引言

很多車友在平常車輛維護保養(yǎng)時,由于缺乏汽車養(yǎng)護知識,大多數(shù)只進行機油機濾的更換,而忽略了汽車發(fā)動機最容易出現(xiàn)故障的地方一冷卻系統(tǒng)。汽車發(fā)動機的正常工作溫度一般是80~90℃,一旦超出了這個溫度區(qū)間,就是冷卻系統(tǒng)出了問題,通常我們把這種情況稱為"冷卻系統(tǒng)溫度過高"。如果冷卻系統(tǒng)水溫過高,會對汽車的正常運行造成很嚴重的危害:(1)發(fā)動機機體組各個摩擦表面熱膨脹過大,造成各運動件之間間隙過小,出現(xiàn)拉缸、粘缸、抱軸等情況:(2)發(fā)動機上的橡膠件提前老化或直接報廢:(3)發(fā)動機水溫過高會造成發(fā)動機進氣阻力加大,缸內(nèi)形成較濃的混合氣,使空氣與霧化的燃料無法充分燃燒,動力下降,油耗上升,同時增加了有害物質(zhì)的排放,造成大氣污染。

1發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的作用及工作原理

1.1發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的作用

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的功能是使運行中的發(fā)動機得到合適的冷卻,并維持在最合適的溫度下工作。

在發(fā)動機運行期間,發(fā)動機燃燒室內(nèi)瞬時最高溫度可以達到2800K,換算成攝氏度為2526.85℃(熱力學溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系是T=t＋273.15)。因此,與高溫燃氣相接觸的發(fā)動機各個部件受到強烈的加熱,發(fā)動機內(nèi)各部件在高溫的作用下容易發(fā)生膨脹變形,導致發(fā)動機內(nèi)部各個零部件的裝配間隙變小,加劇各個零部件間的磨損。在這種情況下,各個零部件若得不到適當?shù)睦鋮s,發(fā)動機將會過熱甚至發(fā)生拉缸抱軸的情況。但冷卻過度也是有害的,過度冷卻會造成發(fā)動機長時間在較低的工作溫度下工作,發(fā)動機冷卻液溫度傳感器傳送給發(fā)動機控制單元的電壓偏低,發(fā)動機控制單元加大噴油器的噴油脈寬,以暖機工況進行噴油,此時氧傳感器不工作,這就會造成發(fā)動機工作不良、功率下降、燃油消耗增加、尾氣排放超標等現(xiàn)象。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)既要阻止發(fā)動機溫度過高,同時也要防止發(fā)動機溫度過低。

1.2水冷卻系統(tǒng)主要零件組成與工作原理

汽車發(fā)動機水冷卻系統(tǒng)具有冷卻可靠、布局緊湊等優(yōu)點,其由水泵、節(jié)溫器、散熱器、冷卻液、水套、水管、溫度控制器等組成。近幾年上市的轎車中,發(fā)動機冷卻系統(tǒng)均采用了新技術(shù),例如電子節(jié)溫器、電子水泵等。它們替代了傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)中的部件,提高了冷卻效率,降低了發(fā)動機油耗。在這里我們重點介紹一下電子式節(jié)溫器的工作原理。

電子式節(jié)溫器安裝在發(fā)動機氣缸蓋后出水口處,其主要由殼體、節(jié)溫器、執(zhí)行加熱器等組成。工作原理是當發(fā)動機水溫達到70℃以上時,發(fā)動機的冷卻液溫度傳感器將電壓信號傳送給發(fā)動機控制單元,控制單元給電子節(jié)溫器加熱執(zhí)行部件提供電壓,加熱節(jié)溫器中的石蠟使其最快速度融化,石蠟逐漸變成液態(tài),其體積膨脹,迫使膠管收縮,而對推桿錐狀端頭施加向上的推力,打開主閥門,關(guān)閉副閥門。此時,發(fā)動機冷卻系統(tǒng)處于大循環(huán)狀態(tài)。電子節(jié)溫器的優(yōu)點在于能夠快速地使節(jié)溫器打開,將發(fā)動機的熱量帶走:缺點是當發(fā)動機水溫傳感器信號出現(xiàn)偏差將會導致節(jié)溫器提前開啟或延遲開啟,造成發(fā)動機暖機時間延長、油耗偏高或發(fā)動機水溫偏高(導致開鍋)等情況發(fā)生。

傳統(tǒng)的水冷系統(tǒng)是由水泵在發(fā)動機曲軸皮帶輪通過皮帶的驅(qū)動下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的動能,將冷卻系統(tǒng)中的冷卻液加壓循環(huán)的。加壓后的冷卻液通過發(fā)動機氣缸體水道到達氣缸蓋水道,將發(fā)動機在工作中產(chǎn)生的熱量帶走。通過水管流入散熱器,通過風扇高速的旋轉(zhuǎn)對散熱器內(nèi)高溫的冷卻液進行散熱,冷卻后的冷卻液通過水管回到發(fā)動機氣缸水套內(nèi)。往復循環(huán),既保證了發(fā)動機在高速高溫情況下的冷卻,又保證了發(fā)動機能在適宜的溫度(86~98℃)下工作。

2冷卻系統(tǒng)故障案例分析

現(xiàn)以一輛雪佛蘭牌科魯茲轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障為例,對汽車冷卻系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進行分析研究。

2.1故障現(xiàn)象

雪佛蘭牌科魯茲汽車已經(jīng)行駛5.6萬km,在駕駛途中發(fā)現(xiàn)發(fā)動機冷卻液溫度過高、水溫報警燈常亮。

2.2故障車輛基本情況

品牌型號:雪佛蘭科魯茲:

號牌號碼:冀Gxxxxx:

整車型號:sGM7166ATC:

發(fā)動機號:LDE:

車輛識別代號:LsGPC52U4EF034678:

車輛初次登記日期:2014年5月14日:

行駛公里數(shù):4萬km。

2.3故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象初步判斷應是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障,故障原因可能是冷卻液液位不足、水泵損害、散熱水箱及管路漏液、節(jié)溫器卡滯、散熱風扇不工作等原因,經(jīng)過檢查,水泵、散熱水箱等都已排除,初步將故障點鎖定在電子節(jié)溫器上面。

2.4故障檢查

雪佛蘭科魯茲轎車采用較為先進的電子節(jié)溫器,其工作原理是:發(fā)動機啟動后,水溫達到70℃以上時,發(fā)動機控制模塊根據(jù)發(fā)動機負荷、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、進氣溫度、冷卻液溫度等信號進行數(shù)據(jù)分析,然后控制單元給電子節(jié)溫器加熱執(zhí)行元件提供一個12V的供電電壓,使石蠟以最快速度融化,電子節(jié)溫器周圍的冷卻液溫度迅速升高,石蠟逐漸變成液態(tài),其體積膨脹,迫使膠管收縮,而對推桿錐狀端頭施加向上的推力,打開主閥門,關(guān)閉副閥門。此時,發(fā)動機冷卻系統(tǒng)處于大循環(huán)狀態(tài)。即使在冷啟動工況下,電子節(jié)溫器也能夠打開,電子節(jié)溫器對冷卻液溫度的控制范圍為85~107℃。如果冷卻液溫度超過115℃,那么電子節(jié)溫器將一直保持開啟狀態(tài),也就是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)大循環(huán)狀態(tài)。

電子式節(jié)溫器結(jié)構(gòu)與蠟式節(jié)溫器基本相同,其不同點在于機械式節(jié)溫器中的加熱部件是依靠發(fā)動機燃燒產(chǎn)生的熱量進行加熱的,而電子節(jié)溫器是依靠發(fā)動機控制單元對電子節(jié)溫器中的加熱元件直接供電加熱的,一般情況下電子節(jié)溫器出現(xiàn)故障,儀表盤上會出現(xiàn)故障指示燈,同時發(fā)動機控制單元都會有故障碼出現(xiàn)并記錄,包括DTCP0597、DTCP0598、DTCP0599這三個故障碼。檢查方法如下:關(guān)閉發(fā)動機,打開點火開關(guān)2擋,使用發(fā)動機解碼儀金德KT600進入發(fā)動機系統(tǒng)中,選擇02故障代碼查詢功能,調(diào)取故障碼。出現(xiàn)DTCP0597、DTCP0598、DTCP0599這三種故障代碼說明電子節(jié)溫器出現(xiàn)了故障。節(jié)溫器加熱電路中對應的故障碼總表如表1所示。

根據(jù)故障代碼去找相應的電路進行檢查,如果線路沒有發(fā)現(xiàn)故障,則說明電子節(jié)溫器加熱器損壞,進行更換即可。

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的電子節(jié)溫器在設置上具有機械故障防護功能,當電子節(jié)溫器出現(xiàn)故障時,機械節(jié)溫器會在大約105℃的時候打開。當溫度降到97℃時機械式節(jié)溫器閉合,以保證發(fā)動機能夠正常運轉(zhuǎn)。

3結(jié)語

隨著機動車的保有量逐年上升,個人家用轎車所占比例逐年提高,汽車日常的保養(yǎng)和維護成為了廣大車主的必修課,其中汽車冷卻系統(tǒng)作為使用最頻繁的一個部分,在日常保養(yǎng)維護中卻常常被忽視。本文簡要介紹了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的作用及工作原理,分析了一個實際的故障案例一雪佛蘭科魯茲轎車出現(xiàn)發(fā)動機水溫過高的故障。通過對這個故障案例的分析,對冷卻系統(tǒng)容易導致該故障的部件進行了分析檢查,同時介紹了發(fā)動機水溫過高故障后車輛出現(xiàn)的異常現(xiàn)象和故障檢測方法。