歐劉勇
(南通工貿(mào)技師學(xué)院,江蘇 南通 226001)
隨著廣大老百姓生活水平的提高,汽車逐漸成為大部分家庭的代步工具,但很多車主對汽車相關(guān)知識(shí)不夠了解,當(dāng)汽車出現(xiàn)故障時(shí),就只能通過維修人員來處理。其中汽車在高速行駛時(shí)水溫過高是最為常見的問題,維修人員可以通過排除法來分析和判定故障原因,將這類故障有效解決。
2016年,在維修工作中接修一臺(tái)凱越汽車,該車行駛歷程已達(dá)到9.5萬多公里,出廠日期在2011年4月份。車主進(jìn)廠報(bào)修時(shí)反映,該車在高速行駛時(shí)存在水溫過高問題,水溫顯示儀指針靠近紅線部位,之前曾在一家維修廠修理過,但沒有將問題解決掉。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通常都采用強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng),也就是通過水泵將冷卻液壓力有效提高,以促進(jìn)冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由散熱器、水泵、節(jié)溫器以及其他相關(guān)裝置共同組成(見圖 1)。水泵作為冷卻系統(tǒng)的一個(gè)零部件,其實(shí)在整個(gè)系統(tǒng)中發(fā)揮了十分重要的作用,主要體現(xiàn)在系統(tǒng)利用水泵對冷卻水加壓,以促使其在冷卻系統(tǒng)內(nèi)部不斷循環(huán),以達(dá)到冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。節(jié)溫器是對冷卻液流動(dòng)路徑進(jìn)行有效控制的閥門裝置。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí),冷卻液的溫度相對較低,此時(shí)利用節(jié)溫器關(guān)閉冷卻液流向散熱器的通道,讓冷卻液通過水泵入口流入氣缸蓋水套或機(jī)體,從而迅速提升冷卻液溫度,使其進(jìn)入小循環(huán)狀態(tài)[1]。等到冷卻液達(dá)到規(guī)定溫度時(shí),開啟節(jié)溫器閥門,冷卻液通過節(jié)溫器閥門與散熱器,在從水泵流回到發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)入大循環(huán)狀態(tài)。
汽車在正常行駛過程中,其發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中冷卻液溫度通常在80℃到90℃之間,部分汽車正常情況下冷卻溫度達(dá)到 110℃。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中氣缸內(nèi)部溫度可以達(dá)到2500℃的高溫,如果不能在有效時(shí)間內(nèi)對其采取冷卻措施就會(huì)導(dǎo)致水溫升高現(xiàn)象的出現(xiàn)。而如果冷卻液溫度比設(shè)計(jì)溫度相對要高,就會(huì)導(dǎo)致零部件受高溫影響而發(fā)生膨脹變大,對正常配合間隙造成影響,進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)活塞拉缸、爆缸等問題出現(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境進(jìn)一步惡化,將出現(xiàn)爆震問題,同時(shí)在一定程度上降低零部件的機(jī)械強(qiáng)度,潤滑不理想而加大零部件的磨損程度。冷卻液溫度過高或過低都會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,導(dǎo)致其油耗升高,而功率相對下降。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度比設(shè)計(jì)溫度要低的話,就會(huì)導(dǎo)致著火燃燒條件更加惡劣,從而使其啟動(dòng)難度加大,工作變得相對粗暴,并且碳化物排放量大幅度增加。最終會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率,增加油耗,所以必須要讓發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)保證相應(yīng)的溫度。
圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
汽車水溫過高是其日常維修中最為常見的故障之一,冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的水流把發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走并釋放到空氣中,如果該系統(tǒng)散熱容量出現(xiàn)減少現(xiàn)象或發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱量過多,就會(huì)造成水溫過高,該問題出現(xiàn)的主要原因有以下幾個(gè)方面:
第一點(diǎn),冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻液不足,散熱容量較小,造成水溫過高。第二點(diǎn),散熱器水管不暢通,內(nèi)部水流動(dòng)較遲緩,熱量交換受到影響,同時(shí)散熱器散熱容量變小,很難及時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)熱量釋放到到空氣中,進(jìn)而造成水溫過高。第三,冷卻系統(tǒng)內(nèi)部有水垢存在,在一定程度上阻礙了熱量交換而造成的散熱容量減少,或者散熱器表面過臟使熱量難以釋放到空氣中,從而造成水溫過高。第四,冷卻水變質(zhì),熱量交換的介質(zhì)遭到破壞,減少了散熱容量,從而造成水溫升高。第五,皮帶打滑導(dǎo)致熱量交換不到位,從而造成水溫過高。第六,節(jié)溫器功能不正常,打開位置過小導(dǎo)致水流相對較少,熱量交換速度較慢,從而造成水溫過高。第七,冷卻風(fēng)扇及線路發(fā)生故障,水溫傳感器或風(fēng)扇葉片發(fā)生故障等,造成風(fēng)量較小,散熱器難以將適當(dāng)?shù)臒崃酷尫诺娇諝庵?,造成點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確,發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生過多熱量,進(jìn)而造成水溫過高[2]。第八,氣缸墊漏氣沖缸,水道內(nèi)有高溫氣體進(jìn)入,從而造成水溫過高。
因?yàn)閷?dǎo)致水溫過高的因素有很多,一些因素通過觀察就可以發(fā)現(xiàn),而部分因素就需要用相關(guān)設(shè)備來檢測才能夠發(fā)現(xiàn),所以對汽車維修時(shí)一般采用外觀檢測以及壓力試驗(yàn)檢測等多種措施有效結(jié)合的方式來尋找和確定故障原因。
第一步,當(dāng)車主講到存在水溫過高現(xiàn)象時(shí),維修人員先行確定冷卻水充足,散熱器無臟污附著,不存在滲漏和水垢等問題。第二步,對冷卻風(fēng)實(shí)際狀況進(jìn)行檢查,由于通風(fēng)良好,先讓冷卻風(fēng)扇停止工作,點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉后,檢查發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇平滑運(yùn)轉(zhuǎn)狀況正常,不存在卡清現(xiàn)象。進(jìn)行啟動(dòng)檢查時(shí),冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常。冷卻風(fēng)扇有高低速檔之分,當(dāng)水溫達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)冷卻風(fēng)扇就會(huì)啟動(dòng)高速檔,而啟動(dòng)空調(diào)后也冷卻風(fēng)扇也會(huì)進(jìn)入高速檔,這個(gè)時(shí)候風(fēng)聲和風(fēng)量手感適當(dāng)。這表明冷卻風(fēng)扇及其繼電器,還有水溫開關(guān)工作狀態(tài)均正常。水溫表顯示數(shù)值與實(shí)際水溫一致,通過電腦對水溫檢測,顯示檢測結(jié)果與實(shí)際水溫相同,對其相關(guān)導(dǎo)線檢查后,未發(fā)現(xiàn)松脫現(xiàn)象,表明冷卻風(fēng)扇線路和相關(guān)元件處于正常狀態(tài)。
第三步,確認(rèn)冷卻系統(tǒng)控制電路正常后,充分冷卻水箱,將水箱蓋打開,觀察啟動(dòng)后加速試驗(yàn),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高后水泵泵水量隨之增強(qiáng),表明水泵工作狀態(tài)正常,不存在異常水泡,也不存在沖缸現(xiàn)象。用手對水箱上下水管進(jìn)行觸摸,水箱上下溫度基本一致,表明水箱沒有堵塞現(xiàn)象。為慎重起見,維修人員將水箱拆卸并進(jìn)行清洗工作。同時(shí)還將節(jié)溫器拆卸下來進(jìn)行進(jìn)一步檢查,將節(jié)溫器放在熱水中,水溫達(dá)到85℃左右時(shí)開始啟動(dòng),發(fā)現(xiàn)達(dá)到維修手冊相應(yīng)說明要求:此凱越車節(jié)溫器在 87℃水溫環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)正常開啟。慎重考慮后,維修人員為該車更換一個(gè)新節(jié)溫器。
第四步,對發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)檢查表明,其工作狀態(tài)正常,沒有故障代碼出現(xiàn)。同時(shí)發(fā)動(dòng)相工作狀態(tài)平穩(wěn),不存在異常情況。維修人員檢查點(diǎn)火時(shí)間,怠速時(shí)利用點(diǎn)火時(shí)間檢查燈,在10℃到15℃之間,加速反應(yīng)正常,無過遲問題。除此之外,對皮帶檢查表明,不存在打滑老化問題并且松緊程度合理。慎重考慮后,維修人員根據(jù)維修手冊相關(guān)要求對其進(jìn)行重新調(diào)整。
第五步,對以上各項(xiàng)進(jìn)行檢查后,并沒有找到故障具體位置,維修人員就進(jìn)行路試,在市區(qū)主干道試車,車速在80公里每小時(shí)以內(nèi),并未出現(xiàn)故障,而且隨車檢測儀表明水溫正常,但當(dāng)維修人員在高速路上速度提升到100公里每小時(shí)以上后,5分鐘未到,發(fā)動(dòng)機(jī)水溫指針就升高至接近紅線部位,馬上停車進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)水箱上下冷卻溫度有較大差異,同時(shí)風(fēng)扇持續(xù)處于高速檔轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài),而排氣管并沒有發(fā)紅現(xiàn)象,排氣溫度與正常溫度基本一致,判定不存在點(diǎn)火時(shí)間過遲問題。
第六步,該凱越汽車在高速行駛時(shí)出現(xiàn)水溫過高現(xiàn)象,經(jīng)過以上檢測,可以將散熱系統(tǒng)在高速高溫下散熱性能不好情況排除,初步判定汽車在高溫高速行駛時(shí)泵水量不足,而導(dǎo)致水溫過高,該故障應(yīng)是水泵自身問題引起的。
將水泵拆卸下來,檢查發(fā)現(xiàn)水泵葉輪上一個(gè)葉片有較大殘缺,于是更換一個(gè)新水泵,然后再次試車,汽車一切狀態(tài)恢復(fù)正常。最終斷定是水泵質(zhì)量問題而引起的故障,一個(gè)葉輪葉片斷裂,造成水泵泵水功能減弱,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中,相對負(fù)荷不高的情況下,水泵泵水量能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需要。而高速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相對增加,就有了更大的散熱需要,但水泵一個(gè)葉片不能正常工作,導(dǎo)致水泵泵水量跟不上,冷卻系統(tǒng)不能將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去,最終導(dǎo)致汽車在高速行駛時(shí)水溫過高。
從整個(gè)故障檢測維修過程來看,該故障發(fā)生位置尋找難度大,如果沒有將水泵拆卸下來,幾乎不能確定故障具體部位,在對水箱水流進(jìn)行檢查過程中,難以看出其與正常狀態(tài)時(shí)水流有什么區(qū)別,但在維修人員的謹(jǐn)慎處理下,把冷卻系統(tǒng)其他所有部件進(jìn)行全面排查,才將水泵故障最終確定。