汽车发动机水温过高的故障分析与检修

引言

很多车友在平常车辆维护保养时,由于缺乏汽车养护知识,大多数只进行机油机滤的更换,而忽略了汽车发动机最容易出现故障的地方一冷却系统。汽车发动机的正常工作温度一般是80~90℃,一旦超出了这个温度区间,就是冷却系统出了问题,通常我们把这种情况称为"冷却系统温度过高"。如果冷却系统水温过高,会对汽车的正常运行造成很严重的危害:(1)发动机机体组各个摩擦表面热膨胀过大,造成各运动件之间间隙过小,出现拉缸、粘缸、抱轴等情况:(2)发动机上的橡胶件提前老化或直接报废:(3)发动机水温过高会造成发动机进气阻力加大,缸内形成较浓的混合气,使空气与雾化的燃料无法充分燃烧,动力下降,油耗上升,同时增加了有害物质的排放,造成大气污染。

1发动机冷却系统的作用及工作原理

1.1发动机冷却系统的作用

发动机冷却系统的功能是使运行中的发动机得到合适的冷却,并维持在最合适的温度下工作。

在发动机运行期间,发动机燃烧室内瞬时最高温度可以达到2800K,换算成摄氏度为2526.85℃(热力学温度T与摄氏温度t的关系是T=t＋273.15)。因此,与高温燃气相接触的发动机各个部件受到强烈的加热,发动机内各部件在高温的作用下容易发生膨胀变形,导致发动机内部各个零部件的装配间隙变小,加剧各个零部件间的磨损。在这种情况下,各个零部件若得不到适当的冷却,发动机将会过热甚至发生拉缸抱轴的情况。但冷却过度也是有害的,过度冷却会造成发动机长时间在较低的工作温度下工作,发动机冷却液温度传感器传送给发动机控制单元的电压偏低,发动机控制单元加大喷油器的喷油脉宽,以暖机工况进行喷油,此时氧传感器不工作,这就会造成发动机工作不良、功率下降、燃油消耗增加、尾气排放超标等现象。发动机冷却系统既要阻止发动机温度过高,同时也要防止发动机温度过低。

1.2水冷却系统主要零件组成与工作原理

汽车发动机水冷却系统具有冷却可靠、布局紧凑等优点,其由水泵、节温器、散热器、冷却液、水套、水管、温度控制器等组成。近几年上市的轿车中,发动机冷却系统均采用了新技术,例如电子节温器、电子水泵等。它们替代了传统冷却系统中的部件,提高了冷却效率,降低了发动机油耗。在这里我们重点介绍一下电子式节温器的工作原理。

电子式节温器安装在发动机气缸盖后出水口处,其主要由壳体、节温器、执行加热器等组成。工作原理是当发动机水温达到70℃以上时,发动机的冷却液温度传感器将电压信号传送给发动机控制单元,控制单元给电子节温器加热执行部件提供电压,加热节温器中的石蜡使其最快速度融化,石蜡逐渐变成液态,其体积膨胀,迫使胶管收缩,而对推杆锥状端头施加向上的推力,打开主阀门,关闭副阀门。此时,发动机冷却系统处于大循环状态。电子节温器的优点在于能够快速地使节温器打开,将发动机的热量带走:缺点是当发动机水温传感器信号出现偏差将会导致节温器提前开启或延迟开启,造成发动机暖机时间延长、油耗偏高或发动机水温偏高(导致开锅)等情况发生。

传统的水冷系统是由水泵在发动机曲轴皮带轮通过皮带的驱动下产生旋转的动能,将冷却系统中的冷却液加压循环的。加压后的冷却液通过发动机气缸体水道到达气缸盖水道,将发动机在工作中产生的热量带走。通过水管流入散热器,通过风扇高速的旋转对散热器内高温的冷却液进行散热,冷却后的冷却液通过水管回到发动机气缸水套内。往复循环,既保证了发动机在高速高温情况下的冷却,又保证了发动机能在适宜的温度(86~98℃)下工作。

2冷却系统故障案例分析

现以一辆雪佛兰牌科鲁兹轿车发动机冷却系统出现故障为例,对汽车冷却系统可能出现的故障进行分析研究。

2.1故障现象

雪佛兰牌科鲁兹汽车已经行驶5.6万km,在驾驶途中发现发动机冷却液温度过高、水温报警灯常亮。

2.2故障车辆基本情况

品牌型号:雪佛兰科鲁兹:

号牌号码:冀Gxxxxx:

整车型号:sGM7166ATC:

发动机号:LDE:

车辆识别代号:LsGPC52U4EF034678:

车辆初次登记日期:2014年5月14日:

行驶公里数:4万km。

2.3故障分析

根据故障现象初步判断应是发动机冷却系统出现故障,故障原因可能是冷却液液位不足、水泵损害、散热水箱及管路漏液、节温器卡滞、散热风扇不工作等原因,经过检查,水泵、散热水箱等都已排除,初步将故障点锁定在电子节温器上面。

2.4故障检查

雪佛兰科鲁兹轿车采用较为先进的电子节温器,其工作原理是:发动机启动后,水温达到70℃以上时,发动机控制模块根据发动机负荷、发动机转速、车速、进气温度、冷却液温度等信号进行数据分析,然后控制单元给电子节温器加热执行元件提供一个12V的供电电压,使石蜡以最快速度融化,电子节温器周围的冷却液温度迅速升高,石蜡逐渐变成液态,其体积膨胀,迫使胶管收缩,而对推杆锥状端头施加向上的推力,打开主阀门,关闭副阀门。此时,发动机冷却系统处于大循环状态。即使在冷启动工况下,电子节温器也能够打开,电子节温器对冷却液温度的控制范围为85~107℃。如果冷却液温度超过115℃,那么电子节温器将一直保持开启状态,也就是发动机冷却系统大循环状态。

电子式节温器结构与蜡式节温器基本相同,其不同点在于机械式节温器中的加热部件是依靠发动机燃烧产生的热量进行加热的,而电子节温器是依靠发动机控制单元对电子节温器中的加热元件直接供电加热的,一般情况下电子节温器出现故障,仪表盘上会出现故障指示灯,同时发动机控制单元都会有故障码出现并记录,包括DTCP0597、DTCP0598、DTCP0599这三个故障码。检查方法如下:关闭发动机,打开点火开关2挡,使用发动机解码仪金德KT600进入发动机系统中,选择02故障代码查询功能,调取故障码。出现DTCP0597、DTCP0598、DTCP0599这三种故障代码说明电子节温器出现了故障。节温器加热电路中对应的故障码总表如表1所示。

根据故障代码去找相应的电路进行检查,如果线路没有发现故障,则说明电子节温器加热器损坏,进行更换即可。

发动机冷却系统中的电子节温器在设置上具有机械故障防护功能,当电子节温器出现故障时,机械节温器会在大约105℃的时候打开。当温度降到97℃时机械式节温器闭合,以保证发动机能够正常运转。

3结语

随着机动车的保有量逐年上升,个人家用轿车所占比例逐年提高,汽车日常的保养和维护成为了广大车主的必修课,其中汽车冷却系统作为使用最频繁的一个部分,在日常保养维护中却常常被忽视。本文简要介绍了发动机冷却系统的作用及工作原理,分析了一个实际的故障案例一雪佛兰科鲁兹轿车出现发动机水温过高的故障。通过对这个故障案例的分析,对冷却系统容易导致该故障的部件进行了分析检查,同时介绍了发动机水温过高故障后车辆出现的异常现象和故障检测方法。