柴油發動機水溫過高問題淺析

張代紅

摘要：隨著近年來柴油機技術的進步，特別是小型高速柴油機的新發展，柴油機在汽車上的應用越來越廣泛。但在技術突破的同時產生的一些問題卻不容忽視，其中柴油汽車在行駛過程中，發動機水溫過高成為了一項致命問題。汽車在行駛過程中，發動機水溫高過其正常工作溫度，可能會導致突然熄火。在社會對安全行駛的關注度不斷的提升下，研究柴油發動機冷卻系統，制定柴油機水溫過高問題專項解決方案。

關鍵詞：柴油發動機；水溫；冷卻系統；空氣

柴油機不需要點火系統，燃燒方式是壓燃式。同時，柴油機燃油供給系統相對簡單，因此柴油機的可靠性優于汽油機。由于爆燃的限制和柴油機自燃的需要，柴油機的壓縮比很高，其熱效率和經濟性都優于汽油機。在相同功率下，柴油機扭矩大，最大功率轉速低，適合于卡車的使用。近年來，一些先進的技術，如電子控制共軌直噴、渦輪增壓、中冷等新的技術可以應用在小型柴油發動機上，柴油機的缺點得到了較好的解決，而在節能和二氧化碳排放上的優勢，則是包括汽油機在內的所有熱力發動機無法取代的，先進的小型高速柴油發動機，其排放已經達到歐洲Ⅲ號的標準，成為“綠色發動機”，而柴油汽車也將會更頻繁的出現在汽車市場。

一、柴油發動機水冷卻系統工作原理

當發動機運轉時，水泵隨之旋轉促使冷卻液強制循環，在發動機工作過程中，循環中的冷卻液降低氣缸體、氣缸套、氣缸蓋等零部件溫度。當冷卻液溫度上升過程中達不到節溫器開啟溫度時，僅小循環工作，冷卻液通過水循環管直接從水泵重新進入缸體。當冷卻液溫度上升至節溫器開啟溫度時，石蠟開始融化，大循環開啟，節溫器閥門關閉旁通水路，高溫冷卻液從節溫器流入散熱器水室，經風扇空氣流強制冷卻，散失部分熱量，溫度已降冷卻液留在散熱器水室，經水泵在泵體重新參加冷卻循環。

二、柴油發動機水溫過高問題分析及措施制定

（一）問題分析

柴油發動機汽車正常駕駛過程中，發動機溫度直線上升，超過正常的工作溫度，水溫報警燈閃爍，同時發動機限制扭矩輸出。針對該問題現象，進行原因分析，排除非要因，從根源解決問題。根據冷卻系統的工作原理，小循環在發動機工作運轉時開始工作，因此故障原因鎖定在大循環工作問題。考慮到目前市場所使用的柴油發動機冷卻系統技術的成熟程度，排除風扇轉速太低、大循環冷卻性能不滿足發動機的正常工作溫度。從大循環的工作條件來看，影響大循環開啟的兩個因素為冷卻液溫度和節溫器是否打開。根據柴油發動機工作過程中水溫過高現象，排除冷卻液溫度達不到大循環開啟溫度。通過對節溫器開啟溫度試驗，節溫器開啟溫度為78℃左右，在85℃左右時完全開啟，而柴油發動機水溫報警燈閃爍時溫度約為100℃，由此可見，在發動機水溫報警燈閃爍之前，節溫器已經完全開啟，大循環可以正常工作。綜上所述，高溫的冷卻液并未與節溫器直接接觸，致使節溫器無法達到開啟溫度，大循環無法開啟，柴油發動機水溫過高原因鎖定為冷卻系統存在空氣，阻止高溫的冷卻液接觸節溫器。

（二）措施制定

發動機冷卻系統為密閉系統，冷卻系統內存在空氣，主要有兩個原因，原因一：冷卻系統密封性不良，導致空氣進入冷卻系統；原因二：冷卻液未進行真空加注或真空加注時空氣進入。針對冷卻系統密封性不良導致空氣進入冷卻系統，可對冷卻系統所有卡箍螺栓進行復緊，然后用測壓設備對冷卻系統進行保壓測試，規定時間內壓力值不下降視為冷卻系統密封性滿足要求。

對冷卻系統存在空氣進行排空處理可分兩步進行，第一步為“冷機排空法”：查找空氣存在位置，根據發動機冷卻系統冷卻液循環路線可知，可通過檢查以下幾個部分確認空氣存在位置：1.節溫器位置放氣螺栓孔；2.散熱器泄氣管；3.發動機泄氣管。分別依次松開三個位置螺栓，檢查是否有冷卻液冒出，若有，證明該處無空氣進入；若無，證明該處有空氣進入，此時可用測壓設備加壓至冒出冷卻液，保持測壓設備壓力值再緊固。排出此三處空氣后，對冷卻系統重新測壓至滿足密封性要求。第二步為“熱機排空法”：擰開膨脹水箱蓋，確保液位處于MAX與MIN中間值，然后汽車空擋原地保持發動機轉速2500r/min（注意不超過3000r/min）至水溫儀表中間值后保持，檢查膨脹水箱液位，按照MAX與MIN標識線中間值進行適量增減。待出現以下現象時：

①散熱器大風扇能夠反復開啟、停止；

②散熱器進、出水管溫度相差在10℃以內；

③風空調有熱風；

④儀表水溫處于或低于中間值；

⑤無水溫報警燈閃亮。

可確認大循環正常開啟，冷卻系統內殘余少量空氣不再對大循環開啟造成影響，此時擰緊膨脹水箱蓋，防止冷機狀態下，大量空氣再次進入冷卻系統。由于膨脹水箱蓋帶有一個雙向閥或兩個單向閥，當冷卻系統工作時，壓力增大至大于其標準最高壓力時，膨脹水箱可向外排氣出空氣，當冷卻系統停止工作時，工作壓力減小至小于其標準最低壓力時，膨脹水箱可向外吸入空氣，保持冷卻系統壓力平衡，因此，膨脹水箱內可存在少量空氣。

三、總結

柴油汽車在正常行駛過程中，由于冷卻系統內存在空氣導致大循環無法正常開啟，可依次采用冷機和熱機排空法進行處理。雖然現在已有設備可對冷卻系統進行真空加注，保證在加注過程中，避免空氣進入冷卻系統，但是不排除在使用過程中如熱機狀態下打開膨脹水箱蓋、維修或是其他原因破壞冷卻系統密封性，致使空氣進入冷卻系統，導致發動機水溫過高，大循環無法正常打開的現象。而此時冷卻系統的排空顯得尤為重要。

參考文獻：

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