汽車發動機水溫過高的故障分析

李若飛 郭 松

(1.國家能源集團準能設備維修中心，內蒙古 鄂爾多斯 010300；2.貴州貴航汽車零部件股份有限公司 永紅散熱器公司，貴州 貴陽 550009)

0 前言

汽車發動機工作時，燃料在氣缸內燃燒，生成了高溫高壓燃氣，燃氣推動活塞作功，將熱能轉化為機械能。在此過程中，發動機迅速升溫并產生了大量的熱量。為使發動機能夠正常運轉，必須配置一套冷卻系統來使發動機始終處于較為合適的工作溫度。汽車發動機的冷卻系統一般為水冷系統，但當冷卻系統處于非正常工作狀態時，會出現水溫過高的現象，從而影響發動機的正常工作狀態。本文闡述了發動機冷卻系統的工作原理，介紹了發動機水溫過高產生的危害，并對發動機水溫過高出現的故障進行了分析，提出了合理有效的檢測和維修方法，以確保汽車發動機正常工作。

1 發動機冷卻系統

發動機冷卻系統的主要作用是將發動機工作時受熱零部件所吸收的熱量及時傳遞出去，使發動機在合適的溫度范圍內工作。當發動機溫度過高，發動機各零部件的機械強度會降低，甚至會產生變形，各零部件間的摩擦間隙也會變小，運動件間的磨損加劇，導致發動機產生額外損耗。因此，必須配置一套冷卻系統對發動機進行降溫處理，使發動機始終處于可控的溫度區間。只有發動機冷卻系統正常工作，才能確保發動機的運行平穩。

汽車發動機一般采用水冷方式。水冷式冷卻系統的整體布局緊湊，冷卻效率高，對溫度的控制更加容易，其主要構成部件有水泵、節溫器、散熱器、冷卻液、水套、水管和溫控器，各部件間協同工作，形成了完整的冷卻系統。在汽車發動機工作過程中，冷卻系統的溫度傳感器會對水溫進行監測，當水溫上升到70 ℃時，控制單元會下達電壓指令給電子節溫器加熱執行部件，執行器通過打開主閥門并關閉副閥門的方式來使冷卻系統正常運轉。此時，冷卻系統處于大循環狀態，能夠快速地將發動機的熱量帶走[1]。在該循環中，通過環繞在氣缸水套中的冷卻液的快速流動，高溫冷卻液在散熱器中冷卻，冷卻后的冷卻液再次回到冷卻系統，確保發動機始終在穩定的溫度區間內運轉。發動機的最佳工作溫度區間為80～95 ℃。發動機的冷卻系統結構如圖1所示。

圖1 發動機冷卻系統結構

2 發動機水溫過高原因分析

發動機水溫過高是指水箱和冷卻系統中的冷卻液溫度過高，俗稱“開鍋”。冷卻液是冷卻系統中起到溫度傳遞作用的關鍵介質，由水、防凍添加劑和防止金屬產生銹蝕的添加劑混合而成。當冷卻液溫度過高時，冷卻液的流動性變差，冷卻效果降低。如果冷卻系統中的冷卻液溫度過高，將無法對發動機進行有效降溫，發動機機油黏度下降，其潤滑效果也隨之降低，進而導致發動機各零部件間的摩擦增大[2]。冷卻系統出現異常，會使發動機溫度不斷上升，造成活塞、氣門等處于高速運動件出現變形，最終導致發動機出現故障。

2.1 冷卻液

汽車長時間行駛，未及時更換冷卻液，冷卻液會出現變質問題，引發發動機水溫過高。與普通水不同，冷卻液具有防凍性、防蝕性及良好的熱傳導性。冷卻液在使用一段時間后，冷卻液中的添加劑會出現變質，冷卻液的傳熱效率下降。冷卻液流經發動機時受到高溫加熱，在冷卻系統中又未得到有效降溫，其冷卻效果會大幅降低，導致發動機溫度持續上升，并最終造成發動機因水溫過高出現故障。長時間使用，冷卻液中的雜質含量會增多，在發動機冷卻水水道外壁上形成水垢，影響冷卻液的傳熱效率，也會影響到水道的通暢性，導致冷卻液流速降低，熱傳導性能下降，造成發動機故障。因此，定期對冷卻液進行更換，保障冷卻系統的熱傳遞性能非常重要[3]。

2.2 散熱器

散熱器是對冷卻液進行有效降溫和散熱的零部件，通過對流經發動機的冷卻液進行降溫，可使冷卻液反復參與到冷卻系統的循環。散熱器通過散熱風扇和汽車行駛時進入進氣格柵的空氣來進行降溫，其構成材料具有極佳的導熱性。但因與空氣長期接觸，散熱器表面會被灰塵逐漸覆蓋，導致散熱器對冷卻液無法進行有效降溫。此外，冷卻液的長時間使用也會使散熱器水道內壁形成水垢，使冷卻液無法將熱量傳遞到散熱器，降低了散熱器的散熱效果，導致冷卻系統出現故障[4]。冷卻系統的工作循環如圖2所示。

圖2 冷卻系統工作循環示意圖

2.3 水泵

水泵是冷卻系統的重要零部件之一，通過對冷卻液進行加壓，確保冷卻液在冷卻系統中的循環流動，加速熱量散發。汽車在長時間行駛后，水泵的傳動裝置可能會出現磨損，導致水泵壓力不足，冷卻液流速下降，使冷卻系統工作效率降低。此外，在長期使用后，水泵內部如葉片等零部件也會磨損，葉片與水泵內壁間隙增大，水泵壓力下降，無法對冷卻液進行有效泵壓，使冷卻液流速減慢，導致無法對發動機進行有效降溫。因此，應按照水泵使用年限及時更換水泵，避免因水泵停止工作導致發動機出現過熱停機。

2.4 節溫器

在冷卻系統中，節溫器通過對冷卻液流動路線及流量的調節控制，保證發動機在合適的溫度范圍內工作。在正常情況下，溫度傳感器將高溫信號發送到節溫器控制單元，由控制單元給節溫器中的執行器下達輸入電壓的指令。當節溫器開始工作時，冷卻系統的冷卻循環開始運行。節溫器的運行狀況是調控冷卻液溫度的關鍵。如果節溫器出現了故障，無法調節節溫器的閥門開度，發動機溫度會不受控制，冷卻系統將無法對發動機進行有效降溫。

3 故障檢測與維修對策

3.1 檢測方法

對發動機和冷卻系統進行故障檢測時，應遵循先降溫后檢查的安全原則。在汽車發動機溫度降低后，采用先觀察后分析、由表及里、先易后難的檢查順序。首先觀察冷卻系統是否存在泄漏現象，如果出現冷卻液泄漏，則應及時補充冷卻液，并將汽車緩慢行駛至最近的維修站進行檢修。如果沒有備用冷卻液，則需要呼叫拖車進行救援，切不可駕駛車輛強行上路，導致發動機因高溫而報廢。在冷卻液未出現泄漏的前提下，應對散熱器進行檢查。如果流經散熱器的冷卻液已經被有效降溫，則基本可以判斷是節溫器或水泵出現了問題。如果冷卻液流經散熱器卻沒有被有效降溫，則需要進一步對散熱器進行檢查[5]。此時，應對散熱器進行拆卸檢查，并對整個冷卻系統的工作狀況進行全面在線檢測。

3.2 維修對策

當發現冷卻液不足時，應對水箱、水管、接頭等周圍零部件進行檢查，確保這些零部件沒有出現冷卻液泄漏問題，再進行冷卻液補充。此外，應將汽車送至專業維修點對冷卻系統進行全面檢查，在對冷卻系統中的各零部件進行詳細的故障排查后，才能重新啟動發動機，確保車輛不會因為小問題而出現重大事故。如果冷卻液并未減少，則應根據最近一次更換冷卻液的時間來判斷冷卻液是否出現變質，選用的冷卻液應符合使用要求和標準，避免因冷卻液自帶雜質對冷卻系統造成損壞。同時，在維修過程中，應對散熱器進行全面清理，保證散熱器正常工作。

當冷卻系統遭受到物理損壞時，應盡快將汽車送至專業維修點進行檢修和測試，并更換符合使用要求和標準的零部件，確保冷卻系統能夠正常工作。

4 結語

冷卻系統是汽車發動機正常工作必不可少的，其正常運轉可有效避免發動機因高溫出現磨損。在汽車行駛過程中，如果出現發動機水溫過高的情況，應根據冷卻系統的結構特點進行故障檢測，并根據故障原因判斷采用何種維修方式。在對冷卻系統進行檢修時，應充分了解冷卻系統的構成和運行原理，按照正確的檢測順序進行故障排查，可采用與原系統相匹配的零部件進行修復和替換，確保冷卻系統的正常運轉，使發動機能夠正常運行，保障汽車的行駛安全。