关于汽车发动机油冷器水路不通问题的分析及处理

于萍 侯丽 夏朝辉

摘要：本文阐述了汽车发动机油冷器的功能，分析油冷器在降低机油温度方面的重要性。当油冷器内部水路不通时，会失去对整机机油的冷却作用，导致发动机的整机温度迅速的上升，降低润滑油的粘度特性，使润滑系统的摩擦副相关的零部件出现异常磨损，严重时甚至会损坏发动机。本文通过对某款发动机油冷器水路不通问题的分析，提供了规避失效的一种解决办法。

Abstract： This paper expounds the function of engine oil cooler and analyzes the importance of oil cooler in reducing oil temperature.When the water inside the oil cooler is blocked， it will lose the cooling effect on the whole engine oil， leading to the rapid rise of the whole temperature of the engine， reducing the viscosity of the lubricating oil， making the friction related parts of the lubrication system appear abnormal wear， and even damage the engine in serious cases.Based on the analysis of the waterway obstruction problem of one engine oil cooler， this paper provides a solution to avoid failure.

關键词：油冷器;水路不通;油温

Key words： oil cooler;water passage blocked;oil temperature

中图分类号：S219.031                                   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）10-0028-02

0  引言

油冷器是增压发动机上一个重要的零部件，其主要作用是降低发动机的机油温度。因发动机在运行过程中，随着转速和负荷的增加，机油温度会迅速的升高，当油温达到某一限值时，机油的粘度会大大降低，增大摩擦副相关的润滑零件之间的磨损。对于一些塑料件或橡胶件，因发动机整机温度过高，也会导致这些零件因超出许可温度使用范围，出现老化、裂纹等，使密封元件之间出现泄露，最终造成发动机整机的损坏。

1  油冷器水路不通的问题背景

公司某一款发动机在进行NVH测试时，进行发动机磨合工况发现，油底壳机油温度持续上升，最高至130℃（常规试验时，油底壳温度一般在110℃左右）。将发动机进行停机检查，发现油冷器水路不通，更换机油冷却器后，故障排除。油冷器故障件拆下后，向接管内灌水，进一步确认水路被堵塞。进行多维度排查，锁定根本原因为：供应商在进行油冷器顶板与顶芯片的焊接时，顶芯片位置装反，导致水管接口与油冷器内部水道不通，引起水路堵塞失效。

油冷器正确装配与错误装配对比示意图，见图1。

2  处理过程及解决措施

针对油冷器水路堵塞问题，主要从以下几个方面进行了排查分析：

2.1 对供应商叠片工艺进行调查

①供应商叠片过程采用双工位手工叠片，无有效防装错措施，工人手工叠片时容易将顶芯片放反，使最后一层进、出水管被堵死。见图2所示。

该环节存在隐患操作：在周转过程中，因人员误操作，叠后零部件可能发生散开问题，再次进行人工重新叠片作业时，很容易将叠片进行错误操作。

②产品100%试漏时只关注水侧漏、油侧漏、水油互通等情况，不能识别水路不通的故障模式。

2.2 产品结构分析

对产品的整个设计结构进行梳理，发现：顶芯片和顶板组件之间无防错设计，顶芯片容易装反，导致水路被堵。装配结果见图3、图4。图3为正常装配过程;图4为错误装配过程。

2.3 对发动机工厂试漏和热试环节进行排查

①发动机装配线检测水道、油道时以泄漏值判定，不能识别水道不通的故障模式;

②热试不能识别油冷器水路不通故障。

针对该失效模式，主要从以下几个方面进行了优化改善：①油冷器芯片装配过程新增自动叠片机，减少错装概率;②在气密性检测出水管口增加压力传感器，增加对水路不通的故障模式进行检测;③增加设计防错，在顶芯片和顶板之间增加工艺凸凹点的防错定位销。

油冷器顶板与顶芯片防错设计参考示意图，见图5。

通过防错设计，可有效避免了油冷器装配过程中顶板与顶芯片之间可能出现的错装风险，杜绝出现水路不通的故障模式。

3  试验结果及临时方案

针对以上优化改进措施，对改进后产品进行相关的性能测试，试验通过，方案可行。为快速有效的在已生产产品中识别油冷器故障件，进行了以下临时方案：

3.1 现有产品中对故障油冷器的筛查

在气源压力0.3-1MPa下使用带有塑料保护的气枪对油冷器进水管吹气，通过出水管感受是否有其他气体流出，合格后在出水管指定位置打点。如图6所示。

3.2 已装车故障油冷器的筛查

因油冷器堵塞，对應的油冷器出水管内无冷却液流通。正常运行工况下，整车启动5分钟左右，经过油冷器从油冷器出水管流出的冷却液即会出现明显的温度上升，触摸有明显的烫手感;当油冷器被堵塞后，无冷却液流通的油冷器出水管无明显的温度上升，整车运行较短时间内，该管路应与环境温度相差无几。通过这种差异，即可在整车上识别所装配的油冷器是否为被堵塞的故障件。因小循环软管内冷却液常通，实际操作中可通过对比这两个管路的表面温度进行判别所使用的油冷器的状态。操作示意图如图7所示。

4  结语

根据油冷器水路不通问题的分析与处理，总结如下：

①技术经验总结。设计防错方面：对标分析应充分、深入，增强对生产过程的防错意识;工艺防错方面：增强对黑匣子件的生产过程防错识别，不要过于相信供应商的设计经验;检测识别方面：检测阶段应充分识别失效模式。

②试验验证/检测方案推荐。设计防错方面：使用工艺凸凹点进行定位防错;工艺防错方面：自动叠片，对芯体定位和高度自动检测等;检测识别方面：气密性检测，增加压力传感器，对水道堵塞时的故障模式进行报警提示。

③流程及管理经验总结。设计开发阶段应充分对标，并增强对黑匣子件的生产过程防错意识。

参考文献：

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