发动机温度过高的分析和排除

·1·发动机温度过高的分析和排除陈益升汽车工程系装配1001班410002【摘要】：发动机温度过高的原因绝大部分出自冷却系统，本文主要论述了冷却系统的功用、组成与工作原理，并给出了发动机温度过高对发动机的影响、过热的原因以及能够对冷却系统主要零件进行正确的检查与维修，并举例分析冷却系统常见故障。以便预防发动机温度过高的发生或减小其发生概率。【关键词】：发动机冷却系统、冷却系故障检测、维修、冷却系维护1冷却液温度传感器冷却液温度传感器，安装在缸盖的冷却液接头上，将当前冷却液温度信号传送给发动机控制单元。发动机控制单元利用冷却液温度传感器信号，计算点火提前角，修正喷射时间，怠速调节，发动机冷却等。此信号也被ECU通过CAN线发送给仪表IPC进行水温表的指示。2冷却系统如图1为发动机冷却系统循环路线图，冷启动后迅速升温，尽快达到发动机正常的工作温度，并对在高温条件下工作的发动机零部件进行冷却，防止发动机工作温度过热或过冷，减少发动机负荷，提高部件使用寿命，保证发动机在最适宜的温度范围内工作，减少污染物排放和耗油量，这就是发动机冷却系统的工作。图1冷却系统循环路线发动机内部进行能量转化时必然会随之产生热量。这种热能经摩擦、燃烧和压缩产生，必须通过设计合理的冷却系统进行相应控制。其冷却方式分为：、风冷却：通过大量气流流过装有散热片的大面积表面使部件直接散热。、通过中间介质进行冷却，例如水冷。由于水的比热较高而且能够在材料与冷却介质之间进行有效导热，因此将其·2·作为首选。水冷式一般由节温器、风扇、散热器、水泵等组成。水循环冷却在一个封闭的循环回路内进行（如图1所示），该循环回路内可添加防腐剂和防冻剂。冷却液通过一个泵在发动机和水散热器内进行循环。行驶中的风和辅助风扇为水散热器输送冷空气。一个节温器可以使冷却液从水散热器旁流过，从而调节冷却液温度。2.1节温器传统节温器只能通过冷却液温度确定是否调节发动机温度。这种调节方式可分为三个运行范围：（1）节温器关闭：冷却液仅在发动机内循环，冷却循环回路封闭。（2）节温器完全开启：全部冷却液流经冷却液散热器，从而利用最大冷却能力。（3）节温器部分开启：节温器中的蜡制元件在周围冷却液温度的作用下会部分熔化或完全熔化，从而使部分冷却液从冷却液散热器流过，另一部分冷却液从散热器旁的一个“短路旁通”流过，这样可以避免在冷却液温度很低时继续冷却，并确保在温度很高时提供最大冷却能力。2.2液压系统由于车载网络提供的电功率有限，因此设计针对所需液压功率的冷却液泵时选择了可以确保效率较高电动冷却液泵的转速。为了在效率较高的同时显著改善耐气蚀性，在此叶轮上采用了非常复杂的3D叶片结构。2.3管道密封式电机根据使用寿命较长、结构体积较小、重量较轻且符合湿转子原理的要求，电动冷却液泵需采用“无电刷电机”方案，因此选择了EC电机。这种电机工作原理可以通过使用功率密度较高的磁铁达到较高效率。2.4电子装置电动冷却液泵通过一个集成在泵内的专用电子装置进行调节。3、发动机过热的故障现象和原因·3·3.1主要原因分析汽车水温过高的原因很多，多数是由于水管渗水，冷却水不足引起，常见的有：风扇皮带断裂、水箱或水管漏水、节温器故障、机油泄漏等。如果车子在行驶中发动机动力消失或是转出剧烈的爆震、敲缸等声音，大多是因为发动机过热。具体的原因如下：(1)冷却风扇不转。冷却风扇可能由温控开关控制;也可能由水温传感器控制。(2)冷却介质不足。主要有下面几种原因：①防冻液：高档车要求一年四季都要加注防冻液;②水或蒸馏水：临时代用;③水箱盖漏水。(3)节温器损坏。主要有下面几种原因：①如想拆掉节温器，此时应把小循环堵上，这样可以保证冷却液全部由水箱散热;②装新节温器时应注意有过水孔，如桑塔纳就没有过水孔，此时应用6mm钻头钻一个孔。一个作用是做标记用;另一个作用是车子在升温过程中，节温器两边产生温差，使节温器随水温准确地打开。(4)水箱堵塞。主要有下面几种原因：①外部堵塞应用水或气将脏物除掉;②内部堵塞会影响冷却液的循环，同时会产生压力，这时会有两种结果，一种是水箱漏水，另一种是在高速行驶时水温特别高。(5)水泵故障。主要有下面几种原因：①叶轮打滑或卡死导致正时皮带断掉;②叶轮变形。(6)汽缸损蚀。主要有下面几种原因：①燃烧室与水道冲，这时会从排水管排水或排白烟，造成水箱经常性缺水;②水道与油道冲(机油有水呈白色);③水道与水道冲，造成缸体散热不良，尤其在高速时影响更大;④水道堵。(7)点火正时不正确(用正时灯校正)以及油压过高。3.2故障排除方法面对发动机过热首先可以从外部直接观察，还可用打气的方法来检查漏水部位。散热器漏水部位可用锡焊修补，若非上述原因，应进一步检查发动机壳体是·4·否有裂纹，最后检查散热器盖的排气阀是否失效，如失效应更换。若非冷却水泄漏问题，则应分两种情况对故障进行分析排除。3.2.1突然性水温过高故障排除首先检查散热器是否过热，如果散热器温度过高，说明气缸垫冲坏，此时注意检查机体上平面与缸盖结合面是否严重翘曲变形，若变形应及时修理。如散热器温度不高，则说明冷却水循环不良，应检查电子风扇是否损坏。若正常，再检查散热器出水管是否被吸瘪。内孔有无脱层堵塞，查明原因予以排除。若非上述原因则应检测冷却液泵，再认真检查节温器。故障表象：一辆2006年产宝马E60520i轿车，搭载M54型6缸发动机，行驶里程16.6万km。用户反映，车辆行驶中仪表上的冷却液温度警告灯突然点亮，中央显示屏出现冷却液温度过高的信息提示。排除故障步骤：首先连接故障诊断仪进行整车检测，没有发现发动机温度过高的故障。冷却液液面也在正常范围内，使车辆原地怠速工作约1h，并没有出现用户反映的故障现象，观察冷却液温度数据也正常，打开前机盖可看到风扇电机偶尔低速运转。进行路试，中高速行驶了几十公里也没有出现温度报警。于是维修人员根据经验建议用户更换节温器、水泵以及冷却液，但查询该车的维修记录时发现几个月前更换过特性曲线式节温器，于是维修人员便更换了水泵和冷却液。第二天，用户投诉温度过高报警的问题没有解决。维修人员再检测发现了故障出现的一些规律：故障在城市路况出现的频率较高，一般行驶一段距离后停车时出现的次数较多，正常行驶中出现的次数很少。于是维修人员连接上故障诊断仪进行路试，以便在故障出现时捕捉到一些关键数据。以40～60km/h的车速进行走走停停的路试，并刻意提高发动机的转速，路试约半小时后，观察到诊断仪中的数据图3出现了一些异常，散热器出口的冷却液温度突然快速下降，但发动机冷却液温度却快速升高，基本达到了报警的临界点（发动机冷却液温度达到或超过115℃，发动机控制单元执行报警提示）。于是立即停车，车还没有完全停稳仪表中的冷却液温度警告灯便被点亮，中央显示屏出现了温度过高的信息提示。观察此时的冷却液温度继续快速变化，发动机冷却液温度达到117℃，散热器出口的冷却液温度快速回升到76.5℃，但是仪表和显示屏中的报警很快又·5·自然消失了，冷却液温度的数据也随即恢复了正常。说明节温器的开启时间滞后。节温器并不是完全不能打开，否则就会持续高温，就会存储相关故障记录。但该车不久前刚更换了节温器，而且故障只在特定工况下才容易出现，这就值得深思了。传统的蜡式节温器受控于冷却液温度，节温器关闭时实现冷却液小循环，节温器打开时实现冷却液大循环，而该款宝马520i采用的是特性曲线式节温器，节温器安装在发动机的冷却液入口处，即散热器的出水口，发动机冷却液温度传感器安装在发动机的冷却液出口处，即散热器的入口处。节温器内部安装了加热元件，发动机控制单元根据储存的特性曲线和实际运行状况来控制加热元件，特性曲线参数包括发动机转速、进气温度以及冷却液温度等。通过这种智能型的控制方式，可以使发动机始终保持在最适宜的温度。另外，如果发动机控制单元参考了其他参数进行控制干预时，节温器将可以在较低的冷却液温度下打开（80～103℃）冷却液温度达到110℃时，节温器无需进行其他控制干预将开始打开；如果冷却液温度超过115℃，发动机控制单元将直接激活节温器的加热元件，仪表和中央显示屏出现温度过高警告。由此对诊断仪中的数据进行分析，发动机冷却液温度114.75℃，散热器出口的冷却液温度51℃，此时节温器应该打开但实际上并没有打开。当发动机冷却液温度升高到117℃，节温器才开始打开，但此时已经达到高温报警限值。一旦节温器开始打开，冷却液开始大循环，散热器出口的冷却液温度上升达到76.5℃，而发动机冷却液温度降下降到高温报警限值以内，温度过高的警告解除。根据上面的分析，更换节温器后再次路试，故障再未出现。3.2.2不是突然出现温度过高故障排除对于不是突然出现温度过高的现象，应提高发动机转速观察加水口是否翻水，同时注意是大量还是少量翻水。如大量翻水，且散热器温度不均，则说明有些冷却管被堵。当加水口少量翻水且发动机温度前低后高时，则表明分水管已损坏或堵塞，应及时更换。若非上述原因，可能是冷却系水垢过多，水道不畅。如加水口处不翻水，则应对冷却系外表及发动机机械部分进行认真检查分析。首先应检查百叶窗是否关闭或开度不足风扇转动是否正常，若一切正常，而发动机仍过热，则应检查风扇风量。如风量不足，应调整风扇叶片的角度。并将叶片头适当折弯或变换风扇叶片。若非上述原因，再检查冷却液泵。·6·除却发动机冷却系正常机械故障外，还存在一种人为因素。故障表象：一台2011年生产的宝骏630，搭载L2B型四缸发动机，行驶20000公里，用户反应，车子开动十分钟后，车子亮水温灯。故障排除步骤：首先连接故障诊断仪进行整车检测，没有发现发动机温度过高的故障。冷却液液面也在正常范围内，原地发车十分钟后，开始亮水温灯，然后打开引擎盖，发现风扇在低速旋转，风量不够，于是换个风扇。车子还没开出4S店二十分钟，就回来，反应故障依旧存在，于是按照上述，检查发动机冷却系，发现无异常，最后发现风扇装反了，重新安装后，故障再未出现。4汽车水温过高的危害水温过高俗称“开锅”。“开锅”会导致汽缸盖、汽缸体变形甚至损坏。夏天气温高，水箱散热变得困难，发动机水温都会有不同程度的上升，胶管也更易软化出现冷却水渗漏，因此，行车途中水温过高甚至开锅就变得常见。正常的发动机水温应该恒定在85-95摄氏度之间，水温过低时燃油进入气缸不能很好雾化，动力性和经济并不好，且低温时各机件间的配合间隙也过大，噪音振动都会大些。而水温过高时机油粘度会变稀，润滑强度下降，同时活塞、气门等高速运动件更容易变形，造成发动机无力。严重时，膨胀变形的活塞会拉伤缸气缸、曲轴轴瓦溶变而抱死曲轴等，后果不堪设想。因此如水温表指针接近红区，或者水温警告灯亮起，应该立即靠边停车、熄火检查。5、结论只有在最适宜的温度下才能保证发动机最大的工作效率。随着发动机冷却系统的智能化，汽车冷却系统对汽车来说也是越来越重要的，对于提高发动机效率，冷却系统起着至关重要的作用遇到发动机温度过热、冷却系统出现的故障也越来越多，遇到故障须层层剖析，逐一去伪存真，才能真正找到其成因。在冷却系正常情况下，发动机仍过热，则应考虑使用方面的原因。同时我们在日常的维护工作中，应该注意到相应的防范措施，这样发动机过热故障就不易发生，提高了发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶。·7·参考文献[1]《实用汽车技术合刊》.汽车时尚报社四川省老科协智联(汽车)分会.2004年04期[2]《BMW售后服务培训-产品信息》.BMW集团,慕尼黑,德国.2005年[3]《SBTBMW售后服务技术》[4]《宝骏630售后服务技术》[5]《宝骏630学员手册》[6]仇雅莉、钱锦武：《汽车发动机构造与维修》.机械工业出版社.2008.6