金華青年客車發動機冷卻液竄入機油故障處理

廣西運德汽車運輸集團有限公司保修廠（530002）　龔蘭軍

?

金華青年客車發動機冷卻液竄入機油故障處理

廣西運德汽車運輸集團有限公司保修廠（530002）龔蘭軍

故障現象 一輛金華青年客車，累計行駛里程約為173萬km，該車配備濰柴WP12型BOSCH 共軌柴油發動機（圖1），排放達國Ⅲ標準，近期發現該車發動機機油液面升高，機油乳化，缺少冷卻液，膨脹箱向外冒冷卻液等故障現象。

圖1　濰柴WP12型BOSCH 共軌柴油發動機

故障診斷與排除 接車后，檢查發動機機油量，發現機油尺顯示機油液面超過正常高度；起動發動機，急加速時膨脹箱向外冒冷卻液，泄漏的冷卻液呈黃色混濁狀態。詢問駕駛人得知，該車使用自來水作為冷卻液。熱機后，發動機排氣管有大量水氣排出，并有水珠凝結滴落，擰開機油口蓋和油氣分離器蓋，發現有大量機油與水的混合物，說明發動機內部已進入大量冷卻液，稀釋了機油，造成機油變質乳化、機油量增多等現象。

車輛發動機冷卻系統與潤滑系統是兩個相互獨立的系統，之間是不竄通的，否則發動機就不能正常運轉，甚至造成發動機過早異常磨損、報廢等情況。在發動機的使用過程中，經常會遇到有冷卻液竄入機油或機油竄入冷卻液的故障。冷卻液竄入機油的常見表現為機油液面上升、機油壓力下降，發動機氣門室蓋、油氣分離器、加機油口蓋等部位有水珠或油水混合物沉積，排氣管有水氣和水珠排出等，常見原因主要有機油冷卻器損壞、濕式缸套的密封圈失效、氣缸墊損壞、氣缸體水堵腐蝕穿孔等；而機油竄入冷卻液的常見表現為發動機的散熱器上層會漂浮有油污，機油量減少等，常見原因主要有發動機機油冷卻器散熱翹片損壞，機油冷卻器進、回油口的橡膠密封圈密封失效，氣缸墊損壞，氣缸體或氣缸蓋的鑄造水道或油道穿孔、有砂眼等。發動機正常運轉過程中機油壓力要高于冷卻液循環壓力，WP12 型BOSCH 共軌柴油發動機在額定功率時的機油壓力為350 kPa～550 kPa，怠速時為100 kPa～250 kPa；冷卻液循環壓力一般為110 kPa～130 kPa。根據上述檢查，認為該車故障是由于冷卻液竄入機油造成的。

查閱相關資料了解了該車的發動機冷卻系統原理，冷卻液經冷卻液泵運轉后進入機油冷卻器，冷卻潤滑油后進入氣缸體主水道對發動機各氣缸進行冷卻，同時有一部分冷卻液進入空氣壓縮機，對其進行冷卻降溫，氣缸體主水道與氣缸蓋水道相通，對發動機各氣缸蓋進行冷卻；接著冷卻液經過節溫器，由節溫器控制冷卻系統的大、小循環，大循環經過散熱器再進入冷卻液泵，小循環則直接進入到冷卻液泵，形成回路，以控制發動機運行過程中的冷卻液溫度。冷卻系統中還設有膨脹箱，連接了散熱器上下出液口和氣缸蓋的出液口，安裝位置要高于發動機的布置高度，其作用為：當發動機熱負荷達到一定程度時，冷卻系統內部壓力超過散熱器蓋蒸汽閥的開啟壓力，蒸汽閥開啟，散熱器內的氣水混合物通過溢流管流入膨脹箱，當冷卻液缺少時，對冷卻系統進行補充，膨脹箱與散熱器蓋的配用，解決了冷卻系冷卻液的補充貯備和貯存問題。

根據由簡到繁原則進行分析，發動機外部除有大量冷卻液冒出的現象外，其余連接件、密封部位等無明顯的冷卻液或機油泄漏跡象。依次對發動機外部件進行拆檢，機油冷卻器除發現有大量水垢存在外，各密封部件良好，冷卻芯片無穿孔破損等情況；WP12型BOSCH 共軌柴油發動機的空氣壓縮機為雙氣缸式，對氣缸蓋進行拆檢時，發現其中一個氣缸的氣缸蓋內水垢積存嚴重，冷卻液道的密封圈損壞（圖2），造成氣缸內有冷卻液進入的痕跡，冷卻液通過破損的密封圈進入空氣壓縮機氣缸，經過活塞環流入油底殼，且在空氣壓縮機的運行過程中，壓縮空氣通過破損的水道密封圈，影響冷卻液的循環，造成膨脹箱向外冒冷卻液。

圖2　空氣壓縮機氣缸蓋內的水垢

更換空氣壓縮機總成后試車，故障現象消失，決定讓該車出廠。車輛出廠后第3天，再次返廠，故障現象和之前一致，但情況有所好轉。筆者對外部相關件進行檢查，均無異常，考慮到車輛使用時間和維護情況，此次故障排除放在發動機內部各密封圈和內部氣缸體水堵、水道等重點部位，該發動機采用干式缸套，無密封圈，排除了氣缸套密封圈損壞造成的冷卻液泄漏問題，拆開油底殼，靜置一段時間滴盡機油后，發現發動機后部有水滴落下。根據發動機的氣缸體鑄造圖和冷卻系統循環走向，且駕駛人用自來水替代冷卻液，造成冷卻系統形成水垢，腐蝕發動機的金屬部件，認為在發動機后部齒輪室內的水堵造成故障的可能性很大。

于是對發動機進行拆檢，發現發動機后部齒輪室內的水堵已被腐蝕穿孔（圖3），穿孔后造成冷卻液通過齒輪室流入油底殼，引起機油液面升高、機油乳化；該部位水堵位于與飛輪殼、變速器連接處，拆裝難度較大，需要對發動機進行整體拆除后才能拆裝，為確保發動機不再出現因水堵穿孔造成故障，除更換故障點的水堵外，還更換了一些拆裝難度大，位置較為隱蔽的水堵。裝復后試車，故障排除，試運行1個月后，進行回訪，駕駛人反映故障未再現，確認故障徹底排除。

圖3　齒輪室內的水堵穿孔部位

故障總結 該車行駛里程較高，車輛使用過程中的維護也不到位，使用自來水來替換冷凍液，造成冷卻系統形成了大量的水垢，對金屬、密封件等部位進行了腐蝕，這個故障是由兩個故障點引起的綜合故障，徹底排除較為棘手，需要修理人員對整個冷卻系統中冷卻液的走向非常清晰，掌握其原理，仔細檢查，通過積累的大量經驗，遵循由簡及繁的排故原則，才能徹底排除故障。另提醒駕駛人，冷卻液的品質極其重要，切忌使用自來水或劣質的冷卻液，否則會給發動機各部件造成嚴重腐蝕損壞和系列問題，影響車輛正常使用。

（2016-01-02）