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些水垢形成于缸体衬里及缸盖水道,极难清除。分析认为,结垢不但降低了热传导效率,使局部区域因散热性变差而温度上升,导致与邻近区域产生温差或温差加大。热应力因温差的加大而增大,会在应力集中的薄弱部位产生裂纹,而发动机缸盖的排气门就属于这样的部位。它温度高、散热条件差、结构单薄,水垢的隔热作用使散热条件进一步恶化,因而在应力集中的作用下会产生缸体裂纹。另外,结垢不仅使冷却系统散热性能变差,还会出现局部高温区,恶化润滑条件,使发动机温度升高,加速发动机系统的磨损。严重的还会堵塞散热管、堵塞冷却系统管路等,结果大大降低传热效率,使发动机过热,造成更大的事故,严重危害驾驶人员的行驶安全。据国内有关资料报导,在正常使用的汽车发动机的维修中,有6%是水循环系统水垢造成的发动机冷却系统出现故障,而故障的主要原因是水垢导致金属部件被腐蚀,由此可见水垢对汽车的危害有多大。人们更没有想到汽车水箱中的水垢给我们带来多么大的隐患,一旦水垢沉积过多,散热不畅会导致发动机抱死,后果不堪设想。
5.清理水垢的方法。人工清理法:这种方法需要把汽车水箱拆卸下来,进行人工锤、刮、铲等清除水垢,最后冲洗排尽。此方法除垢效率低、且劳动强度大,不易清除干净,还容易造成二次损害。水垢清洗剂:一般的清洗剂,无法彻底清除水道内的水垢和酸性物质,有时也能泡下来大片脱落的水垢,但这样会堵塞水道,有时要拆下水箱进行清洗;此种方法不能彻底清除顽固的水垢,也需要把汽车水箱拆卸下来,加入水垢清洗剂进行人工清除。此除垢方法能清除得很干净,但是效率低、劳动强度大。在日常维护过程中,注意对冷却系统的维护与保养,可使发动机在适宜的温度下工作,从而提高发动机使用寿命。
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第三章 冷却系统的特点与检修
第一节 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。
一、温度设定点
发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。
通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。
二、提高温度设定点
提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点,它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度,降低发动机摩擦磨损,降低发动机燃油消耗。
研究表明,发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃,使气缸温度升高到195℃,油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内,使发动机机油的最高温度为140℃,则油耗在部分负荷时下降10%。
提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果,降低冷却液的流速,减小水泵的额定功率,从而降低发动机的功率消耗。此外,可采用不同的方式,进一步减小冷却液的流速。
三、降低温度设定点
降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率,降低进气温度。这对燃烧
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过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本,提高部件使用寿命。
研究表明,若气缸盖温度降低到50℃,点火提前角可提前3℃A而不发生爆震,充气效率提高2%,发动机工作特性改善,有助于优化压缩比和参数选择,取得更好的燃油效率和排放性能。
第二节 冷却系统的检修
一、风扇皮带紧度的检查与调
汽车在使用中,当出现电流表不显示充电、发动机温度过高等现象时,首先检查皮带紧度。
检查方法:用大拇指按压风扇皮带中部(约98N),皮带下凹7到18mm(小车)或15到20mm(大车)。如果不符合要求,应松开调整螺母,改变发动机的位置加以调整,若风扇皮带紧度过大,将增加动力损失,增加发电机和水泵轴承的负荷,使轴承磨损加剧,同时也可以导致皮带的早期损坏,如皮带紧度过小,则易使皮带打滑,造成发动机过热,同时影响电机发电。
二、水垢的清洗
为了保证发动机在正常温度条件下工作,应定期地清除冷却系统中的水垢,否则,发动机会出现“开锅”的现象。维护修理过程中进行水套水垢的清洗时,应拆去节温器,将水从正常水循环相反方向压入,即从出水管压入到流的水清洁为止。当水垢严重的积聚沉淀硫酸钙等物质时,可加入水垢清洗液使其溶解,而后用清水洗净。
三、冷却水温过高 (一)故障现象
冷却水的温度超过95℃以上,即为水温过高,其现象是:散热器加水口冒出大量水蒸气,水温表指针指示为95℃以上,并有行车无力的感觉。
(二)故障原因
1.冷却水不足。由于漏水或蒸发而使水面底而不足,引起发动机过热。 2.风扇皮带过紧。皮带长期使用,因腐蚀而变形,皮带轮磨损或水泵轴变形也会使皮带松动,都会引起风扇不转动或转速低,使散热器冷却不好,而引起冷却液过热。
3.水泵失去泵水作用。水泵轴磨损和弯曲,水泵轴承缺油,使轴承磨损和松
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旷,叶轮固定销或叶轮固定螺钉松脱,叶片破裂,叶轮与泵壳间的间歇过大,叶轮被污泥或其它杂物阻塞,水泵吸力降低,压力不足,影响水的循环效果,水泵管堵塞,水不能流通等会使水泵不泵水,引起发动机过热。
4.节温器损坏或失灵。节温器损坏,发动机长时间超负荷运转,温度过高,如膨胀筒破裂,阀门不能正常的开启与关闭,水沟过多,将主阀门卡住,阀门不起作用,冷却水只起小循环作用,不能进行大循环,故水温过高。
5.百叶窗没打开和水箱堵塞或受损。由于驾驶员忘记打开百叶窗,百叶窗操纵拉杆卡住打不开百叶窗,空气不能流通,散热器的热量散发不出去,使发动机过热。散热器积聚水垢、铁锈等杂质,造成管道和散热松脱,芯管堵塞,阻碍了水的循环流动,上下水室因受腐蚀而形成斑点、小孔或裂开而漏水,管芯部与上下焊接部位松脱,其它部位因受碰撞而损伤、漏水等,都会引起发动机过热。
6.汽缸水套内生锈或积垢过多。由于气缸在长期的使用中水套内沉积了沉渣、水垢或生锈,减少了水套的容积,使冷却水的流量减少,影响了冷却水的循环,由于水垢层导热性不良,底于铸铁约20~30倍,降低了冷却效果。
7.分水管腐蚀而不起分水作用。分水是插入水套内,由于生锈和水垢,会把分水管堵塞,从而使分水管起不到分水作用,是发动机冷热不均。 8.长时间的超负荷抵挡行驶。由于负荷大、时间长、扭矩大,使机件磨损大。润滑差,冷却水底,是发动机过热。
9.点火时间过迟。离心点火提前角装置的某处发卡或飞卡被卡,弹簧损坏,是发动机点火提前角不能随着发动机转速的升高而增加。
10.风扇离合器故障。风扇离合器发生了故障,使风扇的转速不能随着冷却水的温度提高而增高。
(三)故障诊断
1.当汽车在行驶中水温表的指针指到100℃时,也就是冷却水沸腾并从回水管溢出。汽车加速时,发动机有杂乱的金属敲击声,需要立即停车检查。检查百叶窗是否打开,有无漏水处,水量是否少,皮带是否松旷而打滑。如都正常据需要检查水泵的泵水情况。
2.如上述情况均无故障,就要用手摸发动机和散热器,如果发动机的温度很高,而散热器温度不高,可将出水管处的节温器取出,再试发动机,如果水温正常了,可断定节温器有故障。如果取出节温器,发动机过热,就要检查水箱管是否堵塞。
3.如果有用手摸发动机缸体各部分冷热不均,可能分水管堵塞,不起分水作用,或者汽缸水套内生锈,污垢过多。
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4.漏水严重而缺水,或者是在冬季水箱冻阻,发动过热指针指向100℃,用水摸水箱冰手,说明水箱中的水结冰了。如果用手摸上室感到烫手,而下水室冰手,说明有冻阻之处。
(四)故障排除
1.散热器的主要故障是渗漏和淤塞。其渗漏可用密封试验器检查,也直观。密封试验器是有一个由0.098MPa分度的压力表、橡皮塞、和橡皮球组成。在橡皮球座上有两个阀,一个为进气阀,一个为出气阀,用手捏动橡皮球加压,如果压力表读数下降,说明散热器有漏水处,找到漏水处做上记号,以便维修。或用压缩空气法检查散热器。把散热器进、出水管口膨胀式橡皮塞密封后把散热器放在水池中,将橡皮塞上的软管通入压缩空气。散热器在水中冒气,形成水泡,则散热器受到严重腐蚀。
2.散热器故障排除。上下水室腐蚀不严重,有漏水质之处或外表裂缝,可用镀锡法修理,散热器芯底板和冷却管焊缝脱离而发生漏水,可用焊烙铁烙补法进行修补。该法就是把损坏或脱焊之处清除干净,用电或火烙直接焊接或焊补,但是焊处周围要加热。
3.清除水箱和水套的污垢,冷却系由于长期使用,水箱和水套的内表面集结了一层水垢,铁锈、和油垢等,影响了冷却水的流量,甚至堵塞,大大地影响了散热性能,这样必须对水箱和水套进行清洗。任何清洗方法都必须事先把节温器取出在进行清洗,清洗后再装上。
4.分水管更换。当分水管腐蚀或损坏,不起分水作用时,会使发动机冷却不均匀,需要更换,如果分水管没坏,而只是污垢太多,可清除管内的污垢,然后对进水管敲装进去。
四、水泵
(一)水泵故障与检查
如果水泵出了故障,水泵的泵水压力就减小,影响冷却水的循环流动,使散热不好。检查泵压力时,用手握住散热器与缸盖连接的出水橡胶管,使发动机由怠速逐渐加到高速,如手感到水的流量也在加大证明水泵没问题,如果手对水量没感觉,说有损坏明水泵有损坏之处,应拆卸水泵检修。拆开水泵,检查水泵体是否有裂纹,泵轴、轴承有无磨损,并对叶轮、键槽及密封垫进行检查。
(二)水泵故障排除
如果轴与轴承松旷量很大,有噪音,可更换新的。如果轴没有弯曲或磨损很小,
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