奔馳GLA200發(fā)動機(jī)故障燈亮，儀表顯示水溫低

鄭州/劉勤中

車型：奔馳GLA200，配置270.9發(fā)動機(jī)。

行駛里程：43631km。

VIN：WDC1569431J××××××。

故障現(xiàn)象：儀表上的發(fā)動機(jī)故障燈亮，儀表水溫表顯示發(fā)動機(jī)水溫過低，行駛很長時間仍然很低。

故障診斷：檢查發(fā)現(xiàn)熱車時儀表顯示發(fā)動機(jī)水溫只有80℃，路試水溫還會下降大約5℃。連接XENTRY診斷儀進(jìn)行快速測試，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)控制單元有1個故障碼，P012800冷卻液溫度低于冷卻液節(jié)溫器標(biāo)準(zhǔn)溫度。

此車采用M 270發(fā)動機(jī)，4缸直列橫置直噴廢氣渦輪增壓發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度由發(fā)動機(jī)控制單元控制的熱量管理進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

◆快速達(dá)到最佳工作溫度

◆減少廢氣排放

◆節(jié)約燃油

◆加熱舒適性提高

熱量管理系統(tǒng)中的冷卻液回路的整體布局如圖1所示。

此系統(tǒng)安裝了1個可完全關(guān)閉的冷卻液水泵（如圖2、圖3所示），當(dāng)發(fā)動機(jī)冷啟動時，為了能使得水溫迅速上升到工作溫度， ME通過激活真空電磁閥Y133，真空就能作用于水泵的真空室3，真空室操縱球形閥4把整個水泵的葉片包裹住。因此，即使水泵被發(fā)動機(jī)帶動而旋轉(zhuǎn)，也不能輸送冷卻液出去，這樣就可以使發(fā)動機(jī)加速升溫，并且減少排放。

如果滿足以下條件，冷啟動時冷卻液泵就會關(guān)閉：

◆水溫 ＜85℃

◆增壓空氣溫度未達(dá)到極限值

◆發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速＜4000r/min

◆空調(diào)系統(tǒng)沒有發(fā)出加熱請求

如果上述條件不滿足，則發(fā)動機(jī)控制單元就會終止促動冷卻液泵轉(zhuǎn)換真空電磁閥Y133，球形閥4重新打開，冷卻液泵重新建立冷卻液循環(huán)。

系統(tǒng)還裝配了1個可加熱式的冷卻液節(jié)溫器，它的功能順序如下：

┃ 圖1 熱量管理系統(tǒng)的冷卻液回路

冷卻液節(jié)溫器中的球形回轉(zhuǎn)閥由受溫度影響的膨脹蠟元件的膨脹或收縮打開或關(guān)閉（溫度范圍98～108℃）。 此外，可根據(jù)發(fā)動機(jī)驅(qū)動需求通過促動冷卻液節(jié)溫器加熱元件（R48）以可變的方式打開和關(guān)閉冷卻液節(jié)溫器。為此，發(fā)動機(jī)控制單元根據(jù)工況通過一個接地信號促動冷卻液節(jié)溫器加熱元件， 通過電路87 M2供電，冷卻液節(jié)溫器可能具有以下狀態(tài)：

◆關(guān)閉

◆開啟（混合模式）

◆開啟 （散熱器運(yùn)行模式，也叫大循環(huán)模式）

冷卻液節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

┃ 圖2 冷卻液泵控制

┃ 圖3 冷卻液泵

1.關(guān)閉狀態(tài)

如果滿足以下條件，冷卻液節(jié)溫器的球形轉(zhuǎn)盤閥會關(guān)閉：

◆冷卻液溫度低于約 98℃

◆冷卻液節(jié)溫器加熱元件斷電

◆無全負(fù)荷請求

在該位置，冷卻液流過發(fā)動機(jī)回路，并根據(jù)需要流過加熱器熱交換器，如圖5所示；冷卻液不流經(jīng)發(fā)動機(jī)散熱器；以此方式可更快地加熱冷卻液，通過快速暖機(jī)，發(fā)動機(jī)更快地達(dá)到工作溫度，從而減少燃油消耗并減少廢氣排放。

當(dāng)全閉合的情況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高也可以導(dǎo)致熱水沖出至小循環(huán)，如圖6所示。

2.開啟（混合模式）狀態(tài)

如果滿足下列條件之一，則球形轉(zhuǎn)盤閥開始開啟：

◆首次啟動后（無全負(fù)荷請求）冷卻液溫度達(dá)到約98℃時

◆冷卻液節(jié)溫器加熱元件通電

冷卻液溫度范圍為98～108℃時或根據(jù)冷卻液節(jié)溫器加熱元件的激勵情況，彈性蠟元件開始膨脹并促動球形回轉(zhuǎn)閥，這樣就會打開到發(fā)動機(jī)散熱器的通道，球形轉(zhuǎn)盤閥的開口橫截面會根據(jù)膨脹蠟元件的溫度或冷卻液溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此方式可以改變到發(fā)動機(jī)散熱器的冷卻液的流量，如圖7所示。

3.開啟（散熱器運(yùn)行模式，也叫大循環(huán)模式）狀態(tài)

如果冷卻液溫度超過約108℃，則球形轉(zhuǎn)盤閥完全打開，冷卻液可以毫無限制地流過發(fā)動機(jī)散熱器，如圖8所示。當(dāng)冷卻液溫度高于85℃且存在斷路請求時，也會通過加熱彈性蠟元件使球形轉(zhuǎn)盤閥完全打開。以下情況下，冷卻液溫度降低，以防止達(dá)到危險的溫度范圍：

◆進(jìn)氣溫度高于38℃

◆發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于3000r/min

◆發(fā)動機(jī)負(fù)荷高于30%

根據(jù)車外空氣溫度，通過加熱彈性蠟元件使冷卻液溫度降低（當(dāng)車外溫度＜12℃時降至大約90℃之間，當(dāng)車外溫度＞12℃時降至大約80℃）。

如果熱超負(fù)荷，過熱保護(hù)功能會保護(hù)發(fā)動機(jī)防止其損壞以及防止安裝在發(fā)動機(jī)旁邊的催化轉(zhuǎn)換器發(fā)生過熱損壞。采取以下措施進(jìn)行過熱保護(hù)：

┃ 圖4 冷卻液節(jié)溫器節(jié)構(gòu)（打開狀態(tài)）

┃ 圖5 關(guān)閉狀態(tài)

┃ 圖6 熱水沖出至小循環(huán)狀態(tài)

◆冷卻液溫度達(dá)到約90℃并且增壓空氣溫度達(dá)到約20℃之后，根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速在延遲方向上根據(jù)特性圖調(diào)整點(diǎn)火角

◆促動電機(jī)（M16/6m1）根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)動速度縮小節(jié)氣門的開啟角度

◆空氣質(zhì)量較小時，縮短 1～4 號汽缸的噴油器（Y76/1～4）的噴射時間

◆由發(fā)動機(jī)控制單元促動冷卻液節(jié)溫器加熱元件，以實(shí)現(xiàn)冷卻液節(jié)溫器中的球形轉(zhuǎn)盤閥全開

根據(jù)故障碼的描述以及上述熱量管理系統(tǒng)工作原理分析此故障可能原因：

◆發(fā)動機(jī)控制單元軟件問題

◆節(jié)溫器機(jī)械故障，比如節(jié)溫器加熱元件電氣故障或球形轉(zhuǎn)盤閥卡滯，關(guān)閉不嚴(yán)等

◆儀表電氣故障

根據(jù)故障碼 P012800冷卻液溫度低于冷卻液節(jié)溫器標(biāo)準(zhǔn)溫度，查詢有1個廠家的技術(shù)指導(dǎo)TIPS文檔LI20.10-P-059273，對于生產(chǎn)日期在2017 年 5 月之前的車輛：通過BD/DVD 或更高版本為發(fā)動機(jī)控制單元重新編程，但是進(jìn)行軟件升級后，發(fā)動機(jī)故障燈不亮了，但是試車時儀表上水溫表顯示仍然很低。

對比發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)控制單元的實(shí)際值與儀表顯示的水溫始終一致，說明儀表本身沒有問題。

將車輛停放一晚，第二天早上冷啟動，利用紅外溫度測試儀持續(xù)測量散熱器進(jìn)、出水管溫度，發(fā)現(xiàn)進(jìn)、出水管的溫差始終低于10℃，溫度差大約為8℃左右，而對比正常車因?yàn)槔鋯雍蠊?jié)溫器位于關(guān)閉狀態(tài)，散熱器進(jìn)、出水管溫差會始終大于10℃，直到約 98℃，節(jié)溫器打開，溫差才會變小。因?yàn)榇塑囘M(jìn)、出水管溫度較接近，說明節(jié)溫器關(guān)閉不嚴(yán)，始終為打開狀態(tài)。

┃ 圖7 開啟（混合模式）狀態(tài)

┃ 圖8 開啟（大循環(huán)模式）狀態(tài)

┃ 圖9 故障車數(shù)據(jù)

┃ 圖10 正常車數(shù)據(jù)

利用XENTRY診斷儀進(jìn)行R48（冷卻節(jié)溫器加熱元件）的引導(dǎo)型檢測，檢測報告如圖9所示。

結(jié)果為NOT OK，節(jié)溫器卡滯，而對比正常車檢測報告如圖10所示。

可以看出正常車的水溫始終是在最低值和最高值的范圍內(nèi)，平衡升高到約95℃，而此車水溫波動明顯，最高也只短暫達(dá)到80℃，并且超出了最低限值。

綜合分析此車的故障原因是節(jié)溫器關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)冷卻液溫度升高速度低于指定的存儲在發(fā)動機(jī)控制單元內(nèi)的曲線，設(shè)置故障碼P012800。

在冷機(jī)狀態(tài)下拆下節(jié)溫器，查看節(jié)溫器卡滯在大循環(huán)狀態(tài)下，幾乎全開的位置。

解體節(jié)溫器檢查，發(fā)現(xiàn)節(jié)溫器球形轉(zhuǎn)盤閥白色特氟龍密封圈上有許多雜質(zhì)，如圖11所示。

┃ 圖11 特氟龍密封圈上有許多雜質(zhì)

檢查節(jié)溫器球形閥表面有明顯異常劃痕，如圖12所示。

┃ 圖12 劃痕

檢查節(jié)溫器內(nèi)部的加熱元件觸點(diǎn)有明顯的銹蝕現(xiàn)象，如圖13所示。

┃ 圖13 銹蝕

檢查冷卻液水壺中有雜質(zhì)，如圖14所示。

通過對雜質(zhì)顏色和硬度的分析，雜質(zhì)應(yīng)該是硅酸鹽顆粒，球形閥與白色特氟龍密封圈完全關(guān)閉時，是小循環(huán)，由于球形閥轉(zhuǎn)動時，接觸面積比較大，所以如果冷卻系統(tǒng)中有顆粒物，極易使球形閥卡在半開或全開狀態(tài)，導(dǎo)致水溫故障。

┃ 圖14 雜質(zhì)

乙二醇型冷卻液中的硅酸鹽是鋁的特效緩蝕劑，對冷卻系統(tǒng)中的多種金屬都具有保護(hù)作用，特別是增強(qiáng)了冷卻液對鑄鋁合金的保護(hù)作用。

對冷卻系統(tǒng)組件進(jìn)行徹底沖洗，直至無任何異物殘留，更換節(jié)溫器和水壺，試車故障排除。

故障總結(jié)：冷卻系統(tǒng)內(nèi)存有過量的硅酸鹽，需要沖洗發(fā)動機(jī)、水箱等部件，并且還需更換節(jié)溫器和水壺。如果有鑄造砂，需要沖洗發(fā)動機(jī)，同時更換以下配件：節(jié)溫器、水壺、水箱、變速器油以及機(jī)油熱交換器、增壓空氣冷卻器、電子水泵、電子循環(huán)水泵、暖風(fēng)水箱和低溫冷卻水箱。

硅酸鹽和鑄造砂的區(qū)分：

◆硅酸鹽是純白透明顆粒（有被冷卻液染色呈粉色），用金屬工具輕輕捻壓就碎，呈白色和粉色粉末

◆鑄造砂是灰色顆粒，硬度高，輕捻壓不會碎，敲碎后，是土灰色粉末

此外，還可通過分解檢查節(jié)溫器確認(rèn)造成該問題是由硅酸鹽導(dǎo)致還是鑄造砂導(dǎo)致；觀察球閥和白色密封環(huán)，看磨損情況、球閥表面磨損、密封環(huán)輕微刮痕，基本上可以確定是過量硅酸鹽導(dǎo)致。 如果球閥和密封環(huán)有嚴(yán)重劃痕，并出現(xiàn)溝槽，說明存在鑄造砂的情況。