用故障树分析法诊断发动机过热故障

◆文/辽宁工程职业学院 王力斌

发动机过热是影响汽车正常使用的常见故障，本文通过对发动机冷却系统结构及工作原理的阐述，分析车辆发动机过热故障的原因，构建发动机过热故障现象的故障树，确定故障诊断流程。为发动机过热故障诊断提供参考。

一、故障树分析法

故障树分析法在1962年就已经被开发出，其以操作简单灵活和分析系统全面等优势，得到了广泛应用。至今，其仍在各个领域内与各种智能故障诊断手段配合使用。故障树分析(Fault Tree Analysis)能够系统地查找部件内外的故障原因，并且可以通过故障事件产生的概率进行系统的分析。

在故障树中，发生的故障称为顶事件，引起故障发生的原因称为底事件。顶事件、底事件和中间事件中用逻辑函数进行连接，用以表示事件间的逻辑关系，连接而成的图形为树形结构。逻辑关系能通过逻辑函数进行运算，对故障树可以进行定性分析和定量分析。因为树形结构的存在，可以使维修技术人员直观判断故障事件之间的关系和故障对系统的影响。

二、发动机冷却系统结构

发动机冷却系统的作用是，不论工作状况如何，都能使发动机在适当的温度下工作。目前，大多数发动机都采用水冷系统，如图1所示。发动机的水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、发动机机体等组成。在汽车行驶时，冷却液在冷却系统中因高压作用而循环流动。

图1 发动机冷却系统结构图

发动机使用年限过长时，会使冷却系统的密封性变差。不密封的冷却系统，冷却液会渗漏。在发动机外部，冷却液常在软管接头、散热器、水泵及密封垫处泄漏。曾有维修实例显示，水泵的损坏会导致发动机水温高、加速不良等多个故障点存在于一辆车上。还有维修实例发现，水泵漏水会导致发动机熄火无法启动；在发动机内部，冷却液常在缸体、缸盖裂纹处，汽缸垫密封等处泄漏。由于冷却液的流失，使得发动机不能很好地进行散热，从而导致发动机过热。

当怀疑汽车冷却液泄漏时，可以直接观察是否有黄色或绿色液体出现在发动机及相关部件外部，查看冷却液的外部泄漏情况。当怀疑冷却液泄漏，但没有在外部发现液体时，可以通过机油状态查看冷却液是否内部泄漏。在发动机停驶状态下，拔出机油尺，如果机油为白色，或者机油有气泡，说明冷却液在发动机内部发生了泄漏。

使用发动机冷却系统压力试验仪可以检测冷却系统的密封性。将试验仪装到散热器加液口上，并保持密封状态。用试验仪的手动泵向散热器内加压至100kPa，观察压力表，若指针不动，表明冷却系统密封性良好，无冷却液渗漏；若压力表指针缓慢回落，表明冷却系统密封不良，冷却液有轻微渗漏；若压力表指针迅速回落，表明冷却液严重渗漏。

三、用故障树分析法诊断发动机过热故障

冷却系统故障会导致发动机过热。发动机过热时，水温表显示在红色区域，水温报警。如果不及时排除故障，会使发动机工作过程恶化、零件强度降低、润滑油变质以及零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、可靠性和耐久性全面下降。通常引起发动机过热的原因是节温器失调、冷却液不足、水泵故障、水温传感器故障等。

本文中使用FreeFta软件进行故障树的绘制。FreeFta软件是国内开发的专门针对于故障树绘制与分析的软件。该软件可以实现故障的连续添加、故障树的自动排列、故障树的定性分析和定量更新等。发动机过热故障树界面如图2所示。应用该软件可以求得该故障树的最小割集，如图3所示。

图2 使用FreeFta软件绘制发动机过热故障树

图3 发动过热故障树最小割集

四、发动机过热故障诊断流程

针对图2的发动机过热故障树，结合相关维修经验和资料，确定故障诊断流程如下：

1.利用发动机自诊断功能进行故障诊断；

2.查看冷却液液量；

3.检查散热器是否有故障存在；

4.检查水泵工作情况；

5.检查节温器的工作状况；

6.利用工具仪器查看发动机的负荷情况；

7.查看点火时刻是否正确；

8.检查混合汽浓度。