VIN:WDBNG67J64A××××××。
行駛里程:186520km。
車(chē)型:W220底盤(pán),配置M112972發(fā)動(dòng)機,采用功率600W無(wú)級變速電子散熱風(fēng)扇。
故障現象:客戶(hù)反映這兩天發(fā)動(dòng)機水溫表有時(shí)指在120℃,水位報警燈也亮。在一修理廠(chǎng)檢查冷卻液缺一點(diǎn),補到上限,檢查風(fēng)扇可以運轉,修理工看到水箱和冷凝器上特別臟,沾了一層楊樹(shù)毛,用壓縮空氣進(jìn)行了清理。然后路試,發(fā)動(dòng)機工作水溫一直在正常范圍,水位報警燈未報警,以為高溫故障排除了。第二天出車(chē),在行駛中水溫表指針還能達到120℃,發(fā)動(dòng)機水溫還是偶爾過(guò)高。
故障診斷:車(chē)輛入廠(chǎng)后,維修技師用診斷儀檢測發(fā)動(dòng)機控制系統故障碼,檢測到1個(gè)“P2073-發(fā)動(dòng)機/AC電子抽氣風(fēng)扇”故障碼(如圖1所示),故障碼可以清除掉,再次讀碼無(wú)故障碼存儲。
圖1 故障碼
對發(fā)動(dòng)機冷卻系統外觀(guān)進(jìn)行檢查,冷卻系統散熱器及各軟管的接口無(wú)滲漏和損壞現象,檢查儲液罐冷卻液面在下限,加注到儲液罐的上限(max)位置。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機觀(guān)察水溫是否正常,提高發(fā)動(dòng)機轉速讓水溫升高,觀(guān)察儀表上的水溫指示,在正常范圍,水溫并不過(guò)高,而且在水溫達到90℃時(shí)散熱器風(fēng)扇能夠運轉,檢查結果沒(méi)有出現水溫指示高和水位報警現象。然后與客戶(hù)一同試車(chē)確認故障現象,在外環(huán)線(xiàn)上路試,以80km/h以上的車(chē)速行駛20km,發(fā)動(dòng)機水溫表始終指示90℃左右,發(fā)動(dòng)機并沒(méi)有出現水高溫現象。最后問(wèn)客戶(hù)在什么情況下出現的高溫?是在高速公路上、還是在市區?客戶(hù)說(shuō)昨天去縣城在不好走的路面行駛時(shí)出現的。正好行駛到交叉路口,在等紅燈時(shí)發(fā)動(dòng)機水溫表指針快速移動(dòng)指到120℃,確認了發(fā)動(dòng)機水溫確實(shí)指示過(guò)高。分析發(fā)動(dòng)機水溫指示過(guò)高的故障原因有:(1)冷卻液不足;(2)節溫器或水泵故障;(3)水溫表或水溫傳感器故障;(4)發(fā)動(dòng)機控制模塊故障;(5)散熱風(fēng)扇控制線(xiàn)路及信號有故障;(6)電子散熱風(fēng)扇電機故障。
通過(guò)分析對冷卻系統以下部件進(jìn)行檢查:
檢查冷卻系統節溫器和水泵。為了驗證節溫器是否工作或損壞,運轉發(fā)動(dòng)機觀(guān)察水溫表的指針是否與發(fā)動(dòng)機實(shí)際水溫一致,當水溫表指示100℃時(shí),用遠紅外線(xiàn)測溫儀測量散熱器上水室溫度95℃、下水室的溫度80℃,上、下水室溫差不大。說(shuō)明發(fā)動(dòng)機水泵工作正常,節溫器已經(jīng)打開(kāi),能夠進(jìn)入大循環(huán)(散熱器工作)模式。是什么原因引起發(fā)動(dòng)機水溫過(guò)高呢?
檢查水溫表及水溫傳感器。水溫傳感器是負溫度系數熱敏傳感器,在冷車(chē)啟動(dòng)和暖車(chē)期間,發(fā)動(dòng)機控制模塊根據水溫傳感器和其他傳感器信號,控制發(fā)動(dòng)機燃油噴油時(shí)間,發(fā)動(dòng)機控制模塊識別的標準電阻范圍為4 5 ~ 8 0 kΩ,對應溫度為-39~170℃;同時(shí)提供信號給水溫表和散熱風(fēng)扇運轉信號。水溫表根據水溫傳感器信號指示相應的讀數,水溫表或水溫傳感器有故障都會(huì )導致水溫表指示的讀數失準。如果水溫傳感器損壞或信號漂移將導致發(fā)送錯誤的水溫信號,也會(huì )造成電子散熱風(fēng)扇不能正常運轉。維修技師待發(fā)動(dòng)機冷卻一段時(shí)間,水溫表指針在80℃時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機,將診斷儀接入發(fā)動(dòng)機電控系統診斷接口中,讀取發(fā)動(dòng)機水溫數據,隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機的運轉,幾分鐘后水溫從80℃達到了 114℃、機油溫度110℃(如圖2所示)。水溫很快升到了120℃,發(fā)動(dòng)機蓄水壺蓋處冒出水蒸氣,發(fā)動(dòng)機水溫指示過(guò)高現象出現。儀表的水溫指示與實(shí)際的發(fā)動(dòng)機水溫是一致的,排除了水溫表或水溫傳感器有故障的可能。此時(shí)發(fā)動(dòng)機水溫超過(guò)最高標準值,散熱風(fēng)扇電機還沒(méi)有運轉,說(shuō)明風(fēng)扇或控制系統有問(wèn)題。
圖2 數據流
檢查散熱風(fēng)扇供電線(xiàn)路。根據電路圖檢查M4/7風(fēng)扇電機的主電源保險絲和控制電源保險絲都正常。按電路圖對電子散熱風(fēng)扇線(xiàn)路進(jìn)行測量,用萬(wàn)用表電阻擋測量風(fēng)扇連接器1端子與電池負極之間的電阻,電阻值為0.002Ω,確認了1端子與負極搭鐵線(xiàn)之間導通正常;打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),用萬(wàn)用表電壓擋測量連接器的2、3端子(如圖3所示)與1端子(接地)之間電壓為12.4V,可以確認電子散熱風(fēng)扇的兩條供電線(xiàn)路都正常。
圖3 風(fēng)扇連接器端子位置
測量散熱風(fēng)扇的控制線(xiàn)路導通情況。查閱散熱風(fēng)扇電路圖(如圖4所示),發(fā)動(dòng)機控制模塊2號連接器的43端子與電子散熱風(fēng)扇連接器4端子連接,測量連接器43端子與散熱風(fēng)扇連接器4端子之間線(xiàn)路電阻值為0.001Ω,導通良好。檢查發(fā)動(dòng)機控制模塊的端子與連接器線(xiàn)路,未發(fā)現松動(dòng)或退出等異?,F象。
N3/10. 發(fā)動(dòng)機控制模塊 F32. 保險絲 M4/7. 電子散熱風(fēng)扇, 端子說(shuō)明:1 端子在W3/2 接地、2 端子是F32 保險絲來(lái)的30 火線(xiàn)、3 端子是繼電器控制的87 火線(xiàn)、4 端子是N3/10 發(fā)動(dòng)機控制模塊控制的PWM 脈沖控制信號
圖4 風(fēng)扇控制電路
檢查發(fā)動(dòng)機控制模塊輸出的PWM信號。分析電子散熱風(fēng)扇控制流程(如圖5所示),電子散熱風(fēng)扇的工作原理是發(fā)動(dòng)機控制模塊根據B11/4冷卻液溫度傳感器信號,空調制冷劑壓力信號,輸出PWM信號來(lái)控制電子散熱風(fēng)扇的,其轉速取決于空調狀態(tài)和冷卻液溫度。如果冷卻液溫度、發(fā)動(dòng)機機油溫度或發(fā)動(dòng)機控制模塊溫度超過(guò)最高標準值,那么當關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后電子散熱風(fēng)扇會(huì )繼續運轉,最長(cháng)持續5s。正常電子散熱風(fēng)扇旋轉是根據發(fā)動(dòng)機控制模塊發(fā)出的PWM占空比信號控制的,信號的占空比范圍為10%~90%。當占空比為10%時(shí),電子散熱風(fēng)扇停止運轉;當占空比為20%時(shí),電子散熱風(fēng)扇以最低轉速運轉;當占空比為90%時(shí),電子散熱風(fēng)扇以最高轉速運轉,占空比越大,風(fēng)扇轉得越快。
N3/10. 發(fā)動(dòng)機控制模塊 A1. 儀表 N22. 空調控制模塊A9. 空調壓縮機 B11/4. 冷卻液溫度傳感器 B70. 曲軸位置傳感器M4/7. 電子散熱風(fēng)扇 CAN B. 乘員艙CAN 總線(xiàn) CAN C. 發(fā)動(dòng)機艙CAN總線(xiàn)
圖5 電子散熱風(fēng)扇控制流程
在不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機的情況下,用診斷儀調整電子散熱風(fēng)扇的運轉信號,來(lái)控制風(fēng)扇速度,按“加速”鍵調整占空比到20%散熱風(fēng)扇可以運轉,但有時(shí)占空比已經(jīng)調到90%冷卻風(fēng)扇也沒(méi)有運轉。該車(chē)在水溫指示高(犯?。r(shí),調整占空比信號,從10%調到90%(如圖6所示),散熱風(fēng)扇也不運轉。由此可以判斷不是發(fā)動(dòng)機控制模塊ME發(fā)出的PWM控制信號有故障。是什么原因造成散熱風(fēng)扇沒(méi)有正常工作?當發(fā)動(dòng)機水溫達到114℃時(shí)(標準值80~105℃),發(fā)動(dòng)機前端沒(méi)有風(fēng)扇工作的聲音,診斷儀上調節出不同的占空比信號時(shí),電子散熱風(fēng)扇電機不能同步運轉??梢耘袛喑鏊疁馗叩臅r(shí)候,電子散熱風(fēng)扇有時(shí)不能運轉應該是散熱風(fēng)扇(執行器電動(dòng)機)部分有問(wèn)題。
圖6 風(fēng)扇占空比控制
檢查散熱風(fēng)扇電動(dòng)機。結合發(fā)動(dòng)機控制模塊中存儲的故障碼及檢查的情況,拆下電子散熱風(fēng)扇總成檢查,控制模塊至電機的導線(xiàn)完好無(wú)損壞,用手轉動(dòng)風(fēng)扇葉可以運轉,感覺(jué)風(fēng)扇葉擺動(dòng)量有點(diǎn)大,拆下風(fēng)扇葉檢查風(fēng)扇電機,發(fā)現電機軸承損壞(如圖7所示),電機轉子軸一端無(wú)支撐,轉動(dòng)時(shí)轉子軸不同心,所以有時(shí)可以運轉,有時(shí)卡滯,散熱風(fēng)扇不能運轉,造成發(fā)動(dòng)機水溫偶爾的升高。
圖7 風(fēng)扇電機損壞
故障排除:更換電子散熱風(fēng)扇電機軸承(如8所示),安裝散熱器風(fēng)扇總成后,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機待水溫上升到90℃電子散熱風(fēng)扇自動(dòng)運轉,無(wú)卡滯現象,運轉良好,風(fēng)扇速度能隨著(zhù)發(fā)動(dòng)控制模塊的PWM信號的變化改變。路試車(chē)輛,無(wú)論在什么路況行駛,發(fā)動(dòng)機水溫表指示都在正常范圍。在行駛中水溫表指示過(guò)高,水位報警燈亮現象不再出現,發(fā)動(dòng)機偶爾水溫過(guò)高故障徹底排除。
圖8 更換電機軸承
故障總結:在故障診斷過(guò)程中,對于偶發(fā)性水溫高的故障,要做路試,確認故障現象。該車(chē)通過(guò)試車(chē),確認車(chē)輛高速行駛時(shí)水溫基本正常,是散熱器迎風(fēng)冷卻了發(fā)動(dòng)機;車(chē)輛低速行駛或停車(chē)時(shí)散熱器得不到迎風(fēng)的冷卻,發(fā)動(dòng)機水溫就升高,嚴重時(shí)水位報警。因為發(fā)動(dòng)機水溫偶爾升高,不易看到故障現象,也可以通過(guò)以下幾種方法做到快速的診斷:
一是打開(kāi)空調A/C鍵,因為在設計時(shí)考慮到空調散熱的問(wèn)題,所以空調打開(kāi)后,散熱風(fēng)扇和壓縮機同時(shí)會(huì )轉動(dòng),來(lái)確認風(fēng)扇執行機構是否正常。
二是把水溫傳感器插頭拔下來(lái),收不到信號就會(huì )起用設定值(斷路默認為-40℃、短路默認為140 ℃),發(fā)動(dòng)機控制模塊會(huì )進(jìn)入故障保護模式。當發(fā)動(dòng)機控制模塊收到這兩種故障模式時(shí)就會(huì )指令風(fēng)扇高速運轉,保護發(fā)動(dòng)機,同時(shí)可以確認水溫傳感器及線(xiàn)路是否斷路、短路。
三是測量實(shí)際水溫,當懷疑儀表顯示的溫度和實(shí)際水溫有偏差時(shí),使用紅外線(xiàn)測溫儀,測量值和儀表中的溫度值進(jìn)行比較;也可采用測量進(jìn)、出口水溫的辦法判斷節溫器的好壞;也可以通過(guò)水箱上、下水室溫差判斷水箱的散熱效率以及風(fēng)扇的工作效率。正常工作的散熱系統水箱上下室溫差在12℃左右,溫差偏大說(shuō)明系統循環(huán)不好,溫差偏小說(shuō)明風(fēng)扇效率低或水箱散熱不良。
四是檢查風(fēng)扇電路,如果沒(méi)有診斷儀,可以用試燈檢查風(fēng)扇是否正常。先檢查執行部分,用試燈一邊接負極(搭鐵),另一邊接電子風(fēng)扇的電源正極線(xiàn),試燈點(diǎn)亮,說(shuō)明有電流通過(guò)。也可采用短接法,接通電源,散熱風(fēng)扇可以正常的運轉,說(shuō)明執行部分沒(méi)問(wèn)題。再檢查控制部分,發(fā)動(dòng)機控制模塊的PWM信號、風(fēng)扇的繼電器、風(fēng)扇控制模塊等,在沒(méi)有診斷儀的情況下也可以快速判斷故障。
五是檢查散熱風(fēng)扇,要注意風(fēng)扇電機內部軸承的阻力、電機轉子和定子的干涉、電機碳刷磨損、線(xiàn)路的虛接等原因,都會(huì )導致散熱風(fēng)扇不能正常工作。
以上發(fā)動(dòng)機水溫高故障的診斷思路和方法是先簡(jiǎn)后繁、由外及內。通過(guò)觀(guān)察、測量對比進(jìn)行測試,能不用儀器的盡量不用儀器,這既節約了成本也大大提高了工作效率。希望汽車(chē)維修人員在工具資料不足的情況下,打開(kāi)維修思維、擴展維修思路,更快、更好的完成我們的汽車(chē)維修工作。



