之中加入冷却液的作用能够有很多的优点，能够防止泄露，还能够有效地防止锈蚀以及冻住，这样就能够保证整个的发动机冷却系统一直在一个稳定的工作环境之中保持工作，里面的温度也就能够保持在一个正常的水准[2]。现在的冷却液一般是以乙二醇为主要的原料，有时还会加入其他的辅助的物质。而进一步研究发现，软水的形式一般是冷却液用水的主要形式，这样能够避免出现很多的水垢，还能够避免发动机出现开锅的现象，因此冷却液有着很强的作用，能够始终保持发动机的良好工作状态。
1.2.2节温器
顾名思义，节温器是用来调节温度的一个装置，其能够实现对冷却液流动线路的控制。在其内部往往会设置很多感应温度的装置，根据接收到的温度信息来对空气以及液体的状态进行一定的控制。冷却水温度往往会出现一定的变化，这时节温器也就能够散热器里面的水的多少，这样整个的散热的本领也会发生一定的便会，也能够保障发动机一直在一个相对稳定的工作环境之中工作[3]。查阅相关的资料显示，现在在市面上用的较多的是一种蜡式节温器。一旦冷却的温度先对较低，那么里面的石蜡这时呈现的是固态，这样发动机与散热器的联系也就不存在，冷却液也就会返回到发动机之内，这样便形成了发动机里面的一个小的循环，如图2所示。一旦冷却液温度逐渐上升，那么这时石蜡便由固态转化为液态，整个的橡胶管也就会相应的减小。这时整个的系统之中便会产生一个往上的力，而阀门也会开启。这时冷却液便会通过散热器以及节温器阀，最终再流过水泵进入到发动机之内，形成了一个很好的联系，如图3所示。节温器往往设置在水管路之中，其结构相对简洁，能够排出多余的液体，但是其有时会产生多余的振动。
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图2 发动机小循环示意图
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图3 发动机大循环示意图
1.2.3水泵
研究发现，离心式水泵现在在汽车发动机领域之中用的很多。其一般是由很多种中不同的部件构成的，这些部件有机地形成一个整体，构成了整个的水泵的整体。在其里面会设置有皮带，皮带的运动会保证水泵轴承以及叶轮的一起运动。这样里面的冷却液也会一起运动，一起向壳体的边上运动，这样整个的装置里面就会产生一定的力并从专用的管道里面排出[4]。一旦里面的冷却液被排出，那么里面所承受的力就会相应地减小。这样冷却液便会重新充进去，这样就形成了一个循环。
1.2.4散热器
研究发现，发动机散热器在整个的冷却系统之中是一个十分重要的部件，人们也称之为水箱。一旦发动机处在工作的状态时，散热器芯里面会存在着很多的冷却液，而空气则在外部流过，这样原本积聚在里面的热量便能够通过空气排出。而在整个装置里面往往还会设置一个散热器盖，其也发挥着十分重要的作用。研究发现，冷却液的实际大小往往随着温度的变化而变化，这样就造成里面的压力也会产生一定的变化，而散热器盖就能够对里面的压力进行一个很好的调节，也能够保证散热器始终在一个稳定的工作环境之中工作。
1.2.5冷却风扇
目 录
1.汽车发动机冷却系统概述 1
1.1汽车发动机冷却系统的概念与作用 1
1.2汽车发动机冷却系统的构成 1
1.2.1冷却液 1
1.2.2节温器 1
1.2.3水泵 3
1.2.4散热器 3
1.2.5冷却风扇 3
1.2.6水温传感器 3
1.2.7膨胀水壶 4
1.2.8采暖装置 4
1.3汽车发动机冷却系统的工作原理 4
1.4本文的主要内容 4
2.汽车发动机冷却系统关键零部件的故障诊断 6
2.1散热器故障诊断 6
2.1.1渗水或漏水 6
2.1.2内部脏堵 6
2.2节温器故障诊断 6
2.3水泵故障诊断 7
2.4膨胀水壶故障诊断 7
2.5散热器风扇故障诊断 8
2.6缸体故障诊断 8
2.6.1缸体内水道 8
2.6.2气缸体裂纹故障 8
2.7水温传感器故障诊断 9
3.汽车发动机冷却系统的优化 10
3.1喷淋冷却散热水箱的优化方案 10
3.2风扇转速增加的优化方案 10
3.3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
采用电子风扇降低温度的优化方案 11
3.4采用电子水泵的优化方案 13
3.4.1电子水泵试验测试 13
3.4.2对比总结 16
3.5“采用电子水泵+增大电子风扇转速”最优设计方案的确定 16
3.6优化设计的最优方案验证 16
3.6.1额定扭矩点 16
3.6.2额定功率点 17
结束语 19
致谢 20
参考文献 21
1.汽车发动机冷却系统概述
1.1汽车发动机冷却系统的概念与作用
在整个的汽车发动机系统之中，对其进行一定的冷却是十分关键的，也就是人们常说的汽车发动机冷却系统。该系统主要是把里面产生的多余的热量尽快排出去，这样能够对发动机起到降温的目的，这样整个发动机就始终能够保持在一个相对合适的环境之中保持高效工作。而有时发动机降温地过多的话也会对汽车发动机的性能造成较大的影响，因此冷却系统在一定程度上能够防止温度过低，使得发动机始终在合适的温度之中。
1.2汽车发动机冷却系统的构成
冷却液整体系统的冷却，其拥有很多个不同的部件，这些部件有机地整合在一起成为一个整体[1]。其具体的结构如下图 1所示。
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图1 汽车发动机冷却系统主要构成图
1.2.1冷却液
水冷式发动机之中一般都设置有冷却液。而防冻剂、添加剂和水往往是构成冷却液的主要的形似，这样就能构成不同种类的冷却液。在发动机之中加入冷却液的作用能够有很多的优点，能够防止泄露，还能够有效地防止锈蚀以及冻住，这样就能够保证整个的发动机冷却系统一直在一个稳定的工作环境之中保持工作，里面的温度也就能够保持在一个正常的水准[2]。现在的冷却液一般是以乙二醇为主要的原料，有时还会加入其他的辅助的物质。而进一步研究发现，软水的形式一般是冷却液用水的主要形式，这样能够避免出现很多的水垢，还能够避免发动机出现开锅的现象，因此冷却液有着很强的作用，能够始终保持发动机的良好工作状态。
1.2.2节温器
顾名思义，节温器是用来调节温度的一个装置，其能够实现对冷却液流动线路的控制。在其内部往往会设置很多感应温度的装置，根据接收到的温度信息来对空气以及液体的状态进行一定的控制。冷却水温度往往会出现一定的变化，这时节温器也就能够散热器里面的水的多少，这样整个的散热的本领也会发生一定的便会，也能够保障发动机一直在一个相对稳定的工作环境之中工作[3]。查阅相关的资料显示，现在在市面上用的较多的是一种蜡式节温器。一旦冷却的温度先对较低，那么里面的石蜡这时呈现的是固态，这样发动机与散热器的联系也就不存在，冷却液也就会返回到发动机之内，这样便形成了发动机里面的一个小的循环，如图2所示。一旦冷却液温度逐渐上升，那么这时石蜡便由固态转化为液态，整个的橡胶管也就会相应的减小。这时整个的系统之中便会产生一个往上的力，而阀门也会开启。这时冷却液便会通过散热器以及节温器阀，最终再流过水泵进入到发动机之内，形成了一个很好的联系，如图3所示。节温器往往设置在水管路之中，其结构相对简洁，能够排出多余的液体，但是其有时会产生多余的振动。
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图2 发动机小循环示意图
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图3 发动机大循环示意图
1.2.3水泵
研究发现，离心式水泵现在在汽车发动机领域之中用的很多。其一般是由很多种中不同的部件构成的，这些部件有机地形成一个整体，构成了整个的水泵的整体。在其里面会设置有皮带，皮带的运动会保证水泵轴承以及叶轮的一起运动。这样里面的冷却液也会一起运动，一起向壳体的边上运动，这样整个的装置里面就会产生一定的力并从专用的管道里面排出[4]。一旦里面的冷却液被排出，那么里面所承受的力就会相应地减小。这样冷却液便会重新充进去，这样就形成了一个循环。
1.2.4散热器
研究发现，发动机散热器在整个的冷却系统之中是一个十分重要的部件，人们也称之为水箱。一旦发动机处在工作的状态时，散热器芯里面会存在着很多的冷却液，而空气则在外部流过，这样原本积聚在里面的热量便能够通过空气排出。而在整个装置里面往往还会设置一个散热器盖，其也发挥着十分重要的作用。研究发现，冷却液的实际大小往往随着温度的变化而变化，这样就造成里面的压力也会产生一定的变化，而散热器盖就能够对里面的压力进行一个很好的调节，也能够保证散热器始终在一个稳定的工作环境之中工作。
1.2.5冷却风扇
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