關(guān)于汽油機(jī)冷卻系統(tǒng)存氣問題分析及整改

殷懷彪 屈佳聞 線寶來 何利 侯麗 王堯 張山峰

摘要：本文對汽車發(fā)動機(jī)存氣導(dǎo)致的暖風(fēng)水溫上升慢問題進(jìn)行分析及整改，在對發(fā)動機(jī)和整車更改較小的情況下，解決了存氣和暖風(fēng)水溫上升慢問題。

Abstract： In this paper， the problem of slow rise of warm air temperature caused by gas storage in automobile engine is corrected at the analysis level. The problem of slow rise of warm air temperature and gas storage is solved in the case of small changes to engine and vehicle.

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī);冷卻系統(tǒng);暖機(jī)時間

Key words： engine;cooling system;dual loop

中圖分類號：U464.171? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0118-02

0? 引言

汽車發(fā)動機(jī)在工作中，由于受到環(huán)境溫度變化，使用維護(hù)狀況、運(yùn)行、負(fù)荷等因素的綜合影響，以及冷卻水泵只能隨發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)一起運(yùn)行的局限性，易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn)預(yù)熱緩慢、排出大量的藍(lán)煙、過熱等現(xiàn)象。隨著人們生活水平的不斷提升，對汽車的舒適性、NVH等主觀評價性能要求越來越高，動力好、舒適性高、NVH性能好是現(xiàn)在購車人的基本要求，而人們對暖風(fēng)的主觀感受異常敏感，因此需要得到主機(jī)廠的重視。同時，發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度對未燃HC排放率也有一定的影響，過多的HC排放既浪費(fèi)燃油又污染環(huán)境。本文就某1.0TD燃油車在冬季試驗過程中出現(xiàn)的補(bǔ)水管存氣導(dǎo)致散熱器進(jìn)水溫度異常上升，最終導(dǎo)致溫升慢問題進(jìn)行分析及改進(jìn)，為后期新車型開發(fā)設(shè)計積累經(jīng)驗。

1? 故障描述

某車型在黑河冬季試驗過程中，在節(jié)溫器未達(dá)到初開溫度時，散熱器進(jìn)水水溫有異常上升，圖1和圖2分別是故障車型和正常車型散熱器進(jìn)水溫度與發(fā)動機(jī)出水溫度曲線，可以看出，正常情況下，在節(jié)溫器未打開前，散熱器進(jìn)水溫度一直沒有變化。圖3是冷卻系統(tǒng)原理圖和水溫測點位置。

2? 故障排查

2.1 故障復(fù)現(xiàn)

故障車更換一個正常車的節(jié)溫器，散熱器進(jìn)水溫度在節(jié)溫器未打開時仍上升，故障復(fù)現(xiàn)。

2.2 單體零部件檢驗

對故障車的節(jié)溫器初開溫度和擺閥泄漏量進(jìn)行檢驗，無異常。表1是故障車節(jié)溫器和正常車節(jié)溫器。

2.3 整車排查

排除單體節(jié)溫器問題，我們從整車和系統(tǒng)方向進(jìn)行排查。通過從防凍液位置進(jìn)行排列組合進(jìn)行試驗驗證，發(fā)現(xiàn)從節(jié)溫器處放防凍液會導(dǎo)致問題發(fā)生。表2是排查結(jié)果匯總。

2.4 問題分析

通過表2結(jié)果分析，散熱器進(jìn)水溫度異常上升不是某一個單體零部件的問題，是在特定條件下更換節(jié)溫器導(dǎo)致的故障，圖4是冷卻系統(tǒng)布置圖。

推論：從節(jié)溫器處防凍液更換節(jié)溫器，會導(dǎo)致再加注防凍液時，補(bǔ)水管中的長直線段氣體無法排除，膨脹水壺水無法通過補(bǔ)水管進(jìn)入發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)無法建立系統(tǒng)壓力，節(jié)溫器擺閥前后無足夠壓力封閉，泄漏量增大，導(dǎo)致散熱器進(jìn)水溫度異常上升。

3? 試驗驗證及改進(jìn)措施

3.1 試驗驗證

為了驗證推論，確認(rèn)問題的根本原因，我們將補(bǔ)水管更換為透明軟管進(jìn)行試驗。

圖5是更換透明管后，可以看出補(bǔ)水管存在大量氣體，將發(fā)動機(jī)運(yùn)行在3000r/min，氣體仍不能排出，只有增壓器回水在補(bǔ)水管底部循環(huán)，由于氣體阻力，膨脹水壺水無法通過補(bǔ)水管進(jìn)到水泵前，節(jié)溫器擺閥前后壓差無法建立，擺閥無法正常封閉，小循環(huán)防凍液通過擺閥進(jìn)入到散熱器進(jìn)水管中，導(dǎo)致散熱器進(jìn)水溫度在未達(dá)到初開溫度時異常上升。

使用手摁壓補(bǔ)水管，使其向膨脹水壺呈連續(xù)向上，氣體順著補(bǔ)水管到膨脹水壺，氣體順利排出。

從散熱器底部放水閥放防凍液，再加注沒有氣體存在，補(bǔ)水管直線段充滿防凍液，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，除氣管正常除氣，防凍液可通過補(bǔ)水管順利到水泵進(jìn)水管，圖6是試驗照片。

3.2 臨時措施

冷卻系統(tǒng)更換零部件從散熱器底部放防凍液。

3.3 永久措施

重新設(shè)計補(bǔ)水管，取消長直線段結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計后驗證散熱器進(jìn)水溫度無異常上升問題，圖7為改進(jìn)方案水溫測試曲線。

4? 結(jié)語

技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)：①補(bǔ)水管設(shè)計：無動力部分應(yīng)設(shè)計連續(xù)向上結(jié)構(gòu)，無長直線段和U形結(jié)構(gòu);②試驗驗證：對于補(bǔ)水管部分管路無法滿足連續(xù)向上結(jié)構(gòu)，使用透明管進(jìn)行試驗驗證，防止出現(xiàn)加注存氣問題。

流程及管理經(jīng)驗總結(jié)：由于真空加注的普及，冷卻系統(tǒng)除氣問題是前期開發(fā)設(shè)計過程中容易忽視的問題，設(shè)計開發(fā)除要考慮車輛正常工作時的除氣問題，同時要考慮維修更換零部件后的再加注除氣問題，在前期開發(fā)階段應(yīng)充分對標(biāo)，增強(qiáng)零部件對系統(tǒng)影響意識。

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