林文標(biāo)

中山市技師學(xué)院 廣東省中山市 528401

1 引言

汽車發(fā)動(dòng)時(shí)溫度過高，會(huì)對正常工作的發(fā)動(dòng)機(jī)各部件造成不可逆的損傷。首先，它會(huì)將吸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的可燃混合氣燃提前點(diǎn)燃，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力不足，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，功率降低，油耗增加。其次，由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高，會(huì)使和發(fā)動(dòng)機(jī)上各運(yùn)動(dòng)部件因加熱而膨脹，它們的配合間隙將變得更小。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)活塞卡滯，從而造成活塞“拉缸”、軸瓦“抱軸”等嚴(yán)重事故;第三，溫度過高也會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的粘度，造成燒機(jī)油，同時(shí)也損壞發(fā)動(dòng)機(jī)各潤滑零件的油膜，加速零件的磨損。第四、溫度過高會(huì)使安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的橡膠件加速老化、且容易造成局部變形、裂紋和燒損，造成漏水、漏油等故障。總之，過高的工作溫度最終會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性和排放性能。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過高是一種嚴(yán)重的故障，必須及時(shí)消除。

2 故障現(xiàn)象

公司售后部接收一部09 年款桑塔納2000型轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)型號：EA113，行駛里程7.5萬公里。接車員向車主了解汽車故障情況，據(jù)車主反映該車在正常行駛過程中突然發(fā)現(xiàn)水溫表指示冷卻水溫度高達(dá)105℃，水溫指示燈點(diǎn)亮。怠速動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻水的溫度又降至95℃左右，我經(jīng)過試車證實(shí)該車故障與車主反映的大致相同。

3 上海大眾桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作特性

附圖1 為上海桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)部分零件分解示意圖。它的冷卻系統(tǒng)與一般汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有所不同，它的組成除常見的水泵、節(jié)溫器、散熱器、水溫感應(yīng)塞之外還有雙速熱敏開關(guān)、電動(dòng)散熱風(fēng)扇、冷卻液報(bào)警燈等。

圖1

雙速熱敏開關(guān)也稱感溫開關(guān)，裝在散熱器一側(cè)，是實(shí)現(xiàn)水溫自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵部件，當(dāng)冷卻液溫度升到93℃～98℃時(shí)，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)上的散熱開關(guān)低溫組件閉合，使散熱風(fēng)扇的低速檔位與電源接通，以1600r/min 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；當(dāng)冷卻液溫度上升到102℃時(shí)，散熱開關(guān)的高溫組件閉合。這時(shí)電源接通電子風(fēng)扇的高速電機(jī)，電機(jī)便以2400r/min 的轉(zhuǎn)速高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖2

散熱風(fēng)扇由雙速直流電機(jī)（功率150W）驅(qū)動(dòng)，它根據(jù)散熱開關(guān)傳來的信號（高速或低速）以不同的轉(zhuǎn)速動(dòng)轉(zhuǎn)，達(dá)到對冷卻液的散熱目的。雙速電機(jī)共有高速和低速2 個(gè)檔，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，達(dá)到自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)溫度目的。風(fēng)扇第一檔（低速）工作溫度為93℃～98℃，關(guān)閉溫度為88℃～93℃，風(fēng)扇第二檔（高速）工作溫度為102℃，關(guān)閉溫度為93℃～98℃℃。

桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)同樣是封閉式循環(huán)系統(tǒng)，和一般汽車一樣，也有小循環(huán)和大循環(huán)之分，如圖（2）所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度較低時(shí)，冷卻液不經(jīng)過散熱器進(jìn)行小循環(huán)；當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到87℃±2℃時(shí)，節(jié)溫器閥門開始打開，冷卻液進(jìn)行大循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到102℃±3℃時(shí)，節(jié)溫器部打開。

桑塔納轎車空調(diào)系統(tǒng)的冷凝同樣依靠發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的散熱風(fēng)扇冷卻，它有一套獨(dú)立的電氣系統(tǒng)，主要部件有空調(diào)繼電器的冷凝電器，能自動(dòng)控制風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速，空調(diào)怠速的穩(wěn)定以及壓縮機(jī)的自動(dòng)開、停。當(dāng)我們按下汽車空調(diào)開關(guān)，空調(diào)繼電器閉合電源電路接通，這時(shí)電源接通風(fēng)扇電機(jī)的低速檔位，散熱風(fēng)扇處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)貯液干燥瓶上的高壓開關(guān)壓力達(dá)到1.53mpa 時(shí)高壓開關(guān)閉合，汽車空調(diào)冷凝繼電器開始工作，這時(shí)冷凝風(fēng)扇電機(jī)接通，機(jī)便以高速動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，加強(qiáng)冷卻液冷劑的冷卻，此時(shí)，風(fēng)扇保持常轉(zhuǎn)。

4 桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)水溫度高的故障原因分析

水溫高的定義，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫報(bào)警燈亮或長期工作在100℃以上時(shí)，則說明發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高，應(yīng)停車查找原因并排除故障。

桑塔納水溫高大致有以下原因：

（1）冷卻液不足，冷卻系統(tǒng)泄漏（散熱器、水、水管、缸循環(huán)體或缸蓋有泄漏的地方）。

（2）水泵損壞，冷卻系統(tǒng)沒有循環(huán)或循環(huán)不足。

（3）節(jié)溫器不工作或打開溫度不夠。

（4）溫控開關(guān)失靈，風(fēng)扇繼電器、保險(xiǎn)絲燒毀。

（5）散熱器或小道堵塞。

（6）缸體或缸蓋水套水垢嚴(yán)重

（7）沖缸床、氣缸平面水平

（8）冷卻系統(tǒng)有空氣或散熱蓋漏氣

5 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高一般采用的檢查與排除方法

在對桑塔納轎車進(jìn)行維修時(shí)，我會(huì)采用以下的檢修方法來對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查：

（1）看：如果水溫高首先應(yīng)從簡到繁，合理推論,找準(zhǔn)故障原因,確定故障部位,排除故 障。如看看冷卻風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)，看看冷卻液里面是否正常，再看看水箱、水管、缸體及各接頭處有無明顯的漏之處，冷凝器、散熱器處是否有樹葉、塑料袋等，冷凝器、散熱器表面是否積垢太多，打開散熱器蓋，看看是否有氣泡泡出，有氣泡出說明水道里有氣，應(yīng)進(jìn)行排氣，看看水面上是否有油，排氣管里面是否有水，如果發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油顏色變成乳白色或機(jī)油變稀，說明發(fā)動(dòng)機(jī)可能已沖缸。

（2）摸：如果發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的工作特性，我們可以用手去摸上水管與下水管，若溫差大，這里我們可以進(jìn)行判斷故障原因可能是節(jié)溫器不能正常打開或是其開度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)還有可能是發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵不能正常工作，應(yīng)進(jìn)行下一步的檢查。

（3）查：如果上面兩個(gè)步驟檢查完了，還不能確定發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過高的原因，應(yīng)進(jìn)行一些基本無件的檢查：

①如果發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常水溫，冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，這時(shí)候我們可以先檢查散熱風(fēng)扇的控制線路，當(dāng)按下汽車空調(diào)A/C 開關(guān)時(shí)，汽車散熱風(fēng)扇馬上就轉(zhuǎn)動(dòng)起來，說明控制線路沒問題，應(yīng)檢查溫控開關(guān)，溫控開關(guān)可以用以下方法檢查，把溫控開關(guān)拆下放下放入熱水中用萬用表電阻擋來檢查。將汽車專業(yè)萬用表的兩根表筆分別搭在溫控開關(guān)一擋的接線端的外殼上，通過改變冷卻液的溫度觀察萬用表數(shù)值的變化情況，當(dāng)冷卻液達(dá)到92℃±2℃時(shí)，溫控開關(guān)一擋開始導(dǎo)通，萬用表指點(diǎn)針指示接通。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度開始下降時(shí)，溫控開關(guān)仍然導(dǎo)通，當(dāng)冷卻水溫下降至87℃±2℃時(shí)，節(jié)溫器應(yīng)開始打開，當(dāng)水溫達(dá)到102℃±2℃，萬用表應(yīng)顯示導(dǎo)通，如果不滿足以上條件，應(yīng)更換溫控開關(guān)，如果滿足以上的條件，應(yīng)檢查冷卻液循環(huán)不良導(dǎo)致溫控開關(guān)感應(yīng)器錯(cuò)誤，我們重點(diǎn)要檢查發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器或水泵。

②檢查發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器時(shí)，可將節(jié)溫器放到燒水壺中對其進(jìn)行加熱，當(dāng)熱水的溫度達(dá)到87℃±2℃時(shí)，觀察節(jié)溫器應(yīng)能正常打開，在水溫達(dá)到102℃±2℃時(shí)，節(jié)溫器開度應(yīng)全部打開。

③水檢查；汽車正常行駛，水泵對發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的冷卻液進(jìn)行加壓，這時(shí)我們將出水管拆下，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液是否產(chǎn)生一定壓力推動(dòng)其它冷卻液流動(dòng)，如果排水沒有什么動(dòng)力，說明水泵工作不良或根本不工作。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)水垢過多，主要是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)里的水常期處于高溫狀態(tài)下所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)。這時(shí)檢測水垢我們可以通過散熱器的加水口進(jìn)行臺山觀察，同時(shí)我們也可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液全部排出并按照桑塔納轎車維修保養(yǎng)手冊要求重新添加，將我們新添加的冷卻液量與維修手冊標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，前后添加冷卻液的差值就是水垢所占據(jù)的容量，對于水垢的處理我們可以使用汽車專用的水垢清洗劑處理。

④如發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高，冷卻液液量又少于維修保養(yǎng)手冊要求的最低限位量，哪就要對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行泄漏檢查，由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)其溫度都比較高，如果出現(xiàn)冷卻液泄漏都可能很快被蒸發(fā)完，所以冷卻液少量泄漏一般都不太會(huì)去注意到，針對這些問題結(jié)合我的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以用加水壓的辦法來進(jìn)行檢測，讓發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，拆除節(jié)溫器，將水箱的進(jìn)水管接家用抽水機(jī)進(jìn)行加壓，檢查水箱，水管結(jié)合處，缸體缸蓋處沙眼螺絲處有無泄漏。

⑤散熱器檢查，如果散熱器通風(fēng)孔因灰塵和污垢的原因造成的堵塞，會(huì)使散熱器的散熱效果大打折扣，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)散熱。對于這類的故障它還會(huì)影響到汽車空調(diào)功能不正常，需要清潔散熱器外表面贓物。

6 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高故障的檢查與排除過程

針對以上該車的一些故障現(xiàn)象，我首先從簡單的檢查做起。經(jīng)檢查：冷卻液足夠；水箱、水管、缸體及各接頭無明顯泄漏處：冷凝器、散熱器表面干凈，沒有什么積垢，打開散熱器蓋，并沒有發(fā)現(xiàn)氣泡冒出，說明水道里沒有氣，水面上沒有油，排氣管有少量水蒸氣，屬于正?，F(xiàn)象；對汽車散熱器其表面溫度進(jìn)一步檢測，（1）若出現(xiàn)上水管的溫度高于下水管的溫度則說明汽車散熱器的內(nèi)部可能出現(xiàn)堵塞,則應(yīng)及時(shí)又汽車散熱器進(jìn)行清洗。當(dāng)我們啟動(dòng)汽車并逐漸提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，這時(shí)要觀察汽車散熱器的出水管是否被吸癟。如果出現(xiàn)出水管被吸癟，表明散熱器嚴(yán)重堵塞或出水管內(nèi)部脫層堵塞，應(yīng)清洗散熱器或更換出水管。（2）如果散熱器的進(jìn)水管和出水管都沒有出現(xiàn)異常，這時(shí)可以使用溫度測試儀檢測來測量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水管和出水管的溫度。前低后高為分水管損壞故障，應(yīng)更換分水管。（3）如果分水管沒有故障，拆下散熱器進(jìn)水管，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，觀察冷卻液是否有效排出。否則，水泵或恒溫器有故障。拆下恒溫器并重復(fù)測試。如果排水量顯著增加，則表明節(jié)溫器有故障。更換節(jié)溫器；如果排水量保持不變，則水泵發(fā)生故障。進(jìn)一步檢查水泵的工作性能，更換水泵。檢查電動(dòng)風(fēng)扇看其是否出現(xiàn)以下問題：①電動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)速度過低,可能原因是風(fēng)扇電樞或其控制電路可能有故障；②當(dāng)溫度已達(dá)到，但風(fēng)扇無法投入工作時(shí)，則雙速溫控開關(guān)性能不良故障；③如果汽車電子風(fēng)扇一直無法轉(zhuǎn)動(dòng)，我們可以在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)按下汽車汽車空調(diào)A/C 開關(guān)，觀察風(fēng)扇是否能正常工作。如果能正常工作，則為雙速溫控開關(guān)故障。不運(yùn)轉(zhuǎn),則故障可能出現(xiàn)在汽車風(fēng)扇電樞或線路上。擰開機(jī)油加注口蓋，并沒有發(fā)現(xiàn)乳白色的機(jī)油混合物，拔出機(jī)油尺沒有發(fā)現(xiàn)機(jī)油變稀的現(xiàn)象，只是機(jī)油有點(diǎn)臟，可能該車平時(shí)保養(yǎng)不足的緣故吧。進(jìn)行了以上一些基本檢查后，并沒有發(fā)現(xiàn)問題所在，我便做進(jìn)一步的檢查。

根據(jù)一般汽車發(fā)動(dòng)冷卻系統(tǒng)的工作特性，我首先通過比較上下水管的溫差來判斷冷卻水的循環(huán)情況。本人先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到正常的工作溫度后，用手觸摸發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器上的上水管和下水管，這時(shí)發(fā)現(xiàn)上水管和下水管都比較燙手，下水管溫度偏低，估計(jì)節(jié)溫器可能有故障，所以我拆下節(jié)溫器檢查，發(fā)現(xiàn)節(jié)溫度器上有水垢，但不算法很嚴(yán)重，我換上新的節(jié)溫器后試車。試車不到20 分鐘，水溫表指示值得快便超出正常范圍，冷卻水很快就開鍋了，而冷卻風(fēng)扇沒有轉(zhuǎn)過，進(jìn)、出水管溫差不還是很大，說明問題還是沒有解決。

由于該車型只有一個(gè)電子冷卻風(fēng)扇，根據(jù)我對其它車型的維修經(jīng)驗(yàn)，該車開空調(diào)時(shí)電子冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，所以經(jīng)我檢查發(fā)現(xiàn)，該車開空調(diào)時(shí)，電子冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)速正常，說明冷卻風(fēng)扇控制線路基本沒有問題，初步判斷為溫控開關(guān)失靈，由于當(dāng)時(shí)手頭上沒有該車?yán)鋮s風(fēng)扇線路的資料，所以我拆下溫控開關(guān)做一些基本的檢查的試驗(yàn)。我發(fā)現(xiàn)溫控開關(guān)上標(biāo)有92℃～102℃的字樣，根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，該字樣應(yīng)該是溫控開關(guān)的兩個(gè)導(dǎo)通溫度值，分別控制電子冷卻風(fēng)扇的兩個(gè)轉(zhuǎn)速。我將溫控開關(guān)放入正在加熱的水中，用萬用表電阻擋來檢查溫控開關(guān)高速控制端子和低速控制端子與外殼的導(dǎo)通情況。當(dāng)水溫達(dá)到92℃時(shí)，溫控開關(guān)的其中一個(gè)端子與外殼導(dǎo)通，說明溫控開關(guān)低速控制正常，由于條件限制，水溫并沒辦法加熱到達(dá)102℃,即溫控開關(guān)第二擋導(dǎo)通的溫度值?？紤]到溫度開關(guān)第一擋正常，如果水溫達(dá)到溫控開關(guān)第一擋導(dǎo)通的溫度值時(shí)，電子冷卻風(fēng)扇應(yīng)該低速轉(zhuǎn)動(dòng)，但試車過程中，電子冷卻風(fēng)扇卻從沒轉(zhuǎn)動(dòng)過，所以我估計(jì)應(yīng)該是溫控開關(guān)處的水溫關(guān)沒有達(dá)到其第一擋導(dǎo)通的溫度值，可能是冷卻液沒有循環(huán)或者循環(huán)不正常造成的。

我又做了更進(jìn)一步的檢查與分析，考慮到冷卻水可能不循環(huán)或不良，主要跟水管和水道堵塞；節(jié)溫器打不開或開度不夠；水泵損壞有關(guān)。我首先拆下上水管檢查一下水道的水垢情況，發(fā)現(xiàn)水道暢，最后拆下水箱從上水管處通入自來水測試，發(fā)現(xiàn)下水管處排水量基本正常，因此我拆除節(jié)溫器，再裝回水箱試車。經(jīng)過車發(fā)現(xiàn)故障與之前差不多，并沒有多大改善，接下來只有檢查水泵的泵水能力了。我拆下一條出水管，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)讓發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)排水沒有力，說明水泵已沒有工作。經(jīng)拆下水泵檢查發(fā)現(xiàn)，葉輪與泵軸間有滑動(dòng)現(xiàn)象，使冷卻液不能正常循環(huán)。水泵葉輪與裂縫，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪與泵軸體都有刮碰痕跡，水泵損壞了。由于大眾車系的零配件多數(shù)存在大同小異的問題，經(jīng)常給粗心大意的修理工帶來意想不到的麻煩，所以我對新買來的水泵的葉輪尺過和葉輪的直徑行了仔細(xì)的核對，經(jīng)確定認(rèn)無誤后才裝回水泵和節(jié)溫器后進(jìn)行試車。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度后，電子冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)正常，水溫表指示值在正常的刻度范圍內(nèi)，說明該車水溫高故障已徹底排除了。