毕业论文发动机典型故障分析发动机温度过高的故障原因分析).doc

黑龙江农业工程职业学院汽车工程系专科生就毕业论文黑龙江农业工程职业学院汽车工程系毕 业 论 文题目：发动机典型故障分析（发动机温度过高的故障原因分析） 所在院系 汽车工程系 专业班级 06122汽车检测与维修 学 号 0612222 学生姓名 指导教师 2009 年 06 月 01 日19目 录摘要 1绪论21发动机冷却系统的组成及工作原理 22冷却系常见故障的分析与处置 42.1冷却液泄漏 42.2发动机温度过高42.3发动机温度过低53冷却水温度过高的故障诊断 7 3.1故障原因 73.2诊断方法 84造成发动机温度过高的原因 104.1发动机在使用时出现散热器加水口翻水导致温度过高104.1.1 过热翻水114.1.2 堵塞翻水 114.1.3 气、水蹿通翻水 114.1.4不冻液混入石油产品造成翻水 114.1.5 不冻液添加过多造成翻 124.2其他导致发动机温度过高的原因 12 5发动机温度过高的危害 126怎样防止发动机温度过高 13结论 16谢辞17参考文献 18摘 要文论述了发动机冷却系统的组成、原理以及影响发动机温度过高的故障原因、排除、危害以及预防的方法，并举例做出简单介绍。关键词：冷却系统 发动机温度绪论发动机的工作温度靠冷却系来调节，正常保持在80-90度之间。温度过高或过低都会影响发动机正常工作，以致增加燃油消耗，加剧机件磨损，降低发动机使用寿命。出现发动机温度过高、过低的原因主要与冷却系工作情况和车辆使用条件有关。1. 发动机冷却系统的组成及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。夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图2-37所示。图2-37 发动机的冷却系(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管；7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;ll-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5风扇电机;I6-进气管底部水套；17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来     当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。冷却液的循环路线如图2-38所示。图2-38  冷却液循环路线示意图图2-39  散热器盖 （A）压力阀打开；（B）真空阀打开1-溢流管；2-压力阀弹簧；3-压力阀；4-散热器加水口；5-真空阀2. 冷却系常见故障的分析与处置    冷却系常见故障是冷却液泄漏、发动机温度过高、过低和发动机升温缓慢等。    2.1冷却液泄漏    （1）一般发动机的冷却系是全封闭的，在正常情况下，冷却液不需经常添加。如果冷却液液面下降很快，即表明冷却系有泄漏故障。    （2）故障原因，如图 1所示。    散热器盖及密封垫损坏。散热器盖及其密封垫损坏，将破坏冷却系的密封，在发动机工作时，冷却液蒸发逸出或汽车摇晃造成冷却液酒出损失。为检验散热器盖是否密封，可进行散热器盖加压检查。    外部渗漏。由于冷却液加有染料着色，很容易看到渗漏部位。常见的渗漏点是软管、软管接头、散热器芯和水泵等部位。    内部渗漏。若冷却液从冷却系内渗漏到发动机内，可检查缸盖螺栓是否拧紧，缸垫是否密封，缸盖是否翘曲，缸盖、缸体是否破裂。  2.2发动机温度过高    （1）故障现象：冷却液温警报灯闪烁或水温表指针长时间在红区，冷却液沸腾出现蒸汽；在上述情况下，发动机动力不足。    （2）故障原因如图 2所示。    冷却系的原因导致发动机过热的原因有：冷却液量不足，水泵损坏，冷却液泵堵塞或损坏，散热器或缸体内水套结垢多、堵塞，使冷却液冷却效果降低。    节温器失效、卡死或堵塞；节温器不能正常开启，冷却液不能流过散热器。节温器能否正常工作，可由试验确定，其表现应符合技术规定。    散热器风扇电机或散热器双温热敏开关出现故障。温控风扇的损坏不能正常工作，从而使发动机过热。    非冷却系故障引起的发动机过热的原因：超负荷、低速档行驶时间过长，点火过早过晚都会引起发动机过热。因此，必要时应检查点火提前角并予以调整。混合气过浓或过稀，燃烧室积炭过多等也会引起发动机过热。    汽车使用条件如气候、风向、道路、负荷等因素也影响发动机温度。    2.3发动机温度过低    发动机升温缓慢，会使发动机在低温下长期工作，导致发动机磨损加快。    （1）故障现象：发动机行驶乏力，发动机油耗增加，发动机工作很长时间或全部工作时间内，冷却水温达不到正常工作温度范围，低于85。该故障现象多发生在寒冷地区或冬季行驶。    （2）故障原因，如图 3所示。    节温器失效，卡在全开位置，冷却液在低温状态下也进行大循环；散热器风扇电机发生故障、风扇电机只能以II档运转；水温表或水温传感器失效；环境温度太低且逆风行驶。    （3）故障诊断与排除：    检查散热器风扇电机工作状态是否正常；发动机起动时，检查散热器的出水管和暖风散热器出水管温度是否相同。若相同，则说明节温器常开，冷却系直接进入大循环；检查发动机冷却液，缺少时应添加。 3.冷却水温度过高的故障诊断发动机冷却水温度的高低直接影响发动机的使用寿命。为保证发动机的正常工作，要求冷却水温度一般保持在8090的范围内，若温度过高，会导致发动机功率下降，零部件因润滑不良而加剧磨损等。 3.1故障原因导致发动机冷却水温度过高的原因主要有以下几点：1风扇、水泵皮带过松，引起皮带打滑，从而影响风扇的正常工作；风扇电磁离合器或风扇电动机的温控开关作用时机过迟、关闭过早；风扇始终不转；风扇硅油式离合器失效。2水箱散热片大面积倒伏；散热片间有杂物堵塞；水箱前部的百叶窗未能完全打开。3冷却水不足，内消耗量过大，具体原因有：汽缸垫损坏；汽缸盖和燃烧室间腐蚀串通；部分冷却水流入燃烧室后经排气管排出。4冷却水循环量过小，具体原因有：水泵轮与轴间滑动；水泵内有空气；节温器损坏；在冬季下部循环管内的冷却水被冻结；水箱或机体水道内水垢过多。5发动机工作不良，主要有点火时间过晚、混合气过稀、燃烧室积炭过多、发动机爆燃，这些方面也容易造成机温升高。6水温表或警告灯指示有误，如感应塞损坏，线路搭铁或指示表失灵。7润滑油量不足，致使各运动机件得不到足够的润滑，使摩擦阻力增加，磨损加剧，发热量增多；同时使润滑油温度上升，相应润滑油的粘度下降，更促使摩擦、发热、散热不良，从而使发动机过热。3.2诊断方法检查与判断冷却系故障时，应掌握以下的一些方法和要点：1如果怀疑是指示系统失灵，应在冷机状态下，用玻璃棒式直感温度计插入水箱内，观察车上的水温指示表与试验温度计是否一致，或更换标准感应塞（通过验证的）与指示表以验证热车状态的实际温度。2发动机故障的判断：在机温升高之前如有行驶无力、提速不良或时有回火“放炮”现象，多为点火时间过晚或混合气过稀。若在机温未升高之前发动机工作正常，而当机温上升之后出现爆燃，则证明爆燃是由机温过高或局部温度过高所造成的，反之为发动机爆燃导致机温过高。3冷却水消耗异常的检查与判断：首先确定外部无泄漏，然后拔下机油尺，若观察机油量自行增多且呈乳白状，证明燃烧室与水道间串通或机体、缸盖间有沙眼；在不超过冷却水的沸点温度时，打开水箱盖并启动发动机，若能看到冷却水中有大量气泡冒出或有喷出水柱现象，可断定汽缸盖或汽缸垫损坏，气体在活塞的压缩行程串入水道，在进气行程中冷却水进入燃烧室，其大部分在排气过程被排除机体，但极少部分冷却水则在压缩行程中从活塞环间进入机油箱内，使机油呈乳白状。4冷却水循环量过小的检查与判断：在冷却水沸点温度以下打开水箱盖，并旋开放水开关，待水面低于水箱偏管上口后，从水箱盖处观察偏管苫布是否脏污过多而堵塞严重。此外可用合适的钢丝折一个弯钩从偏管内往下投试，若有阻力或不能投通，且拔出的钢丝上沾有很多的脏污，则需要解体水箱进行清除。在冷机状态下，拆下水箱的上水管，启动发动机，并使转速提高到2500r/min左右，从上水管口应有大量冷却水冒出，否则表明冷却水循环不良。然后装上上水管，加足冷却水，启动发动机运行一段时间后，用手分别触摸水泵、节温器两端部及水箱上下进出水管，如果感觉在某部位两端的温差过大，则表明该部位有故障。在夏季如检查节温器损坏，应急情况下，可拆掉节温器不用，若拆掉双向控制阀式节温器，必须同时堵住小循环胶管，否则仍会出现水温过高现象。同时注意：不允许长期不使用节温器，不然，在天气较冷时机器磨损将增加12倍，并有其它危害。由于各种原因，在加注冷却水时水泵内会进入空气，使水泵出水量大大减少，此时应将水箱盖或贮水罐打开，并使车身（发动机前部）出水管一边略顶高一些，以利于空气排出，然后启动发动机反复转换发动机转速，直至空气被排出，泵出的水量增加为止。5当冷却水温度超过临界线时，风扇电磁式离合器不结合或风扇不转，对此可短路试验感温开关：若风扇仍然不转，应首先确定线路熔丝是否良好，然后分析电磁离合器继电器、电动机是否损坏；若风扇立即转动，证明感温开关损坏，应急情况下可在驾驶室内附加一手动开关或直接短路感温开关。6节温器的检修：拆下节温器，将其吊在盛有热水的容器中加热，并测量水温按上述的要求进行检查、试验。节温器完全开启空隙应不小于大循环管口的横截面积，如过小则证明节温器损坏，必须更换。7对水泵叶轮的检查：先将冷却液放出，松开风扇皮带，拆下水泵散热器软管，将一铁丝端头折弯从出水管口插入水泵中拨动叶轮，然后转动水泵轴，如果能够转动，表明叶轮与轴间滑动，必须拆解修理；如果铁丝顶住水泵叶轮，使水泵轴不能够转动，表明叶轮并未滑动。8电磁风扇离合器常见的故障有：电刷与继电器接触不良、电磁线圈断路或短路、主动盘间隙过大、导向衬套内的螺栓卡住或摩擦衔铁环等。检查与判断这类故障的方法是：打开点火开关、短路温控开关，若电磁离合器结合（有咔哒声），表明温控开关有故障，反之为控制线路及电磁离合器有故障，然后用一根导线一端接入电源，另一端接电磁离合器接线点，若电磁离合器结合，表明线路中有故障，否则应对电磁离合器进行拆检。如故障无法及时排除，可在主、从动盘间焊接上3个点，并拆下电刷或温度开关接线，暂时改为无离合器式风扇以应急。9硅油风扇离合器故障的检查与判断方法是：首先观察离合器外部有无硅油泄漏；然后启动发动机，当水温上升至90时，将发动机转速逐渐增高到2500r/min以上，这时风扇噪声应明显增强，然后将发动机熄火，用手拨动风扇叶，感觉有阻力为正常，反之为离合器有故障。检查故障时，先把金属片末端从固定槽中撬出，然后反时针转动双金属弹簧，观察转轴应转动，直到转不动为止（不可强用力）。此时，双金属弹簧末端与固定槽间应有一定距离（如北京切诺基为13mm），试验后，再将双金属弹簧末端压入固定槽内。若转轴不能转动，则表明该离合器已损坏，如：阀片轴卡滞，阀片变形。4造成发动机温度过高的原因4.1发动机在使用时出现散热器加水口翻水导致温度过高    4.1.1 过热翻水现象：发动机温度过高，散热器内的防冻液沸腾，大量往外翻、喷气，稍不注意就会将人烫伤。原因：散热器缺少冷却液、散热不良、冷却系统部件失效等。4.1.2 堵塞翻水现象：冷却系统堵塞，防冻液循环不良，引起散热器翻水，堵塞不严重时，加油门不翻，收油门翻。原因：散热器堵塞，热车检查时可发现整个散热器温度差异很大，温度较低的区域说明内部已经堵塞。另外还有出水管变软，在发动机工作时被吸瘪也会产生堵塞翻水。4.1.3 气、水蹿通翻水现象：发动机气缸内的高压气体蹿入水道，发动机水道里的冷却介质在一个外加高压气体的作用下使经过进水管流入散热器上水室的水量急剧增加，引起散热器翻水。原因：1.气缸垫烧损、气缸盖螺丝松动，燃烧室内的高压气体通过密封不严的缝隙进入水道。2.缸盖裂纹。缸盖上有水道的地方出现裂纹，也容易使气体蹿入，发生翻水。3.湿式缸套与缸体座孔间隙配合不当。缸盖不坚固，引起缸套上下移动，气体通过缸套的缝隙蹿入水道，引起散热器翻水。4.1.4不冻液混入石油产品造成翻水添加不冻液时容器要干净，水箱不要有污垢，要清洗干净后才能加入。如果误将石油产品混入不冻液中，会使不冻液中的添加剂失效，并产生大量气泡，影响散热效能，严重时从水箱盖中溢出。4.1.5 不冻液添加过多造成翻水不冻液在使用过程中，由于不冻液膨胀较大，加注不冻液时只能加注水箱容积的90%，在散热器上端留出膨胀空间，否则加的过满，在温度过高时容易溢出。4.2其他导致发动机温度过高的原因1.风扇V带过松或折段2.风扇叶片变形或装反3.冷却溢不足4.百叶窗不能完全打开5.散热器部分堵塞机垢过多7.发动机水到局部堵死8.汽缸水到衬垫密封不严9.环境温度过高10.点火时间过迟11.混合气过稀12.部分火花塞工作不良13.顺风方向低速行车 5.发动机温度过高的危害若发动机冷却不够而温度过高，将会引起下列不良后果：气缸壁温度过高会破坏缸壁的润滑油膜降低润滑性能，加速机件的磨损。气缸中的活塞和活塞环因温度过高而膨胀破坏配合间隙，造成磨损阻力增加，严重时可能发生咬死现象。发动机运行温度过高，吸入可燃混合气热膨胀，进入发动机的混合气数量减少，导致发动机功率下降，还会引起爆震和早燃等现象，破坏发动机的正常工作。6.怎样防止发动机温度过高 时至夏季，一些时令性故障又将在汽车上逐渐体现。其中，最让车主们烦恼的莫过于发动机温度过高了。发动机温度过高，会产生以下后果：    (1)进气膨胀较大，气缸进气量减少，发动机充气效率降低。    (2)机件膨胀较大，造成相互运动的机件间配合间隙减小。同时，润滑油变稀，润滑情况变坏。这些都将加剧运动机件的磨损。    为了防止夏季冷却液温度过高，在用车过程中，应该注意如下几个方面：    (1)正确使用封闭式冷却系    现代汽车发动机都采用封闭式冷却系，散热器盖是密封的，并增添了一个膨胀水箱。发动机工作时，冷却液蒸气进入膨胀水箱内，冷却后又流回散热器，可防止冷却液大量蒸发损失，并可提高冷却液的沸点温度。该冷却系应使用具有防腐蚀、防沸、防冻和防水垢的优质冷却液，并且在使用中必须保证密封，才能收到效果。    (2)保持冷却系外部和内部清洁    这一点是提高散热效能的重要条件之一。散热器外部沾有泥土、油污或散热片因碰撞变形时，均会影响风的通过，散热器散热效果变差，造成冷却液温度过高。因此散热器出现这种情况应及时清洗或者修整。另外，冷却系内积有水垢、泥砂或油污时，都会影响冷却液的传热。加注劣质冷却液或水，将会造成冷却系积垢增多，而水垢的传热能力只有金属的几十分之一，从而冷却效果变差。所以冷却系中应加注优质的冷却液。    (3)保持冷却液量充足当发动机处于冷态时，冷却液液面应该位于膨胀水箱的最高和最低标志之间(图 1)口如果液面低于膨胀水箱的最低标志时，应及时添加。注意，膨胀水箱内的冷却液不能注满，应该留有膨胀余地。    (4)保持风扇胶带张紧力适度    风扇胶带过松，使水泵转速过低，影响冷却液的循环，并会加速胶带的磨损。但胶带过紧，又会使水泵轴承磨损。另外，胶带上不能沾有油污。因此，应定期检查调整风扇胶带的张紧力。检查时，用拇指按压胶带中部，如图 2所示，约98N的力。如果胶带挠度约为10-15mm，表明风扇胶带张紧力合适。否则，应给予调整。调整时，可以移动发电机定位螺栓位置，来改变胶带张紧力，如图 3所示。如果更换新的风扇胶带，检测张紧力时，胶带挠度约为8-10mm合适。(5)避免发动机在大负荷工作时间过长发动机负荷很大时，会引起冷却液温度过高。例如有些功率小的车，车主为了多拉快跑而加大油门，有些车在夏季使空调长时间运转等，都容易造成发动机“开锅”现象。因此，汽车需要大功率运行(如爬坡)时，为防止发动机温度过高，应及时换入低速挡，以造当减轻发动机负荷。     结 论发动机温度过高会引起气缸壁过热，破坏缸壁上的润滑油油膜，降低润滑性能，加速机件磨损；混合气受热膨胀，进入发动机的的混合气量减少，使发动机功率降低，并引起早燃和突爆。发动机温度过高时，首先应注意检查水箱水位，及时添加冷却水。在行驶过程中，发动机突然过热，原因是冷却系严重缺水。夏季行车冷却水沸腾时，应当选择适当地点停车，发动机怠速运转数分钟后，再加入冷却水。当发动机冷却系容量符合标准且无漏水，但在行驶过程中水温却超过90度直到沸腾，应打开百叶窗，检查节温器，因为在行驶过程中，节温器损坏，会引起发动机温度过高(节温器是一个感温构件，当水箱的水温达到80度左右，它才自动开启，到90度以上则完全打开，使水流经水箱循环降温)。发动机温度过高还与水箱风扇工作等因素有关，因为风扇皮带的松紧直接影响风扇的转速，从而影响散热效果(检查风扇皮带松紧度的正确方法是，用拇指以约4公斤的压力按下皮带，其挠度一般为10一15厘米)。谢 辞时间过的很快，两年的大学生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实。感谢我的母校龙江旅游职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。感谢我的辅导员：王传博老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助，表示衷心感谢！祝王老师工作顺利，桃李满天下！ 谢我的论文导师，吕福亭老师，吕老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助，在此我向他们表示我衷心地感谢！最后，祝母校蒸蒸日上！祝所有老师工作顺利！参考文献1 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京：高等教育出版社，20042 李东江.现代汽车电子控制技术.北京:科学技术文献出版社,20053 周云山.汽车电控系统理论与设计.北京:北京理工大学出版社,20014 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,20035 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001