發(fā)動(dòng)機的合理水溫、水溫異常的后果與原因

1  發(fā)動(dòng)機的合理水溫

發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力是通過(guò)燃燒燃料而產(chǎn)生的，由于燃氣溫度高達1800℃以上，如果不對與燃氣接觸的氣缸蓋、氣缸、活塞和氣門(mén)等零部件加以冷卻，這些零部件將被損壞，然而過(guò)度冷卻也不利于發(fā)動(dòng)機保護，理想的冷卻結果是讓發(fā)動(dòng)機處于安全狀態(tài)并使燃油效率達到最佳水平。當前，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機均采用水冷系統冷卻，在發(fā)動(dòng)機內部中，有一個(gè)稱(chēng)為水套的冷卻水循環(huán)空間，冷卻水的循環(huán)是由水泵驅動(dòng)的，流經(jīng)水套的冷卻水不斷帶走燃料燃燒所產(chǎn)生的過(guò)多熱量。當水溫較低時(shí)，節溫器關(guān)閉，冷卻水僅在水套內部循環(huán)，以便讓水溫盡快達到合理的范圍；而當水溫較高時(shí)，節溫器打開(kāi)，冷卻水被泵入水箱（又稱(chēng)散熱器），利用自然風(fēng)和風(fēng)扇產(chǎn)生的強制風(fēng)進(jìn)行冷卻，然后回流至水套中。試驗證明，氣缸壁的溫度大約為197℃至277℃時(shí)，既可保證氣缸蓋、氣缸、活塞和氣門(mén)等零部件的安全，又可讓燃油效率接近最佳水平，為了讓氣缸壁的溫度達到這個(gè)要求，汽油發(fā)動(dòng)機的水溫需要維持在85℃至97℃之間，而柴油發(fā)動(dòng)機的水溫需要維持在80℃至90℃之間，汽油發(fā)動(dòng)機和柴油發(fā)動(dòng)機的上述水溫范圍，是冷卻系統的水溫控制目標，稱(chēng)為合理的水溫范圍。

上述合理水溫范圍是常見(jiàn)普通車(chē)型的水溫參數，一些高級車(chē)型的允許水溫上限可能高達120℃，因此，駕駛員應以具體車(chē)型的數據為準，當無(wú)法查得該數據時(shí)可向相應車(chē)型的4S店咨詢(xún)。

注：本文所稱(chēng)的水溫均指冷卻液的溫度，而冷卻水是冷卻液的代稱(chēng)。發(fā)動(dòng)機的冷卻液有純水和防凍液兩種，小型車(chē)冷卻液的標準配置為防凍液。

2  水溫異常的后果

如果水溫顯著(zhù)高于合理的范圍，甚至因缺水等原因導致發(fā)動(dòng)機機體溫度過(guò)高時(shí)，會(huì )引起以下不良后果：

——潤滑油變質(zhì)，零件之間不能保持正常的油膜，以致潤滑效果變差；

——材料性能改變，負荷能力下降，導致零件變形，高溫引起的熱應力甚至造成氣缸蓋和活塞頂產(chǎn)生裂紋；

——零件過(guò)度膨脹，以致原來(lái)設計的正常間隙被打破，進(jìn)而摩擦加??；活塞環(huán)失去彈性，造成燃氣泄漏，引起功率下降；

——氣缸壁的溫度過(guò)高，以致進(jìn)氣量減少，使混合氣早燃，造成發(fā)動(dòng)機爆震，引起功率下降；

——冷卻水因溫度過(guò)高而沸騰，引起水蒸汽從水箱蓋冒出，可能危及人身安全。

相反，低溫環(huán)境下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí)若未進(jìn)行必要的預熱，或發(fā)動(dòng)機因過(guò)度冷卻而長(cháng)期處于低溫狀態(tài)時(shí)，則會(huì )引起以下不良后果：

——潤滑油黏度增加，潤滑效果變差，運動(dòng)部件的阻力增加，導致發(fā)動(dòng)機起動(dòng)困難，并加劇零件磨損；

——燃油霧化不良，燃燒不充分，油耗增加，并導致內部積碳。

因此，在寒冷的冬季，對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行預熱是必要的。而在炎熱的夏季，即使在起動(dòng)之前水溫低于合理的水溫范圍，但因水溫上升很快，有時(shí)只需十分鐘左右即可達到合理的水溫范圍，因此起動(dòng)初期水溫偏低并不會(huì )對發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生不利影響。

3 水溫異常的原因檢查

3.1  水溫過(guò)高的原因檢查

當發(fā)動(dòng)機水溫偏高時(shí)，可根據車(chē)輛的風(fēng)扇驅動(dòng)形式，按照一定的順序進(jìn)行檢查。

注：本文按照先易后難、先常見(jiàn)后少見(jiàn)的原則，安排檢查順序。部分項目因需要專(zhuān)業(yè)設備和專(zhuān)業(yè)人員方可查證，故本文僅提及該項目，而有關(guān)的檢查方法從略。

對于利用電子扇冷卻的車(chē)型，檢查順序是：

1）  檢查冷卻水是否不足

冷卻水缺乏是水溫偏高的常見(jiàn)原因，平時(shí)應在車(chē)輛停息時(shí)應檢查儲水箱（膨脹水箱）的液位，低于最低線(xiàn)時(shí)應予補充。發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后發(fā)現液位偏低時(shí)，應在停機冷卻后添加，以免冷卻水冒出而燙傷。小型車(chē)采用防凍液作為冷卻水的，如果沒(méi)有泄露，可能一年都不需補充冷卻水，如果需要頻繁添加冷卻水，則說(shuō)明冷卻系統的密封不良。一般水箱的進(jìn)水膠管接頭處最容易漏水。

2）  檢查水箱前方散熱片是否被塵土、雜物堵塞，以及水箱散熱片是否變形

散熱片被堵塞或受外力作用而變形時(shí)，通風(fēng)面積變小，會(huì )降低散熱效果。

3）  檢查水箱芯管是否堵塞

發(fā)動(dòng)機工作一段時(shí)間后，檢查水箱上部與下部的溫度差，正常情況下，水箱上部溫度略高于下部溫度，但差異不大，若差異較大，說(shuō)明芯管被水垢堵塞，以致冷卻水的大循環(huán)被阻斷。采用未經(jīng)提純的普通水作冷卻水的車(chē)輛，經(jīng)多年使用后可能出現上述情況。

4）  檢查高溫時(shí)風(fēng)扇是否轉動(dòng)

當水溫表顯示的水溫偏高時(shí)，電子扇應該轉動(dòng)，若未轉動(dòng)，應檢查風(fēng)扇保險片、風(fēng)扇繼電器（二者均處于保險與繼電器盒中）是否損壞。由于繼電器問(wèn)題不易被非專(zhuān)業(yè)人員分辨，駕駛員可將一個(gè)暫時(shí)不用的繼電器（如除霜繼電器）調換至風(fēng)扇繼電器位置，以替代的方式查找問(wèn)題。另外，電子扇通內部含有電刷，電刷過(guò)度磨損以致接觸不良時(shí)，電子扇就會(huì )停轉，但這種情況必須更換風(fēng)扇。少數情況下，發(fā)動(dòng)機已經(jīng)出現冷卻水沸騰的現象，但水溫表未顯示高溫，電子扇也未被接通，這時(shí)應檢查水溫傳感器是否存在問(wèn)題。

5）  檢查水泵皮帶張力是否合適、皮帶是否斷裂

水泵皮帶松弛、斷裂，均會(huì )導致水泵不能正常運轉，冷卻水的大循環(huán)無(wú)法進(jìn)行。

6）  檢查節溫器是否正常開(kāi)啟

如果儀表顯示的水溫偏高，而水箱的溫度卻較低，且膨脹水箱的液面平靜（無(wú)冷卻水進(jìn)出引起的波動(dòng)），電子扇卻已經(jīng)轉動(dòng)，當出現上述情況時(shí)，可能是節溫器不能正常打開(kāi)，以致冷卻水的大循環(huán)無(wú)法進(jìn)行。

7）  檢查水泵是否損壞

當發(fā)動(dòng)機起動(dòng)幾分鐘后就出現水溫過(guò)高的問(wèn)題時(shí)，如果不是冷卻水缺乏，可能是水泵已經(jīng)損壞。

8）  檢查氣缸墊是否損壞

氣缸墊損壞以致密封不良時(shí)，氣缸中的高壓氣體會(huì )進(jìn)入冷卻系統，使冷卻水翻滾，呈現沸騰狀態(tài)，如果發(fā)動(dòng)機工作時(shí)膨脹水箱有大量氣泡冒出，而且發(fā)動(dòng)機排氣管有小水珠隨廢氣排出，可能是汽缸墊已損壞。

9）  檢查點(diǎn)火正時(shí)

汽油發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火提前角或柴油發(fā)動(dòng)機供油提前角過(guò)早或滯后，均會(huì )導致水溫過(guò)高。

10）  檢查排氣管是否因銹蝕而堵塞

一些車(chē)輛停用時(shí)間過(guò)長(cháng)，發(fā)動(dòng)機排氣管?chē)乐劁P蝕，以致排氣不暢時(shí)，也會(huì )引起水溫過(guò)高。

對于采用傳動(dòng)帶（皮帶）驅動(dòng)式風(fēng)扇的車(chē)型，檢查順序是：

1）  檢查冷卻水是否不足

2）  檢查水箱前方散熱片是否被塵土、雜物堵塞，以及水箱散熱片是否變形

3）  檢查水箱芯管是否堵塞

以上三項的檢查方法同前。

4）  檢查高溫時(shí)風(fēng)扇是否轉動(dòng)

當水溫表顯示的水溫偏高時(shí)，風(fēng)扇應該轉動(dòng)，若未轉動(dòng)，則問(wèn)題可能在風(fēng)扇離合器上。采用硅油離合器的，可能是硅油離合器已損壞；采用電磁離合器的，有可能是電磁離合器已損壞，也可能是控制電磁離合器的電路已損壞。少數情況下，發(fā)動(dòng)機已經(jīng)出現冷卻水沸騰現象，但水溫表未顯示高溫，采用電磁離合器的風(fēng)扇仍未轉動(dòng)，則可能是水溫傳感器損壞了。

5）  檢查水泵皮帶張力是否合適、皮帶是否斷裂

6）  檢查節溫器是否正常開(kāi)啟

7）  檢查水泵是否損壞

8）  檢查氣缸墊是否損壞

以上第5項至第8項的檢查方法同前。

9）  檢查點(diǎn)火正時(shí)

汽油發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火提前角或柴油發(fā)動(dòng)機供油提前角過(guò)早或滯后，均會(huì )導致水溫過(guò)高。

10）  檢查預熱器是否不能斷開(kāi)

少數情況下，柴油發(fā)動(dòng)機的預熱器不能正常斷開(kāi)，也會(huì )導致水溫過(guò)高。

3.2  水溫偏低的原因檢查

在冬季，發(fā)動(dòng)機工作二十分鐘以后，如果水溫仍為進(jìn)入正常范圍，則可能是節溫器不能正常關(guān)閉所致，這種情況下，發(fā)動(dòng)機冷卻水總是處于大循環(huán)狀態(tài)。

郴州市金通電器有限公司技術(shù)部

2014年8月18日   第1版

參考文獻：

1）《汽車(chē)發(fā)動(dòng)機機械系統檢修》，楊連福、劉毅主編，人民郵電出版社，2014年1月第1版。

2）《車(chē)用內燃機》，孫業(yè)保主編，北京理工大學(xué)出版社，1997年10月第1版。

3）《發(fā)動(dòng)機冷卻系統工作原理及故障分析》，韋凱軍編，《裝備制造技術(shù)》雜志，2007年第9期。