关于汽油机冷却系统存气问题分析及整改

殷怀彪 屈佳闻 线宝来 何利 侯丽 王尧 张山峰

摘要：本文对汽车发动机存气导致的暖风水温上升慢问题进行分析及整改，在对发动机和整车更改较小的情况下，解决了存气和暖风水温上升慢问题。

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.

关键词：发动机;冷却系统;暖机时间

Key words： engine;cooling system;dual loop

中图分类号：U464.171                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）15-0118-02

0  引言

汽车发动机在工作中，由于受到环境温度变化，使用维护状况、运行、负荷等因素的综合影响，以及冷却水泵只能随发动机的运转一起运行的局限性，易导致发动机出现预热缓慢、排出大量的蓝烟、过热等现象。随着人们生活水平的不断提升，对汽车的舒适性、NVH等主观评价性能要求越来越高，动力好、舒适性高、NVH性能好是现在购车人的基本要求，而人们对暖风的主观感受异常敏感，因此需要得到主机厂的重视。同时，发动机冷却液的温度对未燃HC排放率也有一定的影响，过多的HC排放既浪费燃油又污染环境。本文就某1.0TD燃油车在冬季试验过程中出现的补水管存气导致散热器进水温度异常上升，最终导致温升慢问题进行分析及改进，为后期新车型开发设计积累经验。

1  故障描述

某车型在黑河冬季试验过程中，在节温器未达到初开温度时，散热器进水水温有异常上升，图1和图2分别是故障车型和正常车型散热器进水温度与发动机出水温度曲线，可以看出，正常情况下，在节温器未打开前，散热器进水温度一直没有变化。图3是冷却系统原理图和水温测点位置。

2  故障排查

2.1 故障复现

故障车更换一个正常车的节温器，散热器进水温度在节温器未打开时仍上升，故障复现。

2.2 单体零部件检验

对故障车的节温器初开温度和摆阀泄漏量进行检验，无异常。表1是故障车节温器和正常车节温器。

2.3 整车排查

排除单体节温器问题，我们从整车和系统方向进行排查。通过从防冻液位置进行排列组合进行试验验证，发现从节温器处放防冻液会导致问题发生。表2是排查结果汇总。

2.4 问题分析

通过表2结果分析，散热器进水温度异常上升不是某一个单体零部件的问题，是在特定条件下更换节温器导致的故障，图4是冷却系统布置图。

推论：从节温器处防冻液更换节温器，会导致再加注防冻液时，补水管中的长直线段气体无法排除，膨胀水壶水无法通过补水管进入发动机，发动机无法建立系统压力，节温器摆阀前后无足够压力封闭，泄漏量增大，导致散热器进水温度异常上升。

3  试验验证及改进措施

3.1 試验验证

为了验证推论，确认问题的根本原因，我们将补水管更换为透明软管进行试验。

图5是更换透明管后，可以看出补水管存在大量气体，将发动机运行在3000r/min，气体仍不能排出，只有增压器回水在补水管底部循环，由于气体阻力，膨胀水壶水无法通过补水管进到水泵前，节温器摆阀前后压差无法建立，摆阀无法正常封闭，小循环防冻液通过摆阀进入到散热器进水管中，导致散热器进水温度在未达到初开温度时异常上升。

使用手摁压补水管，使其向膨胀水壶呈连续向上，气体顺着补水管到膨胀水壶，气体顺利排出。

从散热器底部放水阀放防冻液，再加注没有气体存在，补水管直线段充满防冻液，发动机运转后，除气管正常除气，防冻液可通过补水管顺利到水泵进水管，图6是试验照片。

3.2 临时措施

冷却系统更换零部件从散热器底部放防冻液。

3.3 永久措施

重新设计补水管，取消长直线段结构，重新设计后验证散热器进水温度无异常上升问题，图7为改进方案水温测试曲线。

4  结语

技术经验总结：①补水管设计：无动力部分应设计连续向上结构，无长直线段和U形结构;②试验验证：对于补水管部分管路无法满足连续向上结构，使用透明管进行试验验证，防止出现加注存气问题。

流程及管理经验总结：由于真空加注的普及，冷却系统除气问题是前期开发设计过程中容易忽视的问题，设计开发除要考虑车辆正常工作时的除气问题，同时要考虑维修更换零部件后的再加注除气问题，在前期开发阶段应充分对标，增强零部件对系统影响意识。

参考文献：

[1]陈家瑞，张建文.汽车构造（上册）[M].北京：机械工业出版社，2009，2（2017.5重印）：227-233.

[2]商用车发动机冷却系统加注除气性能研究与分析[J].汽车时代，2017.

[3]唐林辉.冷却系统工作原理及零部件开发设计[J].科技咨询，2014（02）：81-82.