周靖
摘 要: 由于发动机散热不良,造成冷却液温度过高,发动机动力性能下降。采用更换硅油风扇离合器和清洁水箱、缸体水道等方法,可以使发动机工作性能恢复正常。分析研究冷却系统的组成及产生故障的原因,对维修技术人员提高维修水平、准确快速地排除汽车故障具有一定的参考意义。
关键词: 发动机 冷却水温 风扇转速 硅油离合器 沉积水垢
1.发动机大负荷工作时水温偏高的现象
笔者以一辆丰田海艾狮小客车为具体分析对象。该车已使用5年,行驶里程约12万km。夏季,气温30℃以上时发动机水温高出正常值,尤其是使用空调或爬坡慢行之时,即发动机负荷明显增大时就会出现冷却水温升至95℃以上,甚至“开锅”的现象。因此,该车发动机输出功率明显下降,而且这一现象持续时间较长,车辆不能正常行驶。关闭电源开关熄火后,发动机不能停止工作的情况亦曾出现。
2.造成故障的原因分析
造成汽车发动机在行驶中温度高的原因,主要是冷却系统不能正常工作,不能通过冷却系统将发动机工作时发出的热量散发到大气中。根据实践分析,造成发动机冷却系统水温过高的原因有以下几点:
2.1在冷却系统中,如散热器、水泵、气缸体、气缸盖、气缸垫、暖风机水箱、水管,以及橡胶软管和放水开关处有渗漏水现象,会减少水量在气缸、气缸盖水套的循环流动,降低吸收气缸内热量的功能,致使冷却水温过高。
2.2散热器和气缸、气缸盖水套内沉积的水垢过多,会降低冷却水散热功能。因为水垢的传热能力是正常的几十分之一,水垢过多造成冷却系统不能很好地将发动机内的热量散发掉。而水套内沉积的水垢增多造成循环管路截面减少,使参加冷却循环的水量减少,从而降低吸收热量的能力;导致冷却水温过高。造成沉积生成水垢的原因,是平时加注的冷却水中含有过多矿物质。
2.3水泵损坏或传动皮带打滑造成水泵运转不良。水泵不能正常转动产生足够水压,也会降低冷却水的流量。因为冷却水的循环流动是通过水泵施加水压,使散热器冷却了的水压进入发动机水套内,逼出已吸了热量的冷却水流至散热器去散热的。如果水泵工作不良,产生的水压不高,则冷却水的循环流动的流量减少,散热效果不明显,造成冷却系水温过高。
2.4汽车空调系统的冷凝器散热不良。在夏天使用空调制冷,制冷系统的制冷剂热量,靠冷凝器进行散热,如果冷凝器散热片粘有尘土、油污,则会影响其散热效果,造成使用空调制冷时车厢内温度下降不大,制冷压缩机不停运转,加大发动机工作负荷,造成冷却水温度有过热的现象。
2.5燃料供给系调整不当,使可燃混合气过稀。混合气过稀会使燃烧速度缓慢,而且燃烧后所产生的热能大部分散失于气缸壁,致使发动机冷却水温升高。
2.6点火系调整不当,点火提前角调整过迟,使混合气不能及时燃烧和充分燃烧,未燃烧的燃料在排气喉内补燃,既影响发动机的动力输出,又使发动机冷却系统温度升高。
由以上分析得出,发动机在大负荷工作时,如果出现冷却系的水量不足、水泵工作不正常、气缸盖气缸水套和散热器内沉积的水垢过多、风扇离合器损坏、供油系或点火系调整不当等,都会使发动机冷却水温不能降温且升至很高,影响发动机正常工作。
3.排除故障的措施
根据以上分析,围绕冷却系统水温高这一问题,查阅有关的汽车冷却系维修保养资料,对逐个可能产生的原因进行检查分析,对可能会发生故障的部位采取先易后难的方法进行检查。首先从外表检查,包括散热器、水泵、气缸体、暖风机水箱、水管及橡胶软管和放水开关等,观察其是否有漏水,检查水泵皮带是否太松、风扇叶片是否有损烂。经外表检查,没有发现漏水部位,水泵皮带处没有过松打滑的现象,风扇叶也没有变形损坏。然后检查节温器有否工作不良导致冷却水的水量循环不足,把节温器拆下来,将节温器放在装有水的铁盘上,然后加热,同时把玻璃温度计放在水中测试,观察温度计上的读数与节温气额定开启温度是否相符,升程是否在95℃时>8mm。结果当温度计读数为90℃时节温器才开始张开工作,比额定开启温度82℃高了8℃。所以,笔者安装了一个新的节温器(额定开启)温度为82℃。启动发动机并开空调观察水温表的情况,结果水温表的指针略比以前低些,行驶车辆进行路试,经过10min高速行驶,水温表的指针很快就过中线,仍然有冷却水温过高的现象。接着对空调冷凝器进行淋水降温,检查水温,虽有好转,但效果仍然不明显,说明与冷凝器散热情况关系不大。重新检查调整燃料供给系和点火系,结果也收效不大,说明水温过高现象应该不是以上原因所致。
再次启动发动机,调高空调制冷,控制发动机转速,以低速直升到高速运转观察此时冷却风扇的转速,在发动机冷却水温度超过90℃时,仔细倾听风扇响声和风扇的转速,仍无变化。将发动机熄火,随即用手拨动风扇叶,较为轻松,与冷车时拨动风扇的感觉相差不大。硅油风扇离合器是根据发动机冷热状态自动调节冷却强度,使发动机始终保持最佳的热工作的状态。发动机温度高,风扇转动就快,风量就大;发动机温度低,风扇转动就慢,风量就小。风扇转速应该是随着发动机的温度升高而提高。其出现故障必然影响散热器的冷却散热,造成发动机温度过高。由此可见,水温高是硅油风扇离合器损坏造成风扇工作不良所致。于是更换风扇离合器,更换后风扇的转速能随着温度的升高而加快转动,噪音明显增大,在水温达到95℃时风扇更是全速运转。
4.结论
发动机水温过高的主要原因是硅油风扇离合器损坏和散热器、气缸、气缸盖水套内的沉积水垢过多,而其他的原因虽有影响,但不是主要原因。伴随着发动机的结构更为复杂、精度更高、故障的多样化、隐蔽性,给车辆的维修工作带来一定的难度。因此,尽快熟练掌握专业维修知识、提高工作效能,对现代汽车实施科学地、合理地保养和维修,就显得十分重要。所以,我们在日常的维护保养中,要有针对性地做好以下工作。
4.1勤检查气缸、散热器、水泵、橡胶软管和放水开关等处有否漏水,发现渗漏的部位应及时检修。
4.2加注冷却水时要加原厂规定的冷却液以减少水垢的沉积生成,要定期清洗、维护。重视维修技术人员的培训,提高维修人员的素质,提升设备、工艺技术水平。
参考文献:
[1]姜年强.汽车修理工艺[M].北京:人民交通出版社,1994.
[2]陈家瑞.汽车构造[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]汤定国.汽车发动机构造与维修[M].北京:人民交通出版社,2002.