柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)高問(wèn)題淺析

張代紅

摘要：隨著近年來(lái)柴油機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，特別是小型高速柴油機(jī)的新發(fā)展，柴油機(jī)在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但在技術(shù)突破的同時(shí)產(chǎn)生的一些問(wèn)題卻不容忽視，其中柴油汽車在行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)高成為了一項(xiàng)致命問(wèn)題。汽車在行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高過(guò)其正常工作溫度，可能會(huì)導(dǎo)致突然熄火。在社會(huì)對(duì)安全行駛的關(guān)注度不斷的提升下，研究柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，制定柴油機(jī)水溫過(guò)高問(wèn)題專項(xiàng)解決方案。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；水溫；冷卻系統(tǒng)；空氣

柴油機(jī)不需要點(diǎn)火系統(tǒng)，燃燒方式是壓燃式。同時(shí)，柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此柴油機(jī)的可靠性優(yōu)于汽油機(jī)。由于爆燃的限制和柴油機(jī)自燃的需要，柴油機(jī)的壓縮比很高，其熱效率和經(jīng)濟(jì)性都優(yōu)于汽油機(jī)。在相同功率下，柴油機(jī)扭矩大，最大功率轉(zhuǎn)速低，適合于卡車的使用。近年來(lái)，一些先進(jìn)的技術(shù)，如電子控制共軌直噴、渦輪增壓、中冷等新的技術(shù)可以應(yīng)用在小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，柴油機(jī)的缺點(diǎn)得到了較好的解決，而在節(jié)能和二氧化碳排放上的優(yōu)勢(shì)，則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法取代的，先進(jìn)的小型高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其排放已經(jīng)達(dá)到歐洲Ⅲ號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)，成為“綠色發(fā)動(dòng)機(jī)”，而柴油汽車也將會(huì)更頻繁的出現(xiàn)在汽車市場(chǎng)。

一、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水冷卻系統(tǒng)工作原理

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵隨之旋轉(zhuǎn)促使冷卻液強(qiáng)制循環(huán)，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，循環(huán)中的冷卻液降低氣缸體、氣缸套、氣缸蓋等零部件溫度。當(dāng)冷卻液溫度上升過(guò)程中達(dá)不到節(jié)溫器開(kāi)啟溫度時(shí)，僅小循環(huán)工作，冷卻液通過(guò)水循環(huán)管直接從水泵重新進(jìn)入缸體。當(dāng)冷卻液溫度上升至節(jié)溫器開(kāi)啟溫度時(shí)，石蠟開(kāi)始融化，大循環(huán)開(kāi)啟，節(jié)溫器閥門關(guān)閉旁通水路，高溫冷卻液從節(jié)溫器流入散熱器水室，經(jīng)風(fēng)扇空氣流強(qiáng)制冷卻，散失部分熱量，溫度已降冷卻液留在散熱器水室，經(jīng)水泵在泵體重新參加冷卻循環(huán)。

二、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)高問(wèn)題分析及措施制定

（一）問(wèn)題分析

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車正常駕駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度直線上升，超過(guò)正常的工作溫度，水溫報(bào)警燈閃爍，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)限制扭矩輸出。針對(duì)該問(wèn)題現(xiàn)象，進(jìn)行原因分析，排除非要因，從根源解決問(wèn)題。根據(jù)冷卻系統(tǒng)的工作原理，小循環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)始工作，因此故障原因鎖定在大循環(huán)工作問(wèn)題。考慮到目前市場(chǎng)所使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)的成熟程度，排除風(fēng)扇轉(zhuǎn)速太低、大循環(huán)冷卻性能不滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。從大循環(huán)的工作條件來(lái)看，影響大循環(huán)開(kāi)啟的兩個(gè)因素為冷卻液溫度和節(jié)溫器是否打開(kāi)。根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中水溫過(guò)高現(xiàn)象，排除冷卻液溫度達(dá)不到大循環(huán)開(kāi)啟溫度。通過(guò)對(duì)節(jié)溫器開(kāi)啟溫度試驗(yàn)，節(jié)溫器開(kāi)啟溫度為78℃左右，在85℃左右時(shí)完全開(kāi)啟，而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水溫報(bào)警燈閃爍時(shí)溫度約為100℃，由此可見(jiàn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫報(bào)警燈閃爍之前，節(jié)溫器已經(jīng)完全開(kāi)啟，大循環(huán)可以正常工作。綜上所述，高溫的冷卻液并未與節(jié)溫器直接接觸，致使節(jié)溫器無(wú)法達(dá)到開(kāi)啟溫度，大循環(huán)無(wú)法開(kāi)啟，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)高原因鎖定為冷卻系統(tǒng)存在空氣，阻止高溫的冷卻液接觸節(jié)溫器。

（二）措施制定

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為密閉系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)內(nèi)存在空氣，主要有兩個(gè)原因，原因一：冷卻系統(tǒng)密封性不良，導(dǎo)致空氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng)；原因二：冷卻液未進(jìn)行真空加注或真空加注時(shí)空氣進(jìn)入。針對(duì)冷卻系統(tǒng)密封性不良導(dǎo)致空氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，可對(duì)冷卻系統(tǒng)所有卡箍螺栓進(jìn)行復(fù)緊，然后用測(cè)壓設(shè)備對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行保壓測(cè)試，規(guī)定時(shí)間內(nèi)壓力值不下降視為冷卻系統(tǒng)密封性滿足要求。

對(duì)冷卻系統(tǒng)存在空氣進(jìn)行排空處理可分兩步進(jìn)行，第一步為“冷機(jī)排空法”：查找空氣存在位置，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路線可知，可通過(guò)檢查以下幾個(gè)部分確認(rèn)空氣存在位置：1.節(jié)溫器位置放氣螺栓孔；2.散熱器泄氣管；3.發(fā)動(dòng)機(jī)泄氣管。分別依次松開(kāi)三個(gè)位置螺栓，檢查是否有冷卻液冒出，若有，證明該處無(wú)空氣進(jìn)入；若無(wú)，證明該處有空氣進(jìn)入，此時(shí)可用測(cè)壓設(shè)備加壓至冒出冷卻液，保持測(cè)壓設(shè)備壓力值再緊固。排出此三處空氣后，對(duì)冷卻系統(tǒng)重新測(cè)壓至滿足密封性要求。第二步為“熱機(jī)排空法”：擰開(kāi)膨脹水箱蓋，確保液位處于MAX與MIN中間值，然后汽車空擋原地保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2500r/min（注意不超過(guò)3000r/min）至水溫儀表中間值后保持，檢查膨脹水箱液位，按照MAX與MIN標(biāo)識(shí)線中間值進(jìn)行適量增減。待出現(xiàn)以下現(xiàn)象時(shí)：

①散熱器大風(fēng)扇能夠反復(fù)開(kāi)啟、停止；

②散熱器進(jìn)、出水管溫度相差在10℃以內(nèi)；

③風(fēng)空調(diào)有熱風(fēng)；

④儀表水溫處于或低于中間值；

⑤無(wú)水溫報(bào)警燈閃亮。

可確認(rèn)大循環(huán)正常開(kāi)啟，冷卻系統(tǒng)內(nèi)殘余少量空氣不再對(duì)大循環(huán)開(kāi)啟造成影響，此時(shí)擰緊膨脹水箱蓋，防止冷機(jī)狀態(tài)下，大量空氣再次進(jìn)入冷卻系統(tǒng)。由于膨脹水箱蓋帶有一個(gè)雙向閥或兩個(gè)單向閥，當(dāng)冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，壓力增大至大于其標(biāo)準(zhǔn)最高壓力時(shí)，膨脹水箱可向外排氣出空氣，當(dāng)冷卻系統(tǒng)停止工作時(shí)，工作壓力減小至小于其標(biāo)準(zhǔn)最低壓力時(shí)，膨脹水箱可向外吸入空氣，保持冷卻系統(tǒng)壓力平衡，因此，膨脹水箱內(nèi)可存在少量空氣。

三、總結(jié)

柴油汽車在正常行駛過(guò)程中，由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)存在空氣導(dǎo)致大循環(huán)無(wú)法正常開(kāi)啟，可依次采用冷機(jī)和熱機(jī)排空法進(jìn)行處理。雖然現(xiàn)在已有設(shè)備可對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行真空加注，保證在加注過(guò)程中，避免空氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，但是不排除在使用過(guò)程中如熱機(jī)狀態(tài)下打開(kāi)膨脹水箱蓋、維修或是其他原因破壞冷卻系統(tǒng)密封性，致使空氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)高，大循環(huán)無(wú)法正常打開(kāi)的現(xiàn)象。而此時(shí)冷卻系統(tǒng)的排空顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]張金柱.現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[J].內(nèi)燃機(jī)，2005.

[2]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[3]周曉飛.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維修[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2014.