水冷發(fā)動(dòng)機水溫高故障分析

發(fā)動(dòng)機在工作的過(guò)程中，缸體內部經(jīng)過(guò)混合氣體的燃燒推動(dòng)活塞運轉從而來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力。而直接與氣缸內部接觸的氣缸蓋，氣門(mén)等部件溫度就會(huì )很高，如果不及時(shí)得到冷卻零部件有可能因溫度過(guò)高而損壞，影響發(fā)動(dòng)機正常工作。所以這些在高溫區域內作業(yè)的零部件必須要得到合適的冷卻，才能正常工作。根據冷卻介質(zhì)的不同，發(fā)動(dòng)機冷卻系統可以分為風(fēng)冷和水冷，風(fēng)冷卻是將需要冷卻的部件直接與大氣接觸進(jìn)行冷卻，水冷卻是先將熱量傳遞給冷卻液，然后再散入大氣中。由于水冷卻系統的冷卻均勻，傳遞熱量快，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機多用水冷卻系統。
1 水冷卻系統的組成和工作過(guò)程
1.1 發(fā)動(dòng)機水冷卻系統的組成
水冷卻系統一般是由散熱器、水泵、水道、節溫器、膨脹水箱、冷卻風(fēng)扇等組成。

圖1 發(fā)動(dòng)機水冷卻系統的組成
散熱器絕大多都放置在發(fā)動(dòng)機的前端，通過(guò)增大冷卻面積加快冷卻效率。為了更好地將熱量帶走，在散熱器后面裝有冷卻風(fēng)扇配合散熱器進(jìn)行冷卻，它的水管和散熱片大多是用鋁材料制成，同時(shí)散熱片帶波紋狀，更好地提高冷卻效率。
水泵是通過(guò)皮帶與曲軸連接的，通過(guò)曲軸的運轉帶動(dòng)水泵，從而使冷卻液進(jìn)行循環(huán)。根據工作條件的不同可以分為離心泵、旋渦泵和旋轉容積泵等。
節溫器是根據經(jīng)過(guò)的冷卻液溫度高低來(lái)調節管路內的循環(huán)方式，當冷卻液溫度較低時(shí)，節溫器內的石蠟呈固態(tài)，主閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，副閥門(mén)開(kāi)啟，冷卻液此時(shí)進(jìn)行的是小循環(huán)。溫度升高時(shí)，石蠟逐漸熔化成液態(tài)，體積就會(huì )膨脹，推動(dòng)主閥門(mén)開(kāi)啟，同時(shí)副閥門(mén)開(kāi)始關(guān)閉，冷卻液溫度進(jìn)一步升高到一定值時(shí)，主閥門(mén)*開(kāi)啟，副閥門(mén)也正好關(guān)閉小循環(huán)水路，此時(shí)冷卻液全部經(jīng)過(guò)散熱器進(jìn)行大循環(huán)。
膨脹水箱一般是圓形或者矩形，用于平衡循環(huán)系統內的冷卻液容量。當冷卻液溫度升高時(shí)，系統中的冷卻液容積就會(huì )增加，水冷卻系統內的水壓就會(huì )增高，多余的冷卻液就會(huì )排進(jìn)膨脹水箱。當系統降溫時(shí)，膨脹水箱為系統補充冷卻液，同時(shí)還起到穩定系統壓力和排除管路內空氣的作用。

圖2 小循環(huán)
1.2 水冷卻系統的工作過(guò)程
水冷卻系統小循環(huán)。在冷卻液的溫度還沒(méi)有達到節溫器開(kāi)啟溫度（78-80℃）時(shí)，節溫器只開(kāi)啟了通往水泵的旁通管道，這時(shí)冷卻液經(jīng)水泵增加壓力后流經(jīng)水套壁，吸收熱量之后流入氣缸蓋水套，同樣是吸收熱量之后流過(guò)節溫器，然后再次回到水泵的旁通管道內，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機的小循環(huán)冷卻。水冷卻系的小循環(huán)水流線(xiàn)路短，散熱強度弱。
水冷卻系統大循環(huán)。在冷卻液經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機小循環(huán)吸熱一段時(shí)間后，冷卻液的溫度不斷上升，當流經(jīng)節溫器的冷卻液的溫度高于78℃時(shí)，節溫器將打開(kāi)通往散熱器的通道，當溫度繼續升高到90℃時(shí)，通往散熱器的通道*打開(kāi)同時(shí)也關(guān)閉了小循環(huán)流經(jīng)的旁通管道。此時(shí)冷卻液經(jīng)過(guò)節溫器后進(jìn)入散熱器進(jìn)水管，通過(guò)散熱器的散熱后從出水管流出返回水泵，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機的大循環(huán)冷卻。水冷卻系的大循環(huán)水流線(xiàn)路長(cháng)，散熱強度強。當流經(jīng)節溫器的冷卻液溫度在78-90℃時(shí)，此時(shí)冷卻液在進(jìn)行小循環(huán)的時(shí)候一部分冷卻液進(jìn)行的是大循環(huán)。
2 發(fā)動(dòng)機水溫高故障分析
2.1 冷卻液泄漏
水冷卻系統在工作時(shí)應有足夠的冷卻液，如果冷卻液不足會(huì )導致汽車(chē)在行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機會(huì )很快因過(guò)熱而損壞。通常情況，蒸發(fā)僅是冷卻液損失的一小部分，大部分是冷卻液的滲漏流失。冷卻液滲漏主要有兩種形式：外滲和內滲。
外滲的主要原因可能為出水口或進(jìn)水口接頭接縫處破裂或冷卻水管腐蝕破裂、松脫。內滲的主要原因有可能時(shí)氣缸蓋緊固螺栓松動(dòng)或者因為墊片損壞，水套鑄件產(chǎn)生裂紋等導致內滲。

圖3 大循環(huán)
2.2 節溫器失效
當節溫器內的石蠟泄露或者內部的彈簧失效時(shí)，可能導致節溫器無(wú)法打開(kāi)、打開(kāi)不*等情況，這樣冷卻系統內的冷卻液就無(wú)法正常得到冷卻，導致發(fā)動(dòng)機水溫高。
2.3 水泵損壞
當水泵密封圈密封不嚴或者老化等情況下，冷卻液就會(huì )泄漏從而冷卻液不足導致發(fā)動(dòng)機水溫高。另一種是當發(fā)動(dòng)機通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)水泵運轉時(shí)，會(huì )因為皮帶輪打滑使水泵無(wú)法正常運作，就會(huì )產(chǎn)生因冷卻液循環(huán)不充分而造成發(fā)動(dòng)機水溫高。
2.4 散熱器損壞
散熱器損壞一般可分為兩種：散熱器內部堵塞后導致大循環(huán)受阻，冷卻不充分產(chǎn)生水溫高現象。當冷卻風(fēng)扇或者溫度傳感器損壞時(shí)，冷卻風(fēng)扇無(wú)法接收溫度傳感器所傳輸的信號導致散熱器無(wú)法快速冷卻造成發(fā)動(dòng)機水溫高現象。
2.5 膨脹水箱壓力影響
當排查節溫器、散熱器、水泵等無(wú)損壞，冷卻液無(wú)泄漏時(shí)，可能是膨脹水箱蓋子的壓力過(guò)大導致。因為當管路內出現空氣時(shí)會(huì )經(jīng)冷卻循環(huán)進(jìn)入膨脹水箱從而液化或者通過(guò)膨脹水箱蓋子排出循環(huán)系統（液化的只是少數空氣），但當膨脹水箱蓋子的壓力過(guò)大時(shí)管路內的空氣就無(wú)法排出，導致空氣一直在管路內影響節溫器的開(kāi)啟從而影響冷卻液的冷卻，產(chǎn)生水溫高現象。
3 結語(yǔ)
發(fā)動(dòng)機水冷卻系統使發(fā)動(dòng)機得到適度的冷卻，從而保持發(fā)動(dòng)機在適合的范圍溫度內工作。但當發(fā)動(dòng)機冷卻不足時(shí)活塞、氣門(mén)等高速運動(dòng)件容易變形，造成發(fā)動(dòng)機無(wú)力，嚴重時(shí)，膨脹變形的活塞會(huì )拉傷氣缸、曲軸軸瓦溶變而抱死曲軸等。水冷卻系統即使出現再小的故障也可能在這樣的區域造成災難性的后果。所以汽車(chē)水冷卻系統對汽車(chē)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，只有掌握相關(guān)知識后，才能更好地將它應用到生產(chǎn)、生活當中。