汽车发动机冷却系统故障检测及维修分析

宋忠财 ， 朱风亮

（山东省产品质量检验研究院，山东 济南 250102）

汽车发动机冷却系统能加大冷却液的压力，冷却液在发动机内循环流动，有效吸附热量、减小磨损，该系统由节温器、补偿水箱、冷却风扇、散热器、发动机机体、水泵、气缸盖等部分构成，一旦出现故障将影响车内取暖循环及冷却系统主循环。因此，保障汽车发动机冷却系统安全稳定十分重要。然而，在检修发动机的过程中却存在故障排查不彻底、效率低等问题，无法消除该系统的故障隐患[1]。基于此，为保障汽车行驶安全且系统稳定，探析汽车发动机冷却系统故障检测及维修方略显得尤为重要。

1 汽车发动机冷却系统结构分析

汽车发动机冷却系统内部循环有以下两个：一是主循环。冷却系统主循环包括正常循环、冷车循环，车辆发动后发动机释放热量，冷却液温度不足以打开节温器，冷却液经由水泵驱动“冷车循环”系统，达到尽快提高发动机温度的目的。发动机温度持续升高，冷却液随之升温并开启节温器，此时车体用“正常循环”代替“冷车循环”，冷却液自发动机流出经过散热器、水泵再回到发动机。二是车内取暖循环。对于发动机来讲车内取暖循环亦属于冷却循环，流经采暖装置时冷却液把热量传入车内，而后流回发动机。不同的是节温器不控制取暖循环，打开暖气就开始循环，该循环与冷却液温度无关。

在分析汽车发动机冷却系统结构的基础上进行设计，设计依据是汽车发动机在所有工况下均能维持在适宜的温度，发动机燃油经济性及使用寿命与冷却系统匹配程度关系紧密，需通过精确的计算与设计优化内部结构，降低冷却系统故障概率。

汽车发动机冷却系统结构设计优化建立在充分了解各部件的前提下。冷却液（防冻液）主要成分是添加剂与水，添加剂有防止金属锈蚀、提升防冻能力的作用，还有不变质及热传导的性能；节温器决定冷却循环类型，若节温器无法正常关闭则会影响发动机运转，使之无法尽快达到最适宜的温度，节温器无法正常开启将减弱冷却液调控温度的能力，发动机过热时位于散热器附近的水管压力、温度存在差异，为汽车发动机故障埋下隐患；水泵给冷却液加压，使冷却液能在系统内循环，水泵故障常见原因为水封破损、轴承运转不良，若发动机过热应先考虑水泵皮带是否存在松动或断裂的故障问题；散热器为冷却液流动提供空间条件，发动机运转时散热器芯外包裹空气，冷却液向空气散热并降低温度，受温度作用冷却液会改变体积，散热器随之改变压力，内压达到一定数值散热器盖打开，冷却液流入蓄液罐，温度降低冷却液重回散热器，若蓄液罐液体保持不变则说明散热器盖发生了故障；散热风扇通常不会在车辆正常行驶状态下工作，汽车原地运动或速度减慢时风扇会转动并达到辅助散热的目的，风扇开关受水温感应器调控；水温感应器属于温度开关，进入发动机的液体水温大于90 ℃将连接电路并开启风扇，在循环正常的前提下若风扇不转则需率先排查风扇及水温感应器的故障；蓄液罐具有缓冲冷却液体积变化及补充冷却液的作用，无须加液过满，若蓄液罐内无液体需开启散热器盖进行故障排查，在相关结构无故障的基础上加液，否则蓄液罐依旧无法正常工作；采暖装置通常不会出现故障，此循环无需节温器控制，在冷车时开启暖气对发动机会带来升温延后的影响，若发动机过热可把暖气开到最大并打开车窗，这利于发动机降温，以免发动机因温度过高而出现故障[2]。

2 汽车发动机冷却系统常见故障检测

2.1 温度过热

造成发动机温度过热的原因有以下几个方面：一是百叶窗开度不足或关闭，散热器通风量减小，散热器通风效果不良，絮状物或泥浆等杂质进入散热片；二是风扇皮带打滑或散热器风扇角度不当、叶片损坏、风罩损坏或脱落；三是回水管变形，冷却系统回水量减少，橡胶管过久未检修或存在质量问题，使散热器回水出现故障；四是散热片过多倒伏或芯管阻塞出现通风不畅、冷却液流通受阻的现象；五是散热器结构内部水垢过多；六是节温器损坏，大循环阀门无法正常开启；七是风扇离合器运转不正常，散热器冷却效率随之降低[3]。检查上述故障需先观察百叶窗的开合度，若开度达标再检查风扇松紧度，用手指按压皮带，该构件挠度为10 mm～15 mm，若受力后产生较大距离则表示风扇皮带过松，需对皮带进行调整。皮带在不松的情况下依旧打滑，表示皮带轮、皮带磨损或有油渍，需及时更换相关结构。风扇转动正常且发动机过热，需针对风扇离合器、扇风量进行检查，主要方法为发动机处于运转状态，把薄纸放在散热器前面，若能被其吸住说明风量达标，反之需针对风扇离合器及风扇叶片方向进行检查，关注风扇的角度、形状、完整性，若叶片变形需用专门工具适度矫正，减小叶片涡流量，形变严重则需更换风扇[4]。

2.2 水温过低

造成发动机冷却系统水温过低的原因有以下几个方面：一是汽车保温性能较差，百叶窗无法正常关闭，发动机温度很难升高；二是节温器受损，小循环阀门无法正常开启，大循环阀门始终处于闭合状态，发动机设计结构发生改变；三是温度控制开关存在无法有效开启电子风扇的问题，风扇无法在温度正常时停止旋转；四是风扇离合器运转不正常，风扇旋转速度过快以至于风量较大。检查上述故障需率先关注汽车保温防护措施，在此基础上检查风扇转速及节温器是否正常，针对故障检修即可[5]。

2.3 冷却液异常消耗

冷却液异常消耗的原因有以下三个方面：一是冷却系统渗漏或内渗；二是散热器盖发生故障；三是冷却系统结构内部水垢过多，使冷却液流转管道因此堵塞，出现循环不良的现象。通常情况下通过清理水垢、更换密封性构件能解决冷却液异常消耗的故障问题，通过检修提高冷却液流通结构的气密性[6]。

2.4 冷却液泄漏

冷却液在汽车运转中需充满冷却系统，若冷却液缺少5%～7%则会停止冷却循环，车辆行驶会因发动机过热而出现故障。蒸发只是冷却液减少的原因之一，冷却液异常减少的主因是溢流管液体流失或渗漏。造成渗漏的原因及故障检修可从以下几个方面分析：一是外渗。溢流管及水箱芯子水槽有裂缝，进水口、出水口接头破裂，芯子或上下水槽支撑处存在磨损的问题，水管腐蚀穿透，气孔、放水开关、橡胶管、软管夹箍、垫片损坏。通常情况下外渗冷却液容易被发现，可及时排查上述故障并更换破损、老化、松动元件，达到规避故障危害的检修目的。二是内渗。气缸盖垫片磨损、紧固螺栓松动，缸盖、缸体结合面变形，水套铸件缩孔或出现裂纹。内渗不易被人们发现，若任其发展会引起较为严重的故障，发动机因缺水而存在过热的危险。冷却液在发动机暂停时流进并注满燃烧室，再次启动发动机时受活塞运动影响可能会导致气缸破裂、损坏气缸盖、连杆弯曲。液体进入曲轴箱、发动机接触部位，黏结层在内部零件表面附着，零件之间的摩擦力加大，不仅影响系统的稳定性还会加速零件的老化与锈蚀。冷却液流入油底壳将造成机油变质的后果，二者混合形成油淤，出现润滑失效的现象，气门、活塞环随之黏结，发动机会因过度磨损而引发故障。结合内渗对发动机结构带来的影响可在检修时精准定位，以解决故障问题为指向完成检修任务[7]。三是快速检修泄漏故障的常见方法。在检查时散热器、补偿贮液箱软管上外接空气压缩机橡胶管，把压缩空气导进闭式水冷循环结构内部。检查外部泄漏点时若下贮水室、散热器、放水开关、软管、水泵等部位有漏点则有针状水柱喷出，能明显识别漏点，在此基础上进一步进行检修处理。机体内部泄漏情况排查亦需根据内部状态加以判断，若气缸垫水道受损，润滑油、冷却液串通，水融入润滑油，油被稀释，重量加大，湿式缸套密封欠佳缸体、缸套会破裂。将机油盘拆下来充入压缩空气就能检查发现漏点。气缸盖泄漏检查可先观察发动机运转情况，将火花塞拆下观察电极的沾水情况，在不拆除火花塞的前提下仅从排气管接头判断是否泄漏，可把压缩空气充进冷却系统并开启发动机，此时排气管会有水流出，说明气缸盖内部存在漏水故障[8]。

3 汽车发动机冷却系统维修路径

3.1 有效应用维修方法

在使用车辆代步时需掌握一些故障维修方法，能对冷却系统故障问题作出大致的判断。遵循分段检查、先外后内、先简后繁、先易后难、范围逐渐缩小的维修原则，灵活选用仪器设备法、人工直观法、故障树分析法等举措在维修前判断故障，确保冷却系统维修有的放矢。通常情况下人工直观法最为常用，以“观”为例，打开汽车发动机冷却系统后内部污垢一览无余，可判断故障是否与污物堵塞有关，通过“嗅”可判断水是否与润滑油融合，通过“摸”能大致了解发动机的温度，判断其是否处于“过热”状态，为进一步制定维修方案提供依据。在安静的环境中开启发动机，使之加速及怠速运行，通过“听”的方式判断发动机冷却系统是否正常，若发动机能发出有规律的低沉声音则说明其运转正常，若发出尖锐的声响则需尽快送去维修厂检修，继而在简便的检修方法及驾驶经验支持下提升汽车发动机冷却系统维修水平[9]。

3.2 定期清理冷却系统

水垢不及时清理会影响发动机冷却系统散热效能，通常维修人员会利用除垢剂清理冷却系统，先用稀酸初步清理，再添加碱性溶液，达到酸碱中和的目的，水泵在冷却系统清洁过程中维持一定的压力状态，确保系统整体彻底冲刷，优化冷却系统的除垢效果。若冷却系统部分构件水垢过多无法常规清洗则需考虑更换或拆卸清洗。在清洗的同时要做好结构检修工作，关键在于及时替换破损、老旧、不牢固的元件，使散热器、水泵、节温器等部件均能处于稳定状态，实现冷却系统维修目标。

3.3 重视车辆日常保养

发动机保养常见举措有以下四个方面：一是定期清洁水箱，以免水垢、锈迹给冷却系统运转带来不良影响，使系统散热作用更佳，降低发动机过热现象发生概率；二是定期更换滤芯及机油，以免发动机因油质变化而引发故障；三是制定良好的保养计划，根据汽车行驶的公里数提出养护要求，恰当选择发动机机油，冷却液需保持清洁，其目的是优化发动机的散热性能，定期清洁气路及油路，保障进气及进油管路畅通；四是冷车状态下开启发动机需预热，使发动机能尽快达到理想的运转温度，提高系统稳定性并降低冷却系统内部元件受损概率[10-16]。

4 结语

综上所述，汽车发动机冷却系统发生故障会缩短发动机的寿命、埋下安全隐患、降低系统的稳定性，甚至会引发交通事故。基于此，人们需重视发动机冷却系统故障检查及维修，在了解汽车发动机冷却系统构成的基础上从温度过热、水温过低、冷却液异常消耗、冷却液泄漏角度切入有针对性地检测故障，在维修中需有效运用简单且高效的方法，定期清理冷却系统，注重车辆日常保养，有效保障汽车发动机冷却系统安全稳定。