張代紅
摘要:隨著近年來柴油機(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)用越來越廣泛。但在技術(shù)突破的同時產(chǎn)生的一些問題卻不容忽視,其中柴油汽車在行駛過程中,發(fā)動機(jī)水溫過高成為了一項(xiàng)致命問題。汽車在行駛過程中,發(fā)動機(jī)水溫高過其正常工作溫度,可能會導(dǎo)致突然熄火。在社會對安全行駛的關(guān)注度不斷的提升下,研究柴油發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng),制定柴油機(jī)水溫過高問題專項(xiàng)解決方案。
關(guān)鍵詞:柴油發(fā)動機(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,柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)相對簡單,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,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,則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動機(jī)無法取代的,先進(jìn)的小型高速柴油發(fā)動機(jī),其排放已經(jīng)達(dá)到歐洲Ⅲ號的標(biāo)準(zhǔn),成為“綠色發(fā)動機(jī)”,而柴油汽車也將會更頻繁的出現(xiàn)在汽車市場。
一、柴油發(fā)動機(jī)水冷卻系統(tǒng)工作原理
當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,水泵隨之旋轉(zhuǎn)促使冷卻液強(qiáng)制循環(huán),在發(fā)動機(jī)工作過程中,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)冷卻液溫度上升過程中達(dá)不到節(jié)溫器開啟溫度時,僅小循環(huán)工作,冷卻液通過水循環(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)溫器開啟溫度時,石蠟開始融化,大循環(huán)開啟,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)動機(jī)水溫過高問題分析及措施制定
(一)問題分析
柴油發(fā)動機(jī)汽車正常駕駛過程中,發(fā)動機(jī)溫度直線上升,超過正常的工作溫度,水溫報警燈閃爍,同時發(fā)動機(jī)限制扭矩輸出。針對該問題現(xiàn)象,進(jìn)行原因分析,排除非要因,從根源解決問題。根據(jù)冷卻系統(tǒng)的工作原理,小循環(huán)在發(fā)動機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)時開始工作,因此故障原因鎖定在大循環(huán)工作問題??紤]到目前市場所使用的柴油發(fā)動機(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)動機(jī)的正常工作溫度。從大循環(huán)的工作條件來看,影響大循環(huán)開啟的兩個因素為冷卻液溫度和節(jié)溫器是否打開。根據(jù)柴油發(fā)動機(jī)工作過程中水溫過高現(xiàn)象,排除冷卻液溫度達(dá)不到大循環(huán)開啟溫度。通過對節(jié)溫器開啟溫度試驗(yàn),節(jié)溫器開啟溫度為78℃左右,在85℃左右時完全開啟,而柴油發(fā)動機(jī)水溫報警燈閃爍時溫度約為100℃,由此可見,在發(fā)動機(jī)水溫報警燈閃爍之前,節(jié)溫器已經(jīng)完全開啟,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)溫器無法達(dá)到開啟溫度,大循環(huán)無法開啟,柴油發(fā)動機(jī)水溫過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空氣進(jìn)入。針對冷卻系統(tǒng)密封性不良導(dǎo)致空氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng),可對冷卻系統(tǒng)所有卡箍螺栓進(jìn)行復(fù)緊,然后用測壓設(shè)備對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行保壓測試,規(guī)定時間內(nèi)壓力值不下降視為冷卻系統(tǒng)密封性滿足要求。
對冷卻系統(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)動機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路線可知,可通過檢查以下幾個部分確認(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)動機(jī)泄氣管。分別依次松開三個位置螺栓,檢查是否有冷卻液冒出,若有,證明該處無空氣進(jìn)入;若無,證明該處有空氣進(jìn)入,此時可用測壓設(shè)備加壓至冒出冷卻液,保持測壓設(shè)備壓力值再緊固。排出此三處空氣后,對冷卻系統(tǒng)重新測壓至滿足密封性要求。第二步為“熱機(jī)排空法”:擰開膨脹水箱蓋,確保液位處于MAX與MIN中間值,然后汽車空擋原地保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速2500r/min(注意不超過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)識線中間值進(jìn)行適量增減。待出現(xiàn)以下現(xiàn)象時:
①散熱器大風(fēng)扇能夠反復(fù)開啟、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無水溫報警燈閃亮。
可確認(rèn)大循環(huán)正常開啟,冷卻系統(tǒng)內(nèi)殘余少量空氣不再對大循環(huán)開啟造成影響,此時擰緊膨脹水箱蓋,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雙向閥或兩個單向閥,當(dāng)冷卻系統(tǒng)工作時,壓力增大至大于其標(biāo)準(zhǔn)最高壓力時,膨脹水箱可向外排氣出空氣,當(dāng)冷卻系統(tǒng)停止工作時,工作壓力減小至小于其標(biāo)準(zhǔn)最低壓力時,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程中,由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)存在空氣導(dǎo)致大循環(huán)無法正常開啟,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)備可對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行真空加注,保證在加注過程中,避免空氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng),但是不排除在使用過程中如熱機(jī)狀態(tài)下打開膨脹水箱蓋、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)動機(jī)水溫過高,大循環(huán)無法正常打開的現(xiàn)象。而此時冷卻系統(tǒng)的排空顯得尤為重要。
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