淺談VMR754EU4柴油發(fā)動機工作溫度過高的診斷與維修

1、PAGE PAGE 6淺談VMR754EU4柴油發(fā)動機工作溫度過高的診斷與維修田冀北京環(huán)衛(wèi)集團北清分公司內容提要： 發(fā)動機的工作溫度，對發(fā)動機輸出功率，尾氣排放和使用壽命是至關重要的。本文通過對VMR754 EU4柴油發(fā)動機，工作溫度過高的故障原因，進行一系列診斷分析。將工作經(jīng)驗與維修理論和正確的故障診斷思路相結合，建立起正確的診斷思路，在對發(fā)動機冷卻系一些零部件進行了檢驗測試后，準確發(fā)現(xiàn)故障點。在更換EGR廢氣熱交換器后，成功的排除了發(fā)動機故障，達到快速、準確診斷車輛故障的目的。提高維修技能水準，使車輛順利的投入使用。也使自己在發(fā)動機冷卻系的維修上，又積累了一次寶貴的實踐經(jīng)驗。關鍵詞： 發(fā)動

2、機 溫度過高 冷卻系檢測 EGR廢氣熱交換器CITYCA2020（城市貓）多功能城市道路清掃車，是瑞士布赫公司生產(chǎn)的小型環(huán)衛(wèi)車輛。其動力系統(tǒng)采用VMR754 EU4柴油發(fā)動機，排放達到歐IV標準。一臺車輛在使用3年、行駛6000公里左右、工作6500小時后，出現(xiàn)發(fā)動機水溫高出正常值（8295）。尤其是在清掃作業(yè)時，即發(fā)動機大負荷運轉時，出現(xiàn)“開鍋”現(xiàn)象。由此造成發(fā)動機輸出功率明顯下降，車輛不能正常使用。一、發(fā)動機水溫過高的不良后果發(fā)動機工作時，氣缸內的燃氣溫度高達2500。燃燒所產(chǎn)生的熱量只有一部分轉化為機械能，使發(fā)動機運轉并對外輸出做功，另一部分熱量被排出的廢氣帶走，還有一部分熱量（約占燃燒

3、熱量的1/3）經(jīng)各種傳熱方式傳給發(fā)動機組件。特別是直接與燃燒氣體接觸的汽缸蓋、活塞、汽缸套和氣門等零件，使之強烈受熱。若不及時加以冷卻或冷卻不足，則汽缸內溫度過高，吸入的工作介質因高溫而膨脹，使充氣量下降，從而導致發(fā)動機的功率下降。另外溫度過高，各零件的材料、尺寸，都會因溫度的不同而膨脹的程度不同，相互之間的正常配合間隙將被改變。發(fā)動機溫度過高還會使機油黏度急劇下降，并可能發(fā)生變質，使各摩擦面間的潤滑條件惡化，運動件之間磨損加劇，機件的強度和剛度下降，造成變形和早期損壞。二、根據(jù)故障現(xiàn)象應考慮的因素 發(fā)動機工作溫度異常故障應考慮的因素主要有；（一）冷卻液液量不足，冷卻效率降低。在冷卻系中，如冷

4、卻水箱、水泵、汽缸體、汽缸蓋、汽缸墊、暖風水箱、以及橡膠軟管和放水開關等處有滲漏，則會使冷卻液減少，降低冷卻液循環(huán)散熱功能，造成冷卻液溫度過高。（二）節(jié)溫器失效、卡死，使冷卻液大循環(huán)受阻。為保證發(fā)動機啟動后能盡快達到正常工作溫度，發(fā)動機是利用節(jié)溫器來自動控制冷卻液循環(huán)的。當冷卻液溫度低于正常工作溫度時，節(jié)溫器主閥門關閉，旁通閥打開，使循環(huán)的冷卻液不流經(jīng)冷卻水箱散熱，加快冷卻液升溫。冷卻液循環(huán)路線是由汽缸蓋水套流出，經(jīng)過節(jié)溫器旁通閥，旁通管進入水泵，并經(jīng)水泵送入汽缸體水套，這種循環(huán)方式成為小循環(huán)。當溫度高于正常工作溫度時，節(jié)溫器主閥門打開，旁通閥關閉，冷卻液全部由主閥門進入冷卻水箱，散熱后再由水

5、泵送入汽缸體水套，這種循環(huán)方式稱為大循環(huán)。當水溫在正常工作溫度之間時，節(jié)溫器主閥門和旁通閥都處于部分開啟狀態(tài)，此時大小循環(huán)都存在只有部分冷卻液經(jīng)冷卻水箱進行散熱。所以若節(jié)溫器損壞，冷卻液則不能通過大循環(huán)流經(jīng)冷卻水箱散熱，造成發(fā)動機冷卻系水溫過高。（三）發(fā)動機冷卻風扇離合器或電動機溫控開關出現(xiàn)故障，使風扇不轉或轉速過低。汽車行駛時，從汽缸、汽缸蓋、經(jīng)節(jié)溫器流經(jīng)冷卻水箱的冷卻液,是通過發(fā)動機冷卻風扇對空氣產(chǎn)生吸力,來加速氣流通過冷卻水箱，對冷卻液進行冷卻的。如果控制風扇運轉的風扇離合器或電動機溫控開關出現(xiàn)故障，不能有效帶動風扇運轉散熱，也會造成冷卻液溫度過高。（四）冷卻液泵堵塞、損壞或吸液能力低、

6、壓力不足，使冷卻液不循環(huán)或循環(huán)量過小。發(fā)動機冷卻液的循環(huán)流動，是通過冷卻液泵施加水壓，使冷卻液在發(fā)動機機體和冷卻水箱內進行循環(huán)散熱的。如果冷卻液泵工作不良，產(chǎn)生水壓不高，則冷卻液的循環(huán)流動的流量減少，散熱效果不明顯，造成冷卻液溫度過高。（五）冷卻水箱內芯管和缸體內水套結垢過多，冷卻水箱散熱片傾倒過多或外部散熱片網(wǎng)格堵塞，使傳熱效率降低，散熱效率下降。水垢的傳熱能力只有金屬幾十分之一，水垢過多造成冷卻系不能很好的將發(fā)動機內的熱量散發(fā)掉。而且沉積水垢增多也造成循環(huán)管路截面減小，使參加冷卻循環(huán)的水量減少從而降低了吸收熱量的能力，致使冷卻液溫度過高。水箱散熱片網(wǎng)格之間空隙較小，當車輛行駛時，迎面吹來的

7、空氣中所含的泥土、草枝等雜物會附著在水箱網(wǎng)格之間，遇到雨水滲入會牢牢地將這些雜物粘附于散熱片表面，大大影響了冷卻液熱量的散發(fā)，造成溫度過高。因此應定期對水箱表面的網(wǎng)格進行清洗維護，以保證冷卻水箱良好的散熱性能。（六）汽缸墊燒穿或缸蓋出現(xiàn)裂紋，使高溫氣體進入冷卻液。汽缸內燃燒后的高溫高壓氣體竄入冷卻系統(tǒng)內。高溫氣體進入冷卻液，將高溫傳遞給冷卻液，并形成氣阻侵占循環(huán)管路空間，使參加冷卻循環(huán)的液量減少從而降低了吸收熱量的能力，加速了冷卻液溫度的快速攀升，致使冷卻液溫度過高。從以上原因分析得出，發(fā)動機在大負荷工作時，冷卻液缺失和循環(huán)不暢是造成發(fā)動機水溫過高的主要原因。三、初步檢查與診斷分析觀察冷卻水箱

8、散熱隔柵比較干凈，沒有異物堵塞散熱隔柵的現(xiàn)象。在冷車的時候，擰下水箱蓋啟動發(fā)動機，可以看到冷卻液比較干凈（送修前司機更換了防凍液，清洗了水箱）。觀察水流，流動比較洶涌順暢，可以排除水泵損壞的故障原因。檢查冷卻水箱和進出水管接口處，各附件冷卻連接膠管，無滴漏現(xiàn)象。冷卻液液面高度正常。由于冷卻液大多顏色鮮艷，所以在發(fā)動機中等轉速運轉時，能容易觀察到有無冷卻液滴漏現(xiàn)象。停機后能直觀檢查冷卻系各部件有無冷卻液滲漏的痕跡。VMR754 EU4柴油發(fā)動機冷卻風扇與水泵直接相連，排除風扇故障原因。初步檢查已經(jīng)排除了冷卻液滲漏、冷卻風扇與水泵故障，以及散熱不良等因素，于是感覺有必要對節(jié)溫器做一次部件測試。四、

9、節(jié)溫器部件測試節(jié)溫器能隨冷卻液溫度的高低，自動調節(jié)流經(jīng)冷卻水箱的冷卻液量，從而使冷卻溫度保持平衡，若節(jié)溫器性能不佳或存在故障，則發(fā)動機冷卻液溫度可能過高或過低。節(jié)溫器常見的故障有；主閥門不能開啟或開啟和全開的溫度過高，主閥門關閉不嚴。前者將造成冷卻液不能有效的進行大循環(huán)，致使發(fā)動機過熱機油黏度急劇下降，并可能發(fā)生變質，使各摩擦面間的潤滑條件惡化，運動件之間磨損加劇，機件的強度和剛度下降，造成變形和早期損壞。后者將造成發(fā)動機升溫緩慢，出現(xiàn)發(fā)動機溫度過低現(xiàn)象，增加了機油的黏度，使機油流動性能變差，這不僅加快了零件的磨損，還使得摩擦阻力加大，導致機械損失增加。此外隨著節(jié)溫器的性能逐漸衰退，主閥門的開

10、度將逐漸減小，造成進入大循環(huán)的冷卻液流量減少，發(fā)動機將逐漸過熱。圖41所示為VMR754 EU4柴油發(fā)動機蠟式節(jié)溫器結構示意圖；圖41節(jié)溫器測試方法；將節(jié)溫器拆下，浸入可調溫的熱水容器中，測量節(jié)溫器主閥門開啟溫度、全開溫度及全開升程，來檢驗節(jié)溫器的性能。不同車輛裝用的節(jié)溫器可能有不同的要求。VMR754 EU4柴油發(fā)動機采用蠟式節(jié)溫器。當冷卻液溫度到達82時主閥門開啟，隨著冷卻液溫度的提高，主閥門漸開，側閥門漸關，當冷卻液溫度升至95時主閥門全開，側閥門全關。節(jié)溫器主閥門全開時最大升程為8mm。節(jié)溫器測試無故障。五、進一步診斷分析發(fā)動機冷卻系是發(fā)動機電控系統(tǒng)中的重要組成部分，因此診斷儀檢測分析

11、是十分必要的。汽車故障診斷儀是維修中非常重要的工具，一般具有讀取故障碼、清除故障碼、讀取發(fā)動機動態(tài)數(shù)據(jù)流、示波功能、元件動作測試、匹配、設定和編碼等功能。CITYCA2020多功能城市道路清掃車，車載診斷儀PSS診斷軟件，可對VMR754 EU4柴油發(fā)動機進行簡單故障診斷。進入診斷頁面，發(fā)動機靜止狀態(tài)診斷儀顯示正常，啟動發(fā)動機，查看發(fā)動機運行狀態(tài)，診斷儀顯示轉速850r/min，各缸工作正常，冷卻液溫度51。將發(fā)動機轉速設定1700r/min，連續(xù)運轉15分鐘后，冷卻液溫度上升至87，冷卻水箱補水罐內，冷卻液液面升至溢水蓋位置，并有少量冷卻液溢出。停機后冷卻水箱補水罐內，冷卻液液面迅速下降至正

12、常位置。進入工作狀態(tài)，落下前掃和側掃，放下吸筒，吸塵風機設定轉速1800 r/min，發(fā)動機轉速設定1500r/min，清掃作業(yè)10分鐘后，冷卻液溫度上升至96，冷卻水箱補水罐冷卻液持續(xù)溢出。停機后冷卻液液面迅速下降。車載診斷儀PSS顯示冷卻液缺失。經(jīng)過空載和工作狀態(tài)測試，初步判斷在清掃作業(yè)時，即發(fā)動機大負荷運轉時，冷卻液大量持續(xù)溢出，使冷卻液減少，降低冷卻液循環(huán)散熱功能，造成冷卻液溫度過高。至使出現(xiàn)“開鍋”現(xiàn)象，由此造成發(fā)動機輸出功率明顯下降的故障。汽缸內燃燒后的高溫高壓氣體竄入冷卻系統(tǒng)內應是主要原因。六、冷卻系壓力測試冷卻系統(tǒng)中有小的泄漏或內部泄漏現(xiàn)象，若使用一些簡單的檢查方法很可能發(fā)現(xiàn)不

13、了，如果使這些現(xiàn)象處在一定的壓力下，這些泄漏就會暴露出來。另一方面，這樣的壓力測試方法也能用來檢查系統(tǒng)保持壓力的能力，它對于冷卻系統(tǒng)進行溫度控制是非常重要的。壓力測試設備包括一個帶量表的小型空氣泵、一小段軟管和一些適配器，適配器能與各種各樣的發(fā)動機冷卻水箱的注水口徑和端蓋進行配合。把發(fā)動機冷卻水箱蓋拆下，然后把它連接到適配器上，冷卻水箱蓋要保持濕潤，這樣有助于提高水箱蓋和適配器之間的密封性。緩慢地運轉空氣泵向發(fā)動機冷卻水箱加壓至100Kpa。如果水箱蓋密封不好，在此處就會出現(xiàn)壓力泄漏，所以在測試過程中一定不能忘記測試水箱蓋的密封性。觀察壓力表，壓力表指針有緩慢回落，未發(fā)現(xiàn)發(fā)動機任何外部滲漏。拆

14、下適配器，啟動發(fā)動機至正常工作溫度后，再裝好適配器加壓至48Kpa，并使發(fā)動機怠速運轉。觀察壓力表，壓力表指針有緩慢上升。壓力測試表明冷卻系有內部滲漏，高溫高壓氣體竄入冷卻系統(tǒng)內。通過上述的診斷測試與分析，故障位置應在冷卻系與燃燒后的高溫高壓氣體發(fā)生接觸的發(fā)動機部件。主要有汽缸蓋、汽缸墊、汽缸套和EGR廢氣熱交換器。七、故障確定與排除VMR754 EU4柴油發(fā)動機，廢氣再循環(huán)采用外部EGR系統(tǒng)，高壓廢氣反向，將渦輪前的排氣經(jīng)旁通管引入EGR廢氣熱交換器。EGR廢氣熱交換器是汽車柴油發(fā)動機滿足排放標準，控制NOx排放的關鍵技術之一，具有廢氣可在其中通過且冷卻液可圍繞其流動的若干熱交換通道。如果熱

15、交換通道出現(xiàn)砂眼或裂縫，發(fā)動機燃燒后的高溫高壓氣體，經(jīng)排氣旁通管將浸入熱交換通道進入冷卻系統(tǒng)內。高溫氣體進入冷卻液，將高溫傳遞給冷卻液，并形成氣阻侵占循環(huán)管路空間，使參加冷卻循環(huán)的液量減少從而降低了吸收熱量的能力，加速冷卻液溫度的快速攀升，致使發(fā)動機“反水、開鍋”。拆下EGR廢氣熱交換器，進行壓力測漏試驗。用一根軟管，將EGR廢氣熱交換器冷卻液進口與帶量表的小型空氣泵相連，將冷卻液出口封閉。廢氣熱交換器整體浸在水中，緩慢地運轉空氣泵向廢氣熱交換器內加壓至50Kpa。有氣泡從散熱隔柵涌出，加壓至100Kpa，有大量氣泡涌出。更換EGR廢氣熱交換器后，發(fā)動機“反水”現(xiàn)象消失，冷卻液工作溫度正常。車輛恢復使用。圖71所示為VMR754 EU4柴油發(fā)動機EGR廢氣熱交換器；圖71八、結束語發(fā)動機的工作溫度，對發(fā)動機輸出功率、尾氣排放和使用壽命是至關重要的。經(jīng)過對VMR754 EU4柴油發(fā)動機，冷卻液溫度過高的故障原因進行一系列診斷