客車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)常見故障及維護

曹新立，張菊梅

(宇通客車股份有限公司，鄭州 450000)

目前公路客車普遍采用柴油機作為動力源，其冷卻系統(tǒng)通常采用閉式強制循環(huán)冷卻方式[1-3]，開發(fā)新產(chǎn)品時，整車廠都會對車輛的冷卻能力進行評估，一般是參照GB/T 12542—2020[4]或整車廠內(nèi)部試驗規(guī)范進行車輛的極限工況試驗，如發(fā)動機最大扭矩/轉(zhuǎn)速工況、發(fā)動機額定功率/轉(zhuǎn)速工況，以及車輛使用中的常用工況，如高速工況、熄火浸置工況、模擬山路工況、發(fā)動機怠速工況等試驗。在車輛使用的過程中，影響冷卻系統(tǒng)的主要因素可總結(jié)為風(fēng)、水、電：風(fēng)指通過散熱器的冷卻空氣，水指冷卻系統(tǒng)的防凍液，電指冷卻的電控系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)的零部件發(fā)生故障或維護不當，會造成發(fā)動機過熱或過冷的常見故障。

1 冷卻系統(tǒng)常見故障及處理

1.1 發(fā)動機過熱

1) 故障現(xiàn)象。在車輛運行過程中，若同時發(fā)現(xiàn)以下情況時，則可確定發(fā)動機過熱[5]：水溫表顯示已經(jīng)超過警示的紅線，且長時間沒有回調(diào)，同時伴有冷卻液的溫度指示燈出現(xiàn)報警，發(fā)動機限扭，加速不良，冷卻液沸騰等。

2) 原因分析。一般情況下導(dǎo)致發(fā)動機過熱的原因包括：冷卻液泄漏或不足、風(fēng)扇或水泵皮帶打滑或斷裂、散熱器芯子外堵塞、風(fēng)扇故障、風(fēng)扇離合器故障、冷卻系統(tǒng)控制器故障、冷卻水泵堵塞或者損壞、散熱器芯子內(nèi)堵塞、節(jié)溫器故障、發(fā)動機故障等。

結(jié)合車輛運行中故障發(fā)生時車輛的異常情況做初步判斷，如為發(fā)動機溫度突然過高報警，一般為風(fēng)扇異常、節(jié)溫器失效、水泵失效或冷卻液嚴重泄漏所致；如為發(fā)動機經(jīng)常性溫度偏高過熱，一般為冷卻系統(tǒng)冷卻能力下降或發(fā)動機工作異常[6-8]。

3) 故障處理。一般可采取以下措施：

(1) 檢查膨脹水箱中液位，確認發(fā)動機冷卻液是否不足；檢查車輛下方是否有冷卻液泄漏，冷卻管路是否有破損，各管路固定管夾是否有損壞或丟失。

(2) 檢查風(fēng)扇或水泵皮帶是否有嘯叫、跳動大的情況，以判斷是否斷裂破損；檢查發(fā)動機水泵工作是否正常，運轉(zhuǎn)時是否有異響；檢查風(fēng)扇葉片是否有損傷。

(3) 檢查發(fā)動機機油顏色是否異常，液位是否有增加。

(4) 檢查散熱器芯體表面，清除表面雜物，用壓縮空氣清理散熱器芯子雜物及灰塵；檢查散熱器芯體散熱管及散熱帶倒伏情況，對于散熱管膨脹變形、滲漏、散熱帶倒伏嚴重的散熱器進行更換。

(5) 檢查風(fēng)扇離合器工作是否正常。

① 對于電磁風(fēng)扇離合器：a.檢查軸承噪聲。轉(zhuǎn)動風(fēng)扇離合器或扇葉，聽風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時有無異響，有異響更換軸承或離合器總成。b.測量吸盤間隙。用塞尺測量吸盤間隙，間隙應(yīng)小于0.9 mm，如大于0.9 mm 則更換吸盤或調(diào)整間隙。c.檢查離合器電磁線圈是否正常，接通電源吸盤是否正常吸合。

② 對于硅油風(fēng)扇離合器：a. 檢查離合器是否有破損、漏油情況，離合器運轉(zhuǎn)是否有卡滯、松曠。b.檢查離合器感溫圈是否脫落、損壞。

(6) 檢查控制器工作是否正常，溫度設(shè)定是否合適；或拆卸節(jié)溫器，檢查節(jié)溫器是否有損傷，工作是否正常。

(7) 放掉冷卻系統(tǒng)防凍液，檢查防凍液中是否有雜質(zhì)、異物等；或拆卸散熱器，檢查散熱器水室中是否有雜物造成散熱器芯體內(nèi)堵塞。

(8) 檢查發(fā)動機缸蓋螺栓是否松動，缸墊是否破損[9-10]。

1.2 發(fā)動機過冷

1) 故障現(xiàn)象?？蛙囋谛旭傔^程中，發(fā)動機的動力持續(xù)降低，且水溫表顯示溫度一般在80 ℃以下，油耗增加，即可確定發(fā)動機過冷。

2) 原因分析。發(fā)動機過冷的原因一般有：風(fēng)扇離合器控制器故障、風(fēng)扇離合器故障、冷卻液溫度傳感器故障或是節(jié)溫器故障等。

發(fā)動機過冷主要發(fā)生在寒冷季節(jié)，特別是沒有安裝風(fēng)扇離合器的車輛，發(fā)動機節(jié)溫器在大循環(huán)關(guān)閉時，并不能完全封閉大循環(huán)，會有一少部分的冷卻液通過節(jié)溫器進入大循環(huán)，如果沒有風(fēng)扇離合器斷開風(fēng)扇的動力傳遞，也沒有安裝保溫簾，部分加裝的發(fā)動機余熱加熱器開啟過早等，都會造成發(fā)動機溫度偏低的情況。

3) 故障處理。除在寒冷區(qū)域運行的車輛建議加裝風(fēng)扇離合器或者冬天加裝通風(fēng)格柵或保溫簾，以加快發(fā)動機溫度提升外，還可以采取以下措施：

(1) 檢查水溫表顯示是否正常。車輛啟動后，如水表顯示持續(xù)無變化，檢查發(fā)動機溫度傳感器是否正常，如有異常，更換溫度傳感器。

(2) 檢查風(fēng)扇控制器工作是否正常。一般情況下，溫度控制器出現(xiàn)異常時，控制器默認為接通狀態(tài)，使風(fēng)扇離合器處于結(jié)合狀態(tài)。在檢查風(fēng)扇控制器時注意先弄清控制器的控制策略，是單獨對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)水溫進行控制，還是同時對發(fā)動機的進氣溫度進行控制，以避免誤判。

(3) 檢查風(fēng)扇離合器是否卡死處于常結(jié)合狀態(tài)。

(4) 檢查節(jié)溫器狀態(tài)。拆下節(jié)溫器，檢查節(jié)溫器是否卡死或有異物造成節(jié)溫器無法復(fù)位[9-11]。

無論發(fā)動機過熱還是過冷，采用由簡單到復(fù)雜的操作進行排查，最終鎖定故障原因。

2 客車冷卻系統(tǒng)維護保養(yǎng)

冷卻系統(tǒng)能否正常工作和日常維護關(guān)系密切。在車輛日常維護中，需定期對冷卻系統(tǒng)進行檢查、維護，避免冷卻系統(tǒng)功能異常，影響車輛的正常運行。

2.1 液位及膨脹水箱檢查

冷卻液液位通過膨脹水箱的觀察孔或玻璃管查看。檢查冷卻液液面高度時，需將客車停在平坦的地面上，關(guān)閉發(fā)動機，待冷卻后再檢查液面高度。不足時需要及時添加。

膨脹水箱在冷卻系統(tǒng)有調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)壓力、排除冷卻系統(tǒng)空氣、調(diào)節(jié)水泵進水口壓力的作用，并能夠儲存補充一定量的冷卻液。檢查時注意膨脹水箱是否有開裂、滲漏情況，檢查壓力蓋壓力閥是否正常，溢水孔是否暢通等。

2.2 散熱器檢查維護

散熱器是冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件，使用過程中易被雜物堵塞，從而降低散熱冷卻能力，應(yīng)定期開展清理工作。一般推薦每一個月做一次基本清理：保持發(fā)動機怠速，使用高壓氣從散熱器的進風(fēng)面往另一方向吹，可將灰塵吹出；對于路況較差的地區(qū)，應(yīng)縮短清理的周期，一到兩周清理一次。清理散熱器芯體時，噴嘴距離散熱器芯子距離和壓縮空氣壓力的對應(yīng)值如下：300 mm→3～5 MPa，500 mm→5～8 MPa。

散熱器芯體清理注意事項：

1) 日常清理時不允許用水沖洗，以防止灰塵遇水吸附在散熱芯子上，否則清理更加困難。

2) 吹掃用空氣壓力不能過高，避免將散熱芯子破壞或散熱帶倒伏。

3) 如散熱帶有少量倒伏，可用螺絲刀或鉗子將其弄直，注意避免尖銳器具損傷散熱管。如大量倒伏，則應(yīng)更換。

3 冷卻系統(tǒng)故障案例

3.1 故障現(xiàn)象

一輛2018年生產(chǎn)的客車，使用2年，里程5萬km左右。車輛在秋季環(huán)境氣溫30 ℃左右運行時，發(fā)動機水溫高達103 ℃，將暖風(fēng)打開水溫下降，但是很快水溫又升高到103 ℃，發(fā)動機高溫報警，并有動力下降現(xiàn)象。

3.2 故障分析及排除

對應(yīng)前述發(fā)動機突然溫度過高報警內(nèi)容，根據(jù)從簡單到復(fù)雜的原則，逐步對相關(guān)總成進行排查：

1) 檢查膨脹水箱中液位，確認發(fā)動機冷卻液液位高度合適，檢查車輛下方無防凍液泄漏痕跡。

2) 檢查風(fēng)扇和水泵皮帶沒有嘯叫、跳動大的情況，即無斷裂破損；檢查風(fēng)扇扇葉正常。

3) 檢查發(fā)動機機油，顏色正常，液位正常。

4) 該車安裝有電磁風(fēng)扇離合器，檢查其軸承無異常噪聲，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)無卡滯情況；用塞尺測量吸盤間隙小于0.9 mm；對離合器通電，離合器油吸合“卡塔”聲，可正常吸合。

5) 該車風(fēng)扇離合器由發(fā)動機ECU控制，排除離合器控制器問題。

6) 啟動發(fā)動機，水溫很快升到103 ℃，風(fēng)扇離合器結(jié)合，檢查發(fā)動機水泵運轉(zhuǎn)時無異響；檢查發(fā)動機進出水管，發(fā)現(xiàn)散熱器進出水管溫度較低，初步判斷節(jié)溫器未正常打開，冷卻系統(tǒng)大循環(huán)異常造成發(fā)動機水溫過高。

7) 拆下發(fā)動機節(jié)溫器，用熱水浸泡加熱節(jié)溫器，節(jié)溫器卡死無法打開。對車輛更換節(jié)溫器后，試車溫度恢復(fù)正常，故障排除。

4 結(jié)束語

在客車冷卻系統(tǒng)故障診斷及維護保養(yǎng)過程中，遵循操作“由簡到繁、由易到難、由外到內(nèi)”的原則，針對具體故障征兆進行有序排查分析，并通過科學(xué)的日常維護保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)排除故障并對疑似故障點進行處理，提升車輛的完好率和出勤率。