柴油發(fā)動機(jī)水溫過高問題淺析

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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