發動機高溫時散熱器風扇不轉故障分析

劉春暉

（山東華宇工學院機械工程學院）

引起發動機水溫過高甚至“開鍋”的原因比較多，常見的如冷卻系統的電子元件損壞（節溫器、冷卻風扇）、散熱器散熱不良、冷卻液不足等。發生這種情況時要靠邊停車，但不要立即熄火。因為冷卻液的溫度已經很高，降溫能力已達到極限，這時如果立即熄火，沸騰的冷卻液也就停止了循環，過高溫度的冷卻液得不到冷卻，發動機也是難以承受的。應該先讓發動機怠速運轉一會兒，不斷循環的冷卻液就可以減輕高溫對發動機的影響。

1 故障現象

某轎車行駛里程183 164 km，出現發動機高溫現象，正常行車過程中冷卻液溫度表指示到達紅區，冷卻液溫度報警，但散熱器冷卻風扇不轉動，導致發動機高溫、散熱器損壞。更換散熱器后，仍未解決發動機高溫下風扇不轉動問題。

2 故障診斷

驗證故障現象，經過一段時間試車，使發動機溫度升高。用故障診斷儀檢測，溫度表到達紅色區域，但散熱器風扇卻沒有運轉的跡象。用道通故障診斷儀讀取發動機故障信息，沒有讀取到相關的故障信息。

散熱器風扇的控制電路如圖1所示，發動機冷卻液溫度傳感器電路圖如圖2所示。

圖1 散熱器風扇的控制電路

圖2 發動機冷卻液溫度傳感器電路

分析其電路的控制原理：冷卻風扇電機分別由2個繼電器進行控制，1號冷卻風扇繼電器與風扇電機間串接1只電阻，說明是冷卻風扇的低速擋。2號風扇繼電器直接與冷卻風扇電機相連，控制冷卻風扇，是高速擋。1號繼電器和2號繼電器的線圈搭鐵均由發動機控制單元（T073）進行控制。冷卻風扇的高速擋和低速擋均由發動機控制單元控制，發動機控制單元通過接收發動機冷卻液溫度傳感器信號，從而對冷卻風扇的運轉進行綜合控制。

由于讀取不到相應的故障信息，于是采用傳統方式進行檢測。首先，找到2只單獨的冷卻風扇繼電器，將它們共同裝在1個密封盒內。將2只繼電器的插接器拔掉，并檢測其相應的插腳，繼電器內部的線圈阻值正常。然后，通電檢測其工作情況。線圈通電時可以聽到繼電器吸合的聲音，吸合時2觸點間阻值很小，繼電器無異常現象。最后，將繼電器插接完畢，起動發動機，用帶燈泡的普通試燈進行繼電器工作情況的試驗。當用試燈的一端搭鐵，另一端分別檢測2個繼電器的相應插腳時，冷卻風扇運轉了，并且速度相對較高。由此可以說明，冷卻風扇電機工作是良好的。

根據冷卻風扇電機控制的相應原理，基本已經排除風扇電機和繼電器的問題，有可能是冷卻風扇電阻和發動機控制單元出現問題。按照以前的維修經驗，發動機電控單元出現問題的概率相對較小，此外，通過發動機故障診斷儀也沒有讀取到相應的信息，暫不考慮發動機控制單元的問題。

于是焦點集中到冷卻風扇電阻上。將冷卻風扇電阻拆掉，使用數字萬用表的200 MΩ檔測量其電阻，顯示為0.7 MΩ，說明冷卻風扇電阻損壞。購進1只新的冷卻風扇電阻，測量其阻值為0.3Ω。對于冷卻風扇電機的電阻，其阻值一般不足1Ω，冷卻風扇電阻與風扇電機串聯即是起到一個串聯分壓的作用，兩者的阻值大小不會相差太大，通過電阻的分壓，使得風扇電機兩端的電壓達不到12 V而達到降低轉速的目的。

3 故障排除

裝上新的冷卻風扇電阻后試車。隨著發動機溫度的不斷上升，使用故障診斷儀測得發動機冷卻液溫度值為106℃時，冷卻風扇低速擋開始運轉。此時發動機冷卻液溫度表顯示為5格，如圖3所示，但此時散熱器正常。同時，冷卻液溫度表的顯示數值尚未進入紅區，說明此時發動機的冷卻液溫度是正常的。進行路試，發動機溫度正常，故障排除。

圖3 冷卻液溫度表顯示

4 維修總結

發動機冷卻液溫度為106℃時，冷卻風扇的低速擋才開始運轉散熱，會不會對發動機性能有害呢？在這樣高的溫度下低速擋才運轉，那么高速擋是不是要到120℃左右了？這樣的冷卻液溫度能夠使發動機正常工作嗎？

對于這樣的情況，可以從以下幾個方面考慮：1）發動機冷卻液溫度傳感器安裝在發動機冷卻液的出水口上。可以說，發動機冷卻液出水口的溫度是最高的，是吸收了燃燒室高溫高壓的燃油混合氣熱量的結果，比經過散熱器強制散熱后的發動機冷卻液進水口的溫度要高幾度。2）現代汽車采用的是高速高壓縮比發動機，其燃油化學能量的轉化主要是熱能和機械能的轉化，如果發動機長時間在冷卻液溫度比較低的情況下工作，勢必會造成比較多的化學能轉化為熱能，從而使得機械能的轉化效率降低，使發動機的功率有所下降。3）現代高速發動機均采用優質防凍冷卻液，沸點很高，可以適應現代高速發動機在較高溫度下長時間工作。