上海永達汽車集團有限公司 辛 飛

故障現(xiàn)象一輛2015款寶馬525Li車，搭載N20發(fā)動機，累計行駛里程約為7.5萬km。車主反映，車輛行駛過程中，中央信息顯示屏多次出現(xiàn)“冷卻液液位過低”“發(fā)動機過熱”的報警提示（圖1），之前已經(jīng)來店檢修過2次，但故障始終沒有能夠解決。

故障診斷接車后首先試車驗證故障現(xiàn)象。接通點火開關(guān)，起動發(fā)動機，觀察中央信息顯示屏，無任何報警提示。檢查膨脹罐內(nèi)的冷卻液液位，正常。詢問車主得知，昨天車輛剛剛出現(xiàn)過發(fā)動機高溫報警提示，并添加過冷卻液。查看車輛的維修履歷，得知該車因上述故障已來店檢修過2次。第一次，車主來店反映，車輛在高速公路上行駛時，突然提示“冷卻液液位過低”，于是立即靠邊停車，待發(fā)動機冷卻后，添加礦泉水后立即將車輛開至我店檢查。維修人員對冷卻系統(tǒng)相關(guān)部件做了全面檢查，未發(fā)現(xiàn)任何異常，于是將車輛先交還給車主，并建議車主后期使用過程中繼續(xù)觀察。1個半月后，車主來店反映中央信息顯示屏依舊出現(xiàn)發(fā)動機高溫及缺冷卻液的報警提示。維修人員用故障檢測儀進行檢測，無故障代碼存儲，只在控制信息里查看到發(fā)動機過熱及冷卻液液位低的記錄，懷疑冷卻液泵存在偶發(fā)性卡滯故障，于是建議車主更換冷卻液泵，車主同意更換，更換冷卻液泵后試車約10 km，中央信息顯示屏未出現(xiàn)上述報警提示，于是將車輛交還給車主，并建議車主后期使用過程中繼續(xù)觀察。今天，車主來店反映，在更換冷卻液泵后的第二天便出現(xiàn)了報警提示，當時車輛正在高速公路上行駛，之后也出現(xiàn)過多次，要求店內(nèi)維修人員對車輛進行徹底檢查。

圖1 中央信息顯示屏出現(xiàn)的“發(fā)動機過熱”報警提示

連接故障檢測儀讀取故障代碼，仍然無發(fā)動機高溫故障代碼存儲。進行路試，用故障檢測儀讀取冷卻系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)流，也未發(fā)現(xiàn)任何異常。對車輛進行路試，路試一段時間，打開發(fā)動機室蓋，發(fā)現(xiàn)膨脹罐周圍噴出了很多冷卻液?；貜S后，用冷卻系統(tǒng)壓力泄漏測試儀對膨脹罐蓋進行打壓測試（圖2），發(fā)現(xiàn)壓力只能保持在1.2 bar（1 bar=100 kPa），偏低（標準壓力應為1.4 bar）；接著對冷卻系統(tǒng)進行打壓測試（圖3），將冷卻系統(tǒng)加壓至1.5 bar，大約2 min，發(fā)現(xiàn)壓力下降不超過0.1 bar，正常。根據(jù)上述測量結(jié)果，懷疑是膨脹罐蓋故障。嘗試更換膨脹罐蓋后試車，故障現(xiàn)象依舊。同時在試車過程中還發(fā)現(xiàn)冷卻液從膨脹罐噴出的時候，冷卻系統(tǒng)實際溫度在70 ℃～80 ℃。結(jié)合上述故障現(xiàn)象分析，懷疑是氣缸蓋襯墊密封不良，使得燃燒室內(nèi)的高溫高壓氣體進入了冷卻系統(tǒng)，于是決定對氣缸蓋襯墊的密封性進行檢查。

圖2 測試膨脹罐蓋

圖3 測試冷卻系統(tǒng)

圖4 用氣缸壓力損失檢測儀測量各氣缸的壓力損失

本著由簡入繁的診斷原則，維修人員首先拆檢4個氣缸的火花塞，與正常車輛的火花塞進行對比，未發(fā)現(xiàn)異常。使用內(nèi)窺鏡檢查燃燒室，發(fā)現(xiàn)第4缸活塞頂部有泛白現(xiàn)象，判斷可能是有冷卻液進入燃燒室。用氣缸壓力損失檢測儀測量各氣缸的壓力損失（圖4），均在標準范圍內(nèi)。為了進一步驗證自己的推測，維修人員想到一個簡單的辦法，用尾氣分析儀對膨脹罐內(nèi)的氣體成分進行檢測。連接尾氣分析儀至膨脹罐，起動發(fā)動機，踩下加速踏板至發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2 000 r/min，讀取到的HC含量為51×10-6（圖5），不正常（正常情況下，膨脹罐內(nèi)的HC含量應為0×10-6），由此判斷氣缸蓋襯墊的確存在密封不良故障。拆卸發(fā)動機氣門室蓋，用扭力扳手以標準擰緊力矩對氣缸蓋固定螺栓進行擰緊操作，發(fā)現(xiàn)氣缸蓋右側(cè)的最后一顆固定螺栓松動（備注：該車發(fā)動機呈縱置式），其他氣缸蓋固定螺栓擰緊力矩均正常。拆下該氣缸蓋固定螺栓，發(fā)現(xiàn)氣缸體上的螺紋已粘連在螺栓底部（圖6）。拆下氣缸蓋，發(fā)現(xiàn)氣缸蓋襯墊表面上的密封膠也已損壞（圖7）。進一步測量氣缸蓋的平面度，未發(fā)現(xiàn)氣缸蓋有變形現(xiàn)象。

圖5 膨脹罐內(nèi)的氣體成分檢測結(jié)果

圖6 氣缸體上的螺紋已粘連在螺栓底部

故障排除 更換氣缸體、氣缸蓋襯墊、氣缸蓋固定螺栓，重新裝配發(fā)動機，反復試車，上述故障現(xiàn)象不再出現(xiàn)，于是將車輛交還給車主，1個星期后進行電話回訪，車主反映車輛一切正常，至此，故障排除。

編者按

氣缸蓋襯墊是汽車上最重要的一種墊片，早期使用的氣缸蓋襯墊是由薄金屬片包石棉制成，而現(xiàn)在普遍使用純金屬墊片。它的作用是保證氣缸體與氣缸蓋結(jié)合面間的密封，防止漏氣、漏水及漏油。由于工作環(huán)境惡劣，要求它耐熱、耐腐蝕，具有足夠的強度、彈性和導熱性，從而保證可靠的密封。氣缸蓋襯墊燒蝕是一個比較常見的故障，一般會有以下4個部位：一是氣缸與氣缸之間的氣缸蓋襯墊燒蝕；二是單個氣缸燃燒室與油道之間的氣缸蓋襯墊燒蝕；三是單個氣缸燃燒室與水套孔之間的氣缸蓋襯墊燒蝕；四是單個氣缸燃燒室氣體燒穿其他部位氣缸蓋襯墊。由于氣缸蓋襯墊燒蝕的部位不同，其故障表現(xiàn)也不同。另外，對于氣缸蓋襯墊燒蝕的診斷，通常我們的做法是，根據(jù)故障的具體表現(xiàn)形式（例如發(fā)

故障分析 該車故障維修完成后，維修人員結(jié)合故障部位及之前多次檢查結(jié)果做了以下分析。在前期檢查過程中，推測氣缸蓋固定螺栓松動并不明顯，故燃燒室內(nèi)的高溫高壓氣體泄漏也并不嚴重，在短距離低負荷試車時，根本不會出現(xiàn)中央信息顯示屏報警，以及冷卻液從膨脹罐噴出來的故障現(xiàn)象。隨著故障部位損壞程度加重（即氣缸蓋固定螺栓不能完全壓緊氣缸蓋襯墊），進而導致缸內(nèi)燃燒室的高溫高壓氣體很容易進入冷卻系統(tǒng)，造成冷卻系統(tǒng)壓力過高，并將冷卻液從膨脹罐內(nèi)擠壓出去。當膨脹罐內(nèi)的冷卻液液位低至一定位置時，中央信息顯示屏出現(xiàn)“冷卻液液位過低”的報警提示。在冷卻液循壞過程中，當冷卻液中夾雜的高溫高壓氣體經(jīng)過氣缸蓋出液口的冷卻液溫度傳感器表面時，冷卻液溫度傳感器很可能將此高溫信息傳遞給發(fā)動機控制模塊，從而造成中央信息顯示屏出現(xiàn)“發(fā)動機過熱”的報警提示。動機機油乳化，散熱器內(nèi)有氣泡冒出等等），再借助于氣缸壓力表的檢測加以判斷。而在本故障案例中，辛工也是采用了儀器設(shè)備（即冷卻系統(tǒng)壓力泄漏測試儀和氣缸壓力損失檢測儀）并做了相應的檢測，結(jié)果未能確認到氣缸蓋襯墊密封不良故障，推測這有可能是儀器設(shè)備的檢測狀況與發(fā)動機實際工作狀況存在差別所導致的。后辛工經(jīng)過分析，如果氣缸蓋襯墊的確存在密封不良故障，那么缸內(nèi)燃燒室的高溫高壓氣體就有可能進入到冷卻系統(tǒng)，而對于竄入的高溫高壓氣體的成分，是否可以借助于尾氣分析儀來判斷。因此，再次起動發(fā)動機，踩下加速踏板至發(fā)動機中速運轉(zhuǎn)，大膽地嘗試用尾氣分析儀對膨脹罐內(nèi)的氣體成分進行檢測，結(jié)果果真確認到可疑的氣體成分HC，進而推測這與氣缸蓋襯墊密封不良有關(guān)。