柴油機(jī)水溫異常的排查分析

張小康 李朝勇 王德華

合適的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫是確保發(fā)動(dòng)機(jī)良好運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)。水溫偏低會導(dǎo)致冬季熱車速度降低、機(jī)油粘度升高進(jìn)而摩擦功升高，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)油耗偏高；水溫偏低也會導(dǎo)致尿素箱加熱速度降低、引起尿素結(jié)晶進(jìn)而導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)。因此,出現(xiàn)水溫異常偏低時(shí)應(yīng)迅速找出原因并解決，以消除對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的負(fù)面影響。

下面通過對某重卡柴油機(jī)水溫異常偏低問題的數(shù)據(jù)分析，找出引起此問題的故障零部件，再通過對故障件的拆解分析找出問題的根源，為解決此類問題提供一種現(xiàn)實(shí)樣本。

1 整車數(shù)據(jù)分析

1.1 數(shù)據(jù)分析

為找出水溫異常偏低的原因，我們借助車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺，調(diào)取整車運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)。如圖1。

圖1 整車運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)

對故障持續(xù)時(shí)間段內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：發(fā)動(dòng)機(jī)水溫普遍在80 ℃以下，個(gè)別點(diǎn)接近90 ℃；進(jìn)氣溫度普遍在60 ℃以下，個(gè)別點(diǎn)接近70 ℃。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本一致。說明此段時(shí)間內(nèi)風(fēng)扇實(shí)際處于直連狀態(tài)。

1.2 原因分析

根據(jù)整車風(fēng)扇離合器控制邏輯，水溫在94 ℃及以下、進(jìn)氣溫度在70 ℃及以下風(fēng)扇均應(yīng)自由隨動(dòng)(300 r/min左右)而非直連狀態(tài)，且故障時(shí)間段內(nèi)無直接激活風(fēng)扇直連的空調(diào)、緩速器等開關(guān)信號，因此應(yīng)為風(fēng)扇離合器故障引起風(fēng)扇異常直連，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)水溫?zé)o法正常升高。

2 故障件拆解分析

針對風(fēng)扇離合器故障，我們對風(fēng)扇離合器進(jìn)行了深入拆解分析及性能測試，以便找出問題的根源。

2.1 外觀檢查

故障件外觀正常無磕碰，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)有阻尼但無刮擦聲音，風(fēng)扇線束完好，初步判定非外力損壞導(dǎo)致。

2.2 性能測試

對風(fēng)扇離合器進(jìn)行ON-OFF性能測試(如圖2)，風(fēng)扇輸入轉(zhuǎn)速保持2 300 r/min不變的情況下，風(fēng)扇控制信號在由1%到99%再到1%的過程中(先分離后嚙合)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由2 200 r/min到350 r/min(分離過程)再到2 200 r/min (嚙合過程)，與控制信號基本保持一致，但在2 200 r/min到350 r/min的分離過程中有50 s轉(zhuǎn)速維持在650 r/min而無法分離，此現(xiàn)象最終導(dǎo)致風(fēng)扇離合器在整車使用過程中無法及時(shí)分離進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)水溫異常偏低。

圖2 風(fēng)扇離合器性能測試

2.3 電器排查

對風(fēng)扇(離合器)電路進(jìn)行檢測，線路電流、電阻均符合要求：

(1)電流值：要求45±5 A，實(shí)測46 A，合格；

(2)電阻值：要求20～32 Ω，實(shí)測30.8 Ω，合格。

2.4 拆解分析

第一步：拆開風(fēng)扇離合器前蓋(如圖4)，硅油呈現(xiàn)正常的金黃色，離合器內(nèi)部沒有刮擦卡滯現(xiàn)象，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏；按壓離合器閥片并轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)板，有輕微刮擦手感。

圖4 風(fēng)扇離合器拆解

第二步：分離主動(dòng)板、殼體、主動(dòng)軸，檢查各零件，均未發(fā)現(xiàn)異常。

圖3 風(fēng)扇離合器電路檢查

第三步：拆解離合器閥片，發(fā)現(xiàn)閥片外緣有輕微刮擦痕跡，手指觸摸主動(dòng)板出油孔，有明顯翻邊異常。

2.5 原因分析

正常情況下，風(fēng)扇離合器可以正常工作，但線圈長時(shí)間工作發(fā)熱以及使用環(huán)境溫度長期偏高時(shí)會導(dǎo)致電阻增大、電流減小，進(jìn)而導(dǎo)致電磁力降低，無法克服主動(dòng)板翻邊產(chǎn)生的刮擦阻力，硅油無法順利流回硅油腔，最終出現(xiàn)離合器分離不徹底或不分離的現(xiàn)象。

針對此問題，通過對離合器生產(chǎn)批次的追溯審查，系主動(dòng)板供應(yīng)商臨時(shí)調(diào)整主動(dòng)板出油孔加工工序所致。此微小缺陷在一般情況下不會影響離合器正常工作，僅在所有尺寸公差同向累積或使用環(huán)境溫度長期偏高等個(gè)別情況下會出現(xiàn)問題。

3 整改措施

綜上分析，本次發(fā)動(dòng)機(jī)水溫異常偏低問題，主要是風(fēng)扇離合器分離不徹底導(dǎo)致，在實(shí)車更換新的風(fēng)扇離合器后故障消除。

針對風(fēng)扇離合器問題，通過改善離合器主動(dòng)板出油孔加工工藝，徹底消除主動(dòng)板出油孔翻邊隱患，同時(shí)增加主動(dòng)板生產(chǎn)及入庫質(zhì)量檢查頻次。

4 結(jié)論

本文針對發(fā)動(dòng)機(jī)水溫異常偏低問題，首先利用車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺，分析故障時(shí)間段內(nèi)水溫相關(guān)的數(shù)據(jù)，初步判定為風(fēng)扇異常直連所致；實(shí)車更換全新風(fēng)扇離合器后故障消除。然后對風(fēng)扇離合器舊件進(jìn)行性能試驗(yàn)及拆解分析，最終找出問題的根本原因，并制定切實(shí)有效的整改方案，徹底消除故障隱患。本次發(fā)動(dòng)機(jī)水溫異常問題的排查經(jīng)驗(yàn)及方法，可以為后期類似問題分析解決提供指導(dǎo)和借鑒。