2015款宝马525Li车多次出现冷却系统报警提示

上海永达汽车集团有限公司 辛 飞

故障现象一辆2015款宝马525Li车，搭载N20发动机，累计行驶里程约为7.5万km。车主反映，车辆行驶过程中，中央信息显示屏多次出现“冷却液液位过低”“发动机过热”的报警提示（图1），之前已经来店检修过2次，但故障始终没有能够解决。

故障诊断接车后首先试车验证故障现象。接通点火开关，起动发动机，观察中央信息显示屏，无任何报警提示。检查膨胀罐内的冷却液液位，正常。询问车主得知，昨天车辆刚刚出现过发动机高温报警提示，并添加过冷却液。查看车辆的维修履历，得知该车因上述故障已来店检修过2次。第一次，车主来店反映，车辆在高速公路上行驶时，突然提示“冷却液液位过低”，于是立即靠边停车，待发动机冷却后，添加矿泉水后立即将车辆开至我店检查。维修人员对冷却系统相关部件做了全面检查，未发现任何异常，于是将车辆先交还给车主，并建议车主后期使用过程中继续观察。1个半月后，车主来店反映中央信息显示屏依旧出现发动机高温及缺冷却液的报警提示。维修人员用故障检测仪进行检测，无故障代码存储，只在控制信息里查看到发动机过热及冷却液液位低的记录，怀疑冷却液泵存在偶发性卡滞故障，于是建议车主更换冷却液泵，车主同意更换，更换冷却液泵后试车约10 km，中央信息显示屏未出现上述报警提示，于是将车辆交还给车主，并建议车主后期使用过程中继续观察。今天，车主来店反映，在更换冷却液泵后的第二天便出现了报警提示，当时车辆正在高速公路上行驶，之后也出现过多次，要求店内维修人员对车辆进行彻底检查。

图1 中央信息显示屏出现的“发动机过热”报警提示

连接故障检测仪读取故障代码，仍然无发动机高温故障代码存储。进行路试，用故障检测仪读取冷却系统相关数据流，也未发现任何异常。对车辆进行路试，路试一段时间，打开发动机室盖，发现膨胀罐周围喷出了很多冷却液。回厂后，用冷却系统压力泄漏测试仪对膨胀罐盖进行打压测试（图2），发现压力只能保持在1.2 bar（1 bar=100 kPa），偏低（标准压力应为1.4 bar）；接着对冷却系统进行打压测试（图3），将冷却系统加压至1.5 bar，大约2 min，发现压力下降不超过0.1 bar，正常。根据上述测量结果，怀疑是膨胀罐盖故障。尝试更换膨胀罐盖后试车，故障现象依旧。同时在试车过程中还发现冷却液从膨胀罐喷出的时候，冷却系统实际温度在70 ℃～80 ℃。结合上述故障现象分析，怀疑是气缸盖衬垫密封不良，使得燃烧室内的高温高压气体进入了冷却系统，于是决定对气缸盖衬垫的密封性进行检查。

图2 测试膨胀罐盖

图3 测试冷却系统

图4 用气缸压力损失检测仪测量各气缸的压力损失

本着由简入繁的诊断原则，维修人员首先拆检4个气缸的火花塞，与正常车辆的火花塞进行对比，未发现异常。使用内窥镜检查燃烧室，发现第4缸活塞顶部有泛白现象，判断可能是有冷却液进入燃烧室。用气缸压力损失检测仪测量各气缸的压力损失（图4），均在标准范围内。为了进一步验证自己的推测，维修人员想到一个简单的办法，用尾气分析仪对膨胀罐内的气体成分进行检测。连接尾气分析仪至膨胀罐，起动发动机，踩下加速踏板至发动机转速为2 000 r/min，读取到的HC含量为51×10-6（图5），不正常（正常情况下，膨胀罐内的HC含量应为0×10-6），由此判断气缸盖衬垫的确存在密封不良故障。拆卸发动机气门室盖，用扭力扳手以标准拧紧力矩对气缸盖固定螺栓进行拧紧操作，发现气缸盖右侧的最后一颗固定螺栓松动（备注：该车发动机呈纵置式），其他气缸盖固定螺栓拧紧力矩均正常。拆下该气缸盖固定螺栓，发现气缸体上的螺纹已粘连在螺栓底部（图6）。拆下气缸盖，发现气缸盖衬垫表面上的密封胶也已损坏（图7）。进一步测量气缸盖的平面度，未发现气缸盖有变形现象。

图5 膨胀罐内的气体成分检测结果

图6 气缸体上的螺纹已粘连在螺栓底部

故障排除 更换气缸体、气缸盖衬垫、气缸盖固定螺栓，重新装配发动机，反复试车，上述故障现象不再出现，于是将车辆交还给车主，1个星期后进行电话回访，车主反映车辆一切正常，至此，故障排除。

编者按

气缸盖衬垫是汽车上最重要的一种垫片，早期使用的气缸盖衬垫是由薄金属片包石棉制成，而现在普遍使用纯金属垫片。它的作用是保证气缸体与气缸盖结合面间的密封，防止漏气、漏水及漏油。由于工作环境恶劣，要求它耐热、耐腐蚀，具有足够的强度、弹性和导热性，从而保证可靠的密封。气缸盖衬垫烧蚀是一个比较常见的故障，一般会有以下4个部位：一是气缸与气缸之间的气缸盖衬垫烧蚀；二是单个气缸燃烧室与油道之间的气缸盖衬垫烧蚀；三是单个气缸燃烧室与水套孔之间的气缸盖衬垫烧蚀；四是单个气缸燃烧室气体烧穿其他部位气缸盖衬垫。由于气缸盖衬垫烧蚀的部位不同，其故障表现也不同。另外，对于气缸盖衬垫烧蚀的诊断，通常我们的做法是，根据故障的具体表现形式（例如发

故障分析 该车故障维修完成后，维修人员结合故障部位及之前多次检查结果做了以下分析。在前期检查过程中，推测气缸盖固定螺栓松动并不明显，故燃烧室内的高温高压气体泄漏也并不严重，在短距离低负荷试车时，根本不会出现中央信息显示屏报警，以及冷却液从膨胀罐喷出来的故障现象。随着故障部位损坏程度加重（即气缸盖固定螺栓不能完全压紧气缸盖衬垫），进而导致缸内燃烧室的高温高压气体很容易进入冷却系统，造成冷却系统压力过高，并将冷却液从膨胀罐内挤压出去。当膨胀罐内的冷却液液位低至一定位置时，中央信息显示屏出现“冷却液液位过低”的报警提示。在冷却液循坏过程中，当冷却液中夹杂的高温高压气体经过气缸盖出液口的冷却液温度传感器表面时，冷却液温度传感器很可能将此高温信息传递给发动机控制模块，从而造成中央信息显示屏出现“发动机过热”的报警提示。动机机油乳化，散热器内有气泡冒出等等），再借助于气缸压力表的检测加以判断。而在本故障案例中，辛工也是采用了仪器设备（即冷却系统压力泄漏测试仪和气缸压力损失检测仪）并做了相应的检测，结果未能确认到气缸盖衬垫密封不良故障，推测这有可能是仪器设备的检测状况与发动机实际工作状况存在差别所导致的。后辛工经过分析，如果气缸盖衬垫的确存在密封不良故障，那么缸内燃烧室的高温高压气体就有可能进入到冷却系统，而对于窜入的高温高压气体的成分，是否可以借助于尾气分析仪来判断。因此，再次起动发动机，踩下加速踏板至发动机中速运转，大胆地尝试用尾气分析仪对膨胀罐内的气体成分进行检测，结果果真确认到可疑的气体成分HC，进而推测这与气缸盖衬垫密封不良有关。