歐劉勇

（南通工貿(mào)技師學(xué)院，江蘇 南通 226001）

前言

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。

1 故障現(xiàn)象

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。

2 故障分析診斷

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。

3 故障檢修過程

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。

4 結(jié)論

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。