汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障的危害及原因分析

李 博，李青芬

（1.河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451191；2.鄭州城市職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451191）

汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障的危害及原因分析

李 博1，李青芬2

（1.河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451191；2.鄭州城市職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451191）

冷卻系統(tǒng)是汽車發(fā)動機(jī)的一個重要組成部分，出現(xiàn)水溫過高故障會直接導(dǎo)致汽車發(fā)動機(jī)工作能力下降，對汽車本身、乘員、交通參與者甚至整個社會帶來危害。本文從冷卻系統(tǒng)工作特點入手，對汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障的危害和形成原因進(jìn)行了分析。

發(fā)動機(jī)；冷卻系統(tǒng)；水溫過高

1 汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障的危害

保證汽車發(fā)動機(jī)在使用壽命內(nèi)良性運轉(zhuǎn)的一個條件就是發(fā)動機(jī)必須處于一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行工作，這個溫度范圍通常為85℃～105℃。低于或高于這個溫度范圍就會使汽車發(fā)動機(jī)處于非正常工作狀態(tài)，受到不同程度的損傷，從而導(dǎo)致動力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性、發(fā)動機(jī)使用壽命等一系列問題的發(fā)生，對汽車本身、乘員、交通參與者甚至整個社會帶來危害。

（1）動力性方面。汽車發(fā)動機(jī)工作溫度過高，將會使進(jìn)氣管和氣缸中的混合氣溫度升高，分子間距變大，密度變小，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的充其量下降，直接造成輸出功率下降，使汽車出現(xiàn)動力不足的現(xiàn)象。另外，過高的溫度將使氣缸內(nèi)的混合氣燃燒時處于非正常狀態(tài)，燃燒惡化，加速發(fā)動機(jī)的自身損耗。

（2）經(jīng)濟(jì)性方面。隨著汽車發(fā)動機(jī)溫度的提升，供油系統(tǒng)中的氣阻現(xiàn)象將明顯加劇，導(dǎo)致供油量不足故障現(xiàn)象的出現(xiàn)。即使順利噴射到燃燒室內(nèi)的燃油也會在高溫的環(huán)境中加劇油膜表層的蒸發(fā)量，形成一層隔絕上方熱傳導(dǎo)的蒸汽膜，使油膜下方的油液汽化速度減慢，不能及時地參與燃燒過程釋放能量就被排出發(fā)動機(jī)體外，造成了燃料的浪費，經(jīng)濟(jì)性變差。

（3）環(huán)保性。由于發(fā)動機(jī)處于過熱狀態(tài)，燃燒室的殘余溫度過高，積碳嚴(yán)重，將會導(dǎo)致氣缸內(nèi)的混合氣在火焰前鋒到達(dá)前就開始燃燒，從而在燃燒室中形成數(shù)個爆燃點，加劇了氣缸內(nèi)的燃燒反應(yīng)。劇烈的燃燒沖擊波將會使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生爆震，從而加大了發(fā)動機(jī)燃燒污染物的排放量，環(huán)保性下降。

（4）發(fā)動機(jī)使用壽命和安全性。據(jù)統(tǒng)計，汽車發(fā)動機(jī)在110℃的溫度下長期工作，將會使零件的磨損率加大10%。這是因為，隨著發(fā)動機(jī)工作溫度的升高，潤滑油的粘度會大幅下降，使?jié)櫥妥兿?，無法附著在零件的表面形成潤滑油膜，起不到潤滑作用。另外溫度的上升，也會使相互工作的零件膨脹變形，導(dǎo)致其工作間隙變小，同時得不到足夠的潤滑，零件的磨損加劇，使發(fā)動機(jī)的使用壽命縮短。嚴(yán)重時，相互配合的零件會在高溫狀態(tài)下粘連在一起，從而引發(fā)嚴(yán)重的機(jī)械故障，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)喪失工作性能，汽車行駛狀態(tài)異常，危及成員及交通參與者的安全。

2 汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障的原因分析

（1）冷卻介質(zhì)循環(huán)量過少。冷卻介質(zhì)是否足量順暢關(guān)系到汽車發(fā)動機(jī)發(fā)熱量傳導(dǎo)的效率，效率一旦降低，將會使發(fā)動機(jī)剩余熱量增多，在累積效應(yīng)下就會引發(fā)發(fā)動機(jī)水溫過高故障。①冷卻液不足：沒有足量的冷卻液，就沒有足量的熱傳導(dǎo)載體，使發(fā)動機(jī)散熱量不足導(dǎo)致水溫過高，包括正常損耗和泄露兩種情況。②水泵磨損：現(xiàn)代發(fā)動機(jī)廣泛采用利用水泵為動力的強(qiáng)制循環(huán)式水冷卻系統(tǒng)，一旦水泵出現(xiàn)磨損，葉輪與泵殼間的間隙將會變大，泵水壓力不足，泵水量下降，發(fā)動機(jī)與散熱器之間的冷卻循環(huán)速度減慢，熱量無法及時得到散發(fā)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)水溫過高。③傳動皮帶松弛打滑：由發(fā)動機(jī)曲軸驅(qū)動水泵的傳動皮帶松弛打滑，將使水泵的轉(zhuǎn)速降低，冷卻液循環(huán)量減少，水溫過高。④散熱器內(nèi)部堵塞：吸收發(fā)動機(jī)熱量的冷卻介質(zhì)順利流過散熱器，將熱量傳導(dǎo)給大氣后，再流入發(fā)動機(jī)才能起到給發(fā)動機(jī)降溫的作用。一旦散熱器內(nèi)部堵塞，循環(huán)通路將會變小或堵死，冷卻液循環(huán)量減小，水溫過高。⑤冷卻水管吸癟：由于冷卻液循環(huán)通道內(nèi)壓力下降或受外力作用，冷卻水管吸癟或折彎，都將影響循環(huán)效率，導(dǎo)致水溫過高。⑥節(jié)溫器失效：節(jié)溫器是控制冷卻系統(tǒng)大小循環(huán)的關(guān)鍵部件，其一旦失效，就無法打開冷卻液通向散熱器的路徑，發(fā)動機(jī)的熱量無法得到釋放，必然導(dǎo)致水溫過高。

（2）通風(fēng)量過小。另一個影響汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障的因素是通風(fēng)量的大小，通風(fēng)量大，就能將冷卻介質(zhì)攜帶出來的熱量及時傳導(dǎo)到大氣中，使發(fā)動機(jī)得到有效地散熱；相反，熱傳導(dǎo)不及時，將會引起水溫過高的故障，其原因主要有以下3種。①散熱器外部堵塞：風(fēng)只有穿過散熱器時才能帶走熱量，一旦散熱器表面附著了大量的雜物，截斷了風(fēng)的通道，散熱器的散熱能力將會大幅下降，例如春季時空氣中的絮狀物吸附在散熱器表面就極易造成發(fā)動機(jī)水溫過高。②風(fēng)扇因自身或電路失效：風(fēng)扇的主要所用是當(dāng)發(fā)動機(jī)需要大量散熱時加大流經(jīng)散熱器的氣流量，從而達(dá)到快速散熱的目的。風(fēng)扇一旦失效，將無法保證大負(fù)荷時發(fā)動機(jī)大量散熱的需求，導(dǎo)致水溫過高故障。③水溫傳感器失效：現(xiàn)代發(fā)動機(jī)通過水溫傳感器來確定發(fā)動機(jī)的工作溫度，從而判斷何時接通電子風(fēng)扇的電源，以加大散熱量。水溫傳感器失效后，電腦程序無法得到發(fā)動機(jī)溫度信息，就無法控制電子風(fēng)扇合適參與工作，對某些沒有采用綜合控制系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)來講，就會出現(xiàn)水溫過高的故障。

（3）熱源放熱不正常。汽車發(fā)動機(jī)正常工作時其熱量的產(chǎn)生和消散是有規(guī)律的，如果氣缸內(nèi)混合氣的燃燒異?；驈U氣排出不順暢，將會造成發(fā)動機(jī)熱量堆積，導(dǎo)致水溫過高故障的產(chǎn)生。主要有以下3個方面：①點火提前角過?。簩?dǎo)致混合氣的燃燒滯后，緩燃期延長，發(fā)動機(jī)體吸收大量熱量，使機(jī)體溫度升高。②油品太差和爆震：加入汽車發(fā)動機(jī)的燃油品質(zhì)過低，將導(dǎo)致燃燒室內(nèi)各零部件表面積碳增多，在發(fā)動機(jī)做功過程中極易形成熱源并引發(fā)爆震，劇烈的振動不僅會加強(qiáng)各零件的損傷，也會使機(jī)體吸收大量的熱量，導(dǎo)致水溫過高。③進(jìn)氣通道不暢或堵塞：排氣系統(tǒng)中的三元催化器及消音器流通不暢或堵塞，排氣管變形，都會使廢氣在排往大氣中時阻力增大，這就延長了熱量存留在發(fā)動機(jī)體內(nèi)的時間，容易引發(fā)發(fā)動機(jī)水溫過高故障。

（4）機(jī)件異常損傷。除了以上原因以外，發(fā)動機(jī)機(jī)件異常損傷的因素往往會被忽略，比如氣缸體出現(xiàn)細(xì)小裂紋時，氣缸內(nèi)的高溫高壓燃?xì)饩蜁丛床粩嗟乇粩D壓進(jìn)水套中，這部分熱量將使冷卻液的溫度快速上升，特別是發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)時，表現(xiàn)尤其明顯。另外由于燃?xì)獠粩鄬鋮s系統(tǒng)進(jìn)行加壓，嚴(yán)重時就會導(dǎo)致水箱爆裂故障的產(chǎn)生。

3 結(jié)語

綜上所述，汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障不僅會降低汽車的動力性，也會嚴(yán)重影響汽車使用的經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)保性，并將大大縮短汽車發(fā)動機(jī)的使用壽命。通過對造成汽車發(fā)動機(jī)水溫過高故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，可以使駕駛或維修人員在面臨該故障時能夠快速找到故障源頭，進(jìn)而排除故障，恢復(fù)汽車的使用性能，降低對交通參與者和社會的危害。

⑤點擊“完成”按鈕。“零件查看”管理器可以看到，在“設(shè)置1”里面有“面、孔、車削、鏜孔、槽、側(cè)邊”等被自動識別出的特征。每一個特征里面已經(jīng)自動包含了加工該特征需要的所有信息，包括粗精加工策略、刀具、切削參數(shù)以及其他眾多輔助參數(shù)等。

⑥仿真軌跡。打開仿真工具欄中的實體仿真按鈕進(jìn)行仿真驗證軌跡是否正確，F(xiàn)eatureCAM包含線框仿真、2D仿真、實體仿真、快速切削、機(jī)床仿真等多樣化仿真方式，便于使用者通過不同方式進(jìn)行檢視程序。

⑦檢視NC代碼。點擊“NC代碼”按鈕，可看到生成的NC代碼。

3 結(jié)語

FeatureCAM軟件具有大型數(shù)模的處理能力，能夠快速準(zhǔn)確讀入多達(dá)400M的模型；基于特征的識別技術(shù)提升了編程的效率；系統(tǒng)具有強(qiáng)大的刀具和材料知識庫，刀具和切削參數(shù)能一一對應(yīng)。除了車削、銑削模塊以外，F(xiàn)eatureCAM還有強(qiáng)大的線切割模塊、多工位銑削模塊、“立碑式”加工模塊、4軸和5軸模塊。這些模塊可以解決工廠設(shè)備多樣化編程的需求。

利用FeatureCAM軟件可以對復(fù)雜零件進(jìn)行快速生成加工程序，有效解決多工位加工的問題。在銑削方面

FeatureCAM還能夠生成完全符合高速加工理念的加工程序，能夠?qū)战沁M(jìn)行修圓的處理，能夠?qū)崿F(xiàn)粗加工的“賽車道”、“自動擺線”路徑，在降低機(jī)床、刀具負(fù)載的同時，大大提高的設(shè)備的利用率。

Harm of high Automobile Engine Water Tem perature and Cause Analysis

LI Bo1，CHEN Qing-fen2
（1.Henan Machinery-electricity Vocational Technical College，Zhengzhou，Henan 451191，China；2.Zhengzhou City Vocational Technical College，Zhengzhou，Henan 451191，China）

The cooling system is an important part of automobile engine，and too high water temperature will directly lead to automobile engine fault work ability.It brings damage to the car itself，crew，traffic participants.This article obtains the harm of too high automobile engine water temperature and analyzes the reasons starting from the cooling system.

engine；cooling system；too high water temperature

TK407

A

2095-980X（2015）08-0024-02

2015-06-19

李博（1981-），男 ，河南滑縣人，碩士，講師，主要研究方向：汽車動力。