用故障樹分析法診斷發動機過熱故障

◆文/遼寧工程職業學院 王力斌

發動機過熱是影響汽車正常使用的常見故障，本文通過對發動機冷卻系統結構及工作原理的闡述，分析車輛發動機過熱故障的原因，構建發動機過熱故障現象的故障樹，確定故障診斷流程。為發動機過熱故障診斷提供參考。

一、故障樹分析法

故障樹分析法在1962年就已經被開發出，其以操作簡單靈活和分析系統全面等優勢，得到了廣泛應用。至今，其仍在各個領域內與各種智能故障診斷手段配合使用。故障樹分析(Fault Tree Analysis)能夠系統地查找部件內外的故障原因，并且可以通過故障事件產生的概率進行系統的分析。

在故障樹中，發生的故障稱為頂事件，引起故障發生的原因稱為底事件。頂事件、底事件和中間事件中用邏輯函數進行連接，用以表示事件間的邏輯關系，連接而成的圖形為樹形結構。邏輯關系能通過邏輯函數進行運算，對故障樹可以進行定性分析和定量分析。因為樹形結構的存在，可以使維修技術人員直觀判斷故障事件之間的關系和故障對系統的影響。

二、發動機冷卻系統結構

發動機冷卻系統的作用是，不論工作狀況如何，都能使發動機在適當的溫度下工作。目前，大多數發動機都采用水冷系統，如圖1所示。發動機的水冷系統由水泵、散熱器、冷卻風扇、節溫器、發動機機體等組成。在汽車行駛時，冷卻液在冷卻系統中因高壓作用而循環流動。

圖1 發動機冷卻系統結構圖

發動機使用年限過長時，會使冷卻系統的密封性變差。不密封的冷卻系統，冷卻液會滲漏。在發動機外部，冷卻液常在軟管接頭、散熱器、水泵及密封墊處泄漏。曾有維修實例顯示，水泵的損壞會導致發動機水溫高、加速不良等多個故障點存在于一輛車上。還有維修實例發現，水泵漏水會導致發動機熄火無法啟動；在發動機內部，冷卻液常在缸體、缸蓋裂紋處，汽缸墊密封等處泄漏。由于冷卻液的流失，使得發動機不能很好地進行散熱，從而導致發動機過熱。

當懷疑汽車冷卻液泄漏時，可以直接觀察是否有黃色或綠色液體出現在發動機及相關部件外部，查看冷卻液的外部泄漏情況。當懷疑冷卻液泄漏，但沒有在外部發現液體時，可以通過機油狀態查看冷卻液是否內部泄漏。在發動機停駛狀態下，拔出機油尺，如果機油為白色，或者機油有氣泡，說明冷卻液在發動機內部發生了泄漏。

使用發動機冷卻系統壓力試驗儀可以檢測冷卻系統的密封性。將試驗儀裝到散熱器加液口上，并保持密封狀態。用試驗儀的手動泵向散熱器內加壓至100kPa，觀察壓力表，若指針不動，表明冷卻系統密封性良好，無冷卻液滲漏；若壓力表指針緩慢回落，表明冷卻系統密封不良，冷卻液有輕微滲漏；若壓力表指針迅速回落，表明冷卻液嚴重滲漏。

三、用故障樹分析法診斷發動機過熱故障

冷卻系統故障會導致發動機過熱。發動機過熱時，水溫表顯示在紅色區域，水溫報警。如果不及時排除故障，會使發動機工作過程惡化、零件強度降低、潤滑油變質以及零件磨損加劇，最終導致發動機動力性、經濟性、可靠性和耐久性全面下降。通常引起發動機過熱的原因是節溫器失調、冷卻液不足、水泵故障、水溫傳感器故障等。

本文中使用FreeFta軟件進行故障樹的繪制。FreeFta軟件是國內開發的專門針對于故障樹繪制與分析的軟件。該軟件可以實現故障的連續添加、故障樹的自動排列、故障樹的定性分析和定量更新等。發動機過熱故障樹界面如圖2所示。應用該軟件可以求得該故障樹的最小割集，如圖3所示。

圖2 使用FreeFta軟件繪制發動機過熱故障樹

圖3 發動過熱故障樹最小割集

四、發動機過熱故障診斷流程

針對圖2的發動機過熱故障樹，結合相關維修經驗和資料，確定故障診斷流程如下：

1.利用發動機自診斷功能進行故障診斷；

2.查看冷卻液液量；

3.檢查散熱器是否有故障存在；

4.檢查水泵工作情況；

5.檢查節溫器的工作狀況；

6.利用工具儀器查看發動機的負荷情況；

7.查看點火時刻是否正確；

8.檢查混合汽濃度。