關于汽油機冷卻系統存氣問題分析及整改

殷懷彪 屈佳聞 線寶來 何利 侯麗 王堯 張山峰

摘要：本文對汽車發動機存氣導致的暖風水溫上升慢問題進行分析及整改，在對發動機和整車更改較小的情況下，解決了存氣和暖風水溫上升慢問題。

Abstract： In this paper， the problem of slow rise of warm air temperature caused by gas storage in automobile engine is corrected at the analysis level. The problem of slow rise of warm air temperature and gas storage is solved in the case of small changes to engine and vehicle.

關鍵詞：發動機;冷卻系統;暖機時間

Key words： engine;cooling system;dual loop

中圖分類號：U464.171? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0118-02

0? 引言

汽車發動機在工作中，由于受到環境溫度變化，使用維護狀況、運行、負荷等因素的綜合影響，以及冷卻水泵只能隨發動機的運轉一起運行的局限性，易導致發動機出現預熱緩慢、排出大量的藍煙、過熱等現象。隨著人們生活水平的不斷提升，對汽車的舒適性、NVH等主觀評價性能要求越來越高，動力好、舒適性高、NVH性能好是現在購車人的基本要求，而人們對暖風的主觀感受異常敏感，因此需要得到主機廠的重視。同時，發動機冷卻液的溫度對未燃HC排放率也有一定的影響，過多的HC排放既浪費燃油又污染環境。本文就某1.0TD燃油車在冬季試驗過程中出現的補水管存氣導致散熱器進水溫度異常上升，最終導致溫升慢問題進行分析及改進，為后期新車型開發設計積累經驗。

1? 故障描述

某車型在黑河冬季試驗過程中，在節溫器未達到初開溫度時，散熱器進水水溫有異常上升，圖1和圖2分別是故障車型和正常車型散熱器進水溫度與發動機出水溫度曲線，可以看出，正常情況下，在節溫器未打開前，散熱器進水溫度一直沒有變化。圖3是冷卻系統原理圖和水溫測點位置。

2? 故障排查

2.1 故障復現

故障車更換一個正常車的節溫器，散熱器進水溫度在節溫器未打開時仍上升，故障復現。

2.2 單體零部件檢驗

對故障車的節溫器初開溫度和擺閥泄漏量進行檢驗，無異常。表1是故障車節溫器和正常車節溫器。

2.3 整車排查

排除單體節溫器問題，我們從整車和系統方向進行排查。通過從防凍液位置進行排列組合進行試驗驗證，發現從節溫器處放防凍液會導致問題發生。表2是排查結果匯總。

2.4 問題分析

通過表2結果分析，散熱器進水溫度異常上升不是某一個單體零部件的問題，是在特定條件下更換節溫器導致的故障，圖4是冷卻系統布置圖。

推論：從節溫器處防凍液更換節溫器，會導致再加注防凍液時，補水管中的長直線段氣體無法排除，膨脹水壺水無法通過補水管進入發動機，發動機無法建立系統壓力，節溫器擺閥前后無足夠壓力封閉，泄漏量增大，導致散熱器進水溫度異常上升。

3? 試驗驗證及改進措施

3.1 試驗驗證

為了驗證推論，確認問題的根本原因，我們將補水管更換為透明軟管進行試驗。

圖5是更換透明管后，可以看出補水管存在大量氣體，將發動機運行在3000r/min，氣體仍不能排出，只有增壓器回水在補水管底部循環，由于氣體阻力，膨脹水壺水無法通過補水管進到水泵前，節溫器擺閥前后壓差無法建立，擺閥無法正常封閉，小循環防凍液通過擺閥進入到散熱器進水管中，導致散熱器進水溫度在未達到初開溫度時異常上升。

使用手摁壓補水管，使其向膨脹水壺呈連續向上，氣體順著補水管到膨脹水壺，氣體順利排出。

從散熱器底部放水閥放防凍液，再加注沒有氣體存在，補水管直線段充滿防凍液，發動機運轉后，除氣管正常除氣，防凍液可通過補水管順利到水泵進水管，圖6是試驗照片。

3.2 臨時措施

冷卻系統更換零部件從散熱器底部放防凍液。

3.3 永久措施

重新設計補水管，取消長直線段結構，重新設計后驗證散熱器進水溫度無異常上升問題，圖7為改進方案水溫測試曲線。

4? 結語

技術經驗總結：①補水管設計：無動力部分應設計連續向上結構，無長直線段和U形結構;②試驗驗證：對于補水管部分管路無法滿足連續向上結構，使用透明管進行試驗驗證，防止出現加注存氣問題。

流程及管理經驗總結：由于真空加注的普及，冷卻系統除氣問題是前期開發設計過程中容易忽視的問題，設計開發除要考慮車輛正常工作時的除氣問題，同時要考慮維修更換零部件后的再加注除氣問題，在前期開發階段應充分對標，增強零部件對系統影響意識。

參考文獻：

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