廣西現代職業技術學院 滕卓易
一輛累計行駛里程約為12萬km的2010年產大眾朗逸車,搭載1.6 L CFN發動機,客戶反映該車出現每次行駛30 km左右時,儀表上顯示的冷卻液溫度就達到110 ℃左右的故障現象。
接車后試車,確認故障現象屬實。連接故障檢測儀讀取發動機控制單元故障代碼,顯示無故障代碼。再讀取相關數據流,數據流顯示的冷卻液溫度與車輛儀表顯示的冷卻液溫度一致。
根據客戶反映,該車在3年前因冷卻液溫度過高大修過發動機,目前故障出現的時間在3個月前,先后在2家維修店更換過冷卻液泵,但故障依舊。此外,該故障出現的行駛里程有越來越短的趨勢。
排查發動機冷卻液溫度過高的故障,首先要了解發動機冷卻系統的工作原理。發動機冷卻系統的工作原理是:發動機冷機起動后,曲軸通過傳動帶輪帶動冷卻液泵運轉,進行強制冷卻液循環,冷卻液帶走發動機氣缸體和氣缸蓋等零部件的熱量,經過旁通管路,又回到冷卻液泵,進行小循環,讓發動機在較短的時間內升溫到正常工作時所需要的溫度;隨著發動機的運轉,冷卻液溫度上升后,節溫器便開始打開大水流通道,加大強制循環水流,進行大循環;同時,冷卻液溫度傳感器時刻監控發動機出水口溫度,并將冷卻液溫度信號發送給發動機控制單元,發動機控制單元根據該信號控制冷卻風扇的低速、高速運轉,調節流過散熱器的空氣流量,使發動機保持在正常的工作溫度范圍內。
在正常情況下,不管發動機運行多長時間,發動機冷卻系統都可以把發動機多余的熱量帶走,使發動機的工作溫度控制在正常范圍以內。導致發動機冷卻液溫度過高的故障原因主要有以下2個方面:一是冷卻系統的循環問題,即系統能否正常帶走發動機熱量;二是冷卻系統的散熱問題,即帶走的熱量能否消散。具體的可能原因有:冷卻液泵損壞、冷卻管路因水銹水垢等堵塞、冷卻液溫度傳感器及相關控制線路故障、冷卻風扇及相關控制線路故障、系統泄漏導致缺少冷卻液、散熱器臟堵導致過風量不足、節溫器損壞、冷卻管路有氣體等。
根據以上分析,本著由簡單到復雜的原則,逐一進行以下排查。
(1)考慮到已經更換過2個冷卻液泵,基本排除冷卻液泵故障。
(2)根據接車時讀取的故障代碼及數據流情況,判斷冷卻液溫度傳感器及相關控制線路正常。
(3)試車時發現冷卻風扇的低速、高速運轉都正常,說明冷卻風扇及相關控制線路正常。此外,檢查冷卻風扇葉片,無破損,運轉時風量較足。
(4)檢查冷卻系統散熱器及相關冷卻管路,未發現冷卻液有外部滲漏現象;檢查散熱器外表面,未發現臟堵現象。
(5)拆卸發動機進出口冷卻液管路,檢查發動機水道,基本沒有泛黃的水銹水垢;沖洗散熱器內部水道,未發現水銹水垢,水循環正常,表明散熱器無堵塞。
(6)拆下節溫器,更換新的冷卻液,同時做好冷卻系統排除空氣作業,避免水道里有空氣,進行稍長距離著車測試,發現故障依舊,說明節溫器正常。
經過以上檢查,說明該車散熱系統正常,循環系統可能存在故障,無法正常帶走發動機的熱量。懷疑冷卻系統未完全排除空氣,重新進行試車,觀察副儲液罐液面,發現有小氣泡冒出,說明氣缸墊可能存在漏氣,燃燒室里的高壓氣體被擠到水道里,導致冷卻液循環量不足和帶走發動機熱量的能力不足,從而引起冷卻液溫度過高。拆卸氣缸蓋后,發現問題不止于氣缸墊問題,氣缸蓋螺栓的螺紋已經腐蝕并拉長,如圖1所示,同時氣缸體上的螺紋因為進水已經腐蝕,如圖2所示。此外還發現有2個非原廠的氣缸蓋螺栓,表明該車以前維修過氣缸蓋,與客戶溝通得知,該車3年前出現冷卻液溫度過高故障時,更換過氣缸墊,磨過氣缸蓋。可能是由于當時氣缸體螺孔螺紋腐蝕嚴重,需要攻螺牙并更換更大一號的氣缸蓋螺栓,因此安裝氣缸蓋時,無法保證氣缸蓋螺栓的擰緊扭矩,從而導致氣缸蓋安裝不嚴。

圖1 氣缸蓋螺栓

圖2 氣缸體上的螺紋
對發動機氣缸蓋重新打磨并更換氣缸墊及氣缸蓋螺栓后試車,故障徹底排除。
故障總結 由于上次維修時,未按規定扭矩安裝氣缸蓋螺栓,導致氣缸蓋螺栓拉長,經過長時間使用和冷卻液浸泡,引起氣缸墊腐蝕,進而浸到氣缸體螺紋,在高溫高壓的作用下,引起螺紋腐蝕,從而導致密封性能下降,造成高壓氣體竄進水道,隨著發動機運行時間的增加,竄氣量越來越多,水道里的氣體不斷增加,造成冷卻液的循環流量不足,導致冷卻液帶走發動機熱量的能力不足,引起發動機冷卻液溫度過高故障。由于剛開始時氣缸墊泄漏高壓氣體較少,竄氣量不大,因此行駛一定里程后冷卻液溫度才會過高,隨著氣缸墊的損壞程度越來越嚴重,竄氣量也越來越大,出現冷卻液溫度過高故障的行駛里程也越來越短。