2009年产东南汽车菱帅水温高

背景

车型：2009年产东南汽车菱帅轿车，搭载型号为4A91的1.5L发动机。行驶里程：5500km。

现象

用户反映该车在行驶过程中水温高，同时热车起动时冷却风扇常转不停。

方案

接车后，笔者首先检查冷却液液位，发现缺少冷却液。此时车辆刚刚熄火不久，尚处于热车状态，打开点火开关，冷却风扇立即开始启动，确有高温现象。从用户处了解到因水温高的故障先后在几家修理厂分别更换过节温器、水泵、散热器，甚至更换了气缸垫，但故障却始终未能解决。 了解了以上情况后，笔者先将该车冷却液补加到标准液位，然后起动车辆观察，由于静置了一段时间，冷却液温度已经降下来，为了使冷却液快速达到工作温度，将发动机转速提高到2000r/min。当冷却液温度达到90℃时，节温器开启，冷却系统进入大循环状态；当冷却液温度达到93℃时，冷却风扇开始低速运转；当冷却液温度达到98℃时，冷却风扇进入高速运转状态。据此可以说明冷却风扇工作正常，表面看来故障像是因缺少冷却液所导致，但考虑到该车先后更换过很多配件缺没有解决故障，因此故障原因不应这么简单。于是，笔者对车辆进行路试，行驶15km左右未发现高温现象，返回店内继续试车观察一段时间，故障始终未再出现，因此认为故障已经排除。 在准备交车的过程中，发动机一直没有熄火，笔者无意中发现本来低速运转的冷却风扇，突然转为高速运转。这个现象不太正常，于是马上连接故障诊断仪读取发动机控制单元数据流中的冷却液温度信号，发现此时的冷却液温度是100℃。检查散热器的上下水管的温度，发现温差很大，说明发动机并没有进入大循环状态。用红外测温仪分别测量发动机出水口和回水管处的温度，测量结果显示出水口处温度为100℃，回水管处温度为52℃。 要想找到冷却风扇突然高速运转的原因，在此有必要先分析一下该车冷却风扇的控制电路（图1）。 冷却液温度传感器的信号进入发动机控制单元，经过控制单元信号处理后控制冷却风扇的高、低速继电器实现冷却风扇的高速或低速运转。冷却液温度传感器安装在缸盖后部的出水口附近，当发动机工作时，传感器监测发动机出水口附近的冷却液温度。在温度达到93℃左右时，冷却风扇开始低速运转，当温度达到97℃左右时，冷却风扇高速运转。 该车由于冷却液温度超过90℃时节温器仍未开启，散热器内的冷却液没有参与冷却系统循环，因此即使冷却风扇开启低速运转，也无法降低发动机冷却系统小循环中的冷却液温度，所以发动机内部的温度并没有下降。发动机控制单元接收到冷却液温度高的信号就会接通高速继电器，冷却风扇高速运转，但仍然于事无补。 经过以上分析，笔者认为是节温器故障导致散热系统无法进入大循环，但用户反映已经换过3个节温器了，3个节温器不可能都是坏的吧？于是拆下节温器检查，外观没有发现问题，把节温器放在装有水的容器中加温，当水温达到90℃时，节温器开启，到96℃时，节温器开启到最大行程，说明节温器工作正常。 既然节温器没有问题，那么是什么原因导致无法开启冷却系统大循环呢？理论上讲，节温器无法开启应是直接原因，但节温器是正常的。为了进一步证明节温器没有问题，笔者对以前更换的节温器也进行了加温实验，均正常：然后又检查了以前更换下来的水泵，也没有发现问题。至此，维修工作一时陷入僵局。 为了打开局面，笔者决定仔细重温—下该车冷却系统的工作原理，希望能从中找到解决问题的突破口。 通过冷却系统的循环示意图（图2）可以看出，在发动机升温阶段，冷却液的循环路径为：水泵（动力）——缸盖出水口——暖风散热器和节气门加热管路——水泵。 在水泵进水口处安装有节温器，节温器的感温元件感受的是经过暖风散热器和节气门加热装置冷却后的温度。这个温度—旦下降的太多，节温器感温元件的温度就不是发动机的正确温度，节温器也就不会正确打开了。看来问题很可能就出在这里，为了验证自己的判断，笔者对该车的节气门加热装置和暖风散热器管路进行仔细检查，发现暖风散热器的进水管温度在90℃时，出水管的温度只有55℃（图3），而在节温器小循环管路处的温度也只有60℃，温差很大。 这进一步验证了笔者的分析。经检查，该车的暖风散热器内部堵塞严重，影响了整个冷却系统的循环（图4）。 更换暖风散热器，故障彻底排除。笔者所处东北地区冬季对暖风的需求量大，大的散热量会降低此类车型（节温器装在进水口位置）节温器处的温度，因此容易出现此类故障。为了能够一劳永逸地解决这个问题，笔者与用户协商后，在暖风散热器进水管和出水管处安装个了一个3通（图5），以便提高回水的温度。

备注

之前的维修人员维修时并没有考虑节温器的安装位置对其工作的影响。以往大多数车型的节温器安装在缸盖处，更容易接触发动机的真实工作温度。而该车节温器安装在水泵进水口处，也就是发动机缸体的下部，在小循环没有温降时，可以正常工作，在小循环循环不畅或暖风系统使回水温度下降过多时，节温器感温元件不能及时感知发动机上部的真实温度，从而导致发动机温度已经过高，但节温器不能正确开启的现象。 不过，节温器安装在回水管的发动机也很多，比如金杯的EQ491发动机，它的节温器也是安装在回水管处，为什么没有这类故障发生呢？笔者分析认为，EQ491的发动机缸体内部有个小循环系统，节温器的底部有个小循环阀门，节温器工作开启时，会逐渐关小小循环的流量，增大大循环的流量，小循环的流量不只是取暖装置的循环，所以较少有这类故障发生。 4A9系列发动机设计有很多优点，但是在冷却系统上没有考虑暖风散热器堵塞和低温地区采暖装置的小循环温度下降会影响到节温器的工作状态，从而引起发动机高温故障。