任务情境
一、任务描述
一辆丰田卡罗拉轿车，进厂报修水温表指示值高，你的主管分配你来对其进行检修，你能完成吗？
二、任务提示
水温过高可能造成“开锅”现象，冷却液内部气泡增多，长时间下会在发动机内部的冷却水道产生穴蚀现象。另外，水温过高使得发动机内部机油变稀，各零部件工作条件变差，长期工作后可能会造成抱瓦等严重情况。
任务目标
一、知识目标
（1）能描述发动机冷却系统的常见故障；
（2）能描述冷却系统的故障诊断方法和思路；
（3）能描述排除发动机水温过高故障的方法。
二、能力目标
（1）会检测发动机水温过高的故障；
（2）会使用冷却液泄漏检测器检测冷却系统漏水；
（3）会根据发动机故障现象判断冷却系统故障的原因；
（4）会检测节温器的性能。
必备知识
一、基本知识
1．发动机温度过高的特征
发动机的工作温度过高，会引起冷却液温度过高，无论散热性能如何良好，也不能降低水温。遇到发动机工作温度过高时，不能强行提高散热性能，试图降低水温，如加装电子风扇等，需要排除发动机温度过高的故障。
发动机温度过高的特征如下：
（1）汽车组合仪表信息系统有发动机水温指示装置，若发动机冷却液温度异常，组合仪表上将有显示或警告，以警示驾驶员需要对其进行维修。
（2）关闭点火开关后，发动机可能继续运转。
（3）排气管过热甚至发红。
（4）加速不良，爆燃、敲缸，也可能因机械抱死，导致发动机无法启动。
（5）发动机表面温度高，沾水立即汽化，发动机部位会有烟雾和异味产生。
2．发动机温度过高的可能原因
气缸压力过高，压缩比增大，活塞压缩产生更多的热量，发动机工作时温度增高。
（2）点火时间过晚。
点火时间过晚，混合气不能及时、充分燃烧，未燃烧的燃料在排气管内补燃，既影响发动机的动力输出，又会使发动机温度升高。
（3）混合气过稀。
混合气过稀，会使燃烧速度减慢，燃烧后所产生的热能大部分散失于气缸壁，致使发动机气缸体温度升高。
（4）发动机装配过紧。
发动机曲轴、连杆装配过紧，会增加发动机运行时的摩擦力，从而产生大量热量，散发到气缸体，增加发动机气缸体温度。
（5）冷却系统工作不良。
二、基本技能
1．发动机温度过高的故障诊断
提示：必须首先排除发动机机械及混合气配比造成的发动机工作温度过高的原因。以下仅介绍冷却系统导致温度过高的原因。
（1）故障现象。
①水温表指示。
水温表（见图 4-3-1）指示发动机冷却液的温度，在冷却液温度传感器良好的情况下，当水温表指针超过规定数值或达到红线刻度时，表示发动机温度过高，即冷却系统出现故障，需立即使发动机停止运行，检查并排除冷却系统故障。
图4-3-1 水温表警示示意图
②水温警告灯点亮或闪烁报警。
部分车型的组合仪表没有设计水温表，而是设有水温警告灯或冷却液位警告灯。当组合仪表水温警告灯点亮时，表示发动机冷却液温度异常（刚启动时，蓝色水温灯点亮，表示水温低；红色水温灯点亮，则表示水温过高。发动机温度在正常情况下，组合仪表水温指示灯不亮）。如图 4-3-2 所示为东风日产轩逸汽车组合仪表的水温警示灯。
图4-3-2 东风日产轩逸汽车仪表水温指示
③水温异常信息显示。
部分高端车型（如宝马），仪表上设有液晶的信息显示区域，当微机检测到故障时，将以文字信息显示出来，提醒驾驶员车辆产生故障。如图 4-3-3 所示为宝马7系组合仪表，组合仪表上无水温表和水温警告灯。当发动机温度过高时，组合仪表上的
警告灯会点亮，通过仪表信息选择按键，可以读取水温的故障信息。
图4-3-3 宝马7系组合仪表
④发动机冷却液沸腾。
当发动机冷却液发生沸腾现象，俗称“开锅”时，不论组合仪表上水温信息有何种显示，皆表示发动机温度过高，需要检查发动机冷却系统。
发动机“开锅”时，不要随意打开散热器盖，以免发生人身伤害，需等待发动机冷却至安全状态时，方可进行操作。
（2）故障原因。
①冷却液不足。
②冷却液循环不良。
③散热器散热性能不良。
④冷却风扇工作不良。
（3）诊断方法。
冷却液不足将直接导致发动机散热功能不良，产生水温过高故障。冷却液量可以通过检查散热器或冷却液储液罐，确定冷却液液位。导致冷却液不足的原因有如下几种情况：
①冷却系统泄漏。
冷却液泄漏是冷却液不足的重要原因。冷却液不足，首先要确定冷却系统是否有泄漏现象。检查冷却液泄漏的方法有以下几种：
a.观察法。
大部分汽车发动机的冷却液中加入了专用冷却剂，多数冷却剂是有色的，如红色、蓝色等。当冷却系统发生冷却液泄漏时，泄漏处会残留有痕迹，方便查找泄漏点，如图 4-3-4所示。
b.冷却液泄漏检测仪检测法。
若通过观察，无法找到泄漏点，则需要使用冷却液泄漏检测仪查找。冷却液泄漏检测仪是专门用于检查发动机漏水的检测仪器，使用检测仪检测泄漏快捷、方便、准确。如图4-3-5所示为使用冷却液泄漏检测仪查找发动机漏水故障，操作方法如下：
图4-3-4 发动机漏水痕迹
图4-3-5 冷却系统泄漏检测试验
• 将发动机冷却系统加满水。
• 选择散热器盖相同规格的连接口，安装在散热器口上，连接检测仪器。
• 通过加压装置，向散热系统加注 0.1 MPa 左右的气压。
• 保持压力不动，等待 5 min 以上，观察压力是否下降。同时检查冷却系统各密封部位是否有漏水现象。
c.检查机油里是否有水。
若发动机气缸垫冲蚀，冷却液将进入气缸和润滑系统，从而导致机油里面有水。通过检查机油尺，观察机油里是否有水，判断发动机气缸垫是否冲蚀。
d.检查火花塞是否有水珠凝结。
启动发动机，热车以后关闭发动机，等待发动机彻底冷却后，拆卸火花塞，观察火花塞。若气缸垫烧蚀，冷却液漏入气缸，挥发出水蒸气，当发动机冷却后，水蒸气会凝结在火花塞上，通过此操作，判断气缸垫是否冲蚀。
e.观察散热器加水口。
打开散热器盖，启动发动机，急速踩踏加速踏板。若气缸垫烧蚀，气缸内气压会进入水道，引起散热器口冷却液喷出。通过此现象观察，可以判断气缸垫是否烧蚀。
②冷却液循环不良。
a.水泵故障。
水泵是冷却液循环的动力来源，若水泵出现故障，如发生卡滞或运转不灵，会直接影响冷却液的循环。
b.节温器故障。
节温器控制着冷却液循环的流量，进而控制冷却液的循环。若节温器卡滞无法打开，则冷却液循环受阻，造成冷却液循环不良。
c.水道堵塞。
冷却液在水道中循环，若水道堵塞，则冷却液不能循环，常见的水道堵塞有散热器堵塞、水管堵塞、发动机循环水道堵塞等。
③散热器散热性能不良。
散热器是发动机冷却液与外界交换温度、散发热量的部件，若散热器性能不良，将直接影响冷却系统的散热效果，造成发动机散热不良，水温升高。散热器的常见故障有以下几种：
a.散热器老化。
b.散热器内部积垢、堵塞。
c.散热器翅片倒伏。
d.散热器通风系统不良。
e.散热器老化、积垢，会造成散热性能降低，可通过清洗散热器的方式恢复或部分恢复散热功能，如图 4-3-6 所示。
图4-3-6 清洗散热系统
④冷却风扇工作不良。
新型汽车多采用电子风扇散热系统，散热风扇电动机通过发动机水温控制，风扇转速可以调节，若风扇不工作或工作不良，散热器将散热不好，从而使发动机温度升高。
电子风扇按控制形式的不同分为温控开关控制、继电器控制、散热模块控制、发动机ECU控制等。
大部分丰田车型都采用 ECU 直接控制风扇，其原理是利用网络传输发动机控制信号给风扇控制单元总成（与风扇电机一体），并且风扇电机的转速为无级变速。如图 4-3-7 所示为丰田卡罗拉汽车风扇控制电路。
图4-3-7 丰田卡罗拉汽车风扇控制电路图
根据其电路图和工作原理，ECU 控制风扇不工作的故障诊断流程如图 4-3-8 所示。
图4-3-8 风扇不工作诊断流程图
（4）诊断流程图。
发动机水温高诊断流程如图 4-3-9 所示。
图4-3-9 发动机水温高诊断流程图
2．发动机水温过低故障诊断
发动机冷却系统的作用是保证发动机在最适宜的温度范围内工作。当发动机冷却系统发生故障时，发动机会过热或过冷，导致发动机出现功率下降、燃油消耗增加和工作不平稳等不良现象，严重时会出现受力零件损坏、活塞卡缸或拉缸等现象。发动机冷却系统的常见故障包括水温过低、水温过高。
发动机水温过低，多发生在冬季或高寒地区以及发动机启动初期，是指发动机运行中升温慢或发动机工作温度低。发动机水温过低会导致发动机动力不足、加速磨损、油耗增加。
发动机水温过低的常见症状有水温表指示偏低，散热器、水管温度较低等。
发动机水温过低的根本原因是发动机冷却系统散热过度，主要是在冷车启动阶段。水温过低的常见故障原因有节温器故障、散热系统故障、冷却液温度传感器故障等。
（1）节温器故障诊断方法。
节温器是调节冷却液大、小循环的关键元件，当节温器卡滞在开启状态时，冷却液一直以大循环运行，则在启动初期或低温状态下，发动机将被冷却过度，造成发动机温度过低。
①机械式节温器故障诊断。
发动机冷启动后，打开散热器加水口，若散热器内冷却液立即开始循环，表明节温器失常或未装节温器。因为当水温低于 70 °C 时，节温器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭；当水温高于 80 °C 时，膨胀筒膨胀，主阀门渐渐打开，散热器内循环水开始流动。当水温表指示 70 °C 以下时，散热器进水管若有水流动，水管温热，则表示节温器主阀门关闭不严，使冷却水过早大循环。
发动机工作初期，水温上升很快；当水温表指示 80 °C 后，升温速度减慢，则表明节温器工作正常。反之，若水温一直升高很快，当内压达到一定程度时，沸水突然溢出，则表明主阀门有卡滞，突然打开。
当水温表指示 70～80 °C 时，打开散热器盖和散热器放水开关，用手感水温，若均烫手，说明节温器工作正常；若散热器加水口处水温低，且散热器上水室进水管处无水流出或流水甚微，说明节温器主阀门无法打开。
②电子节温器故障诊断。
奥迪 A4、宝马等新型汽车采用电子节温器，这些车型冷却液的温度调节、冷却液的循环（节温控制）均由发动机负荷决定并由发动机ECU控制，其中冷却液温度调节装置采用电子节温器。电子节温器有故障或发动机ECU异常，都可能产生水温过低故障。
图4-3-10 电子节温器
电子节温器（见图 4-3-10）内带加热电阻，由发动机 ECU 根据发动机温度和负荷等条件，给其通电加热，加热元件融化蜡芯，打开节温阀。发动机 ECU 同时控制打开程度和冷却液的循环量。当发动机 ECU 检测到错误的水温信号时，就会错误地打开电子节温器，造成发动机水温过低故障。
电子节温器控制系统的常见故障有电子节温器故障、冷却液温度传感器及线路故障、发动机 ECU 故障。
（2）散热系统故障诊断方法。
散热器的过度冷却也会造成发动机水温过低。散热器过度冷却的主要原因：环境温度过低、散热器百叶窗全开不能关闭、冷却液温度传感器故障、散热器风扇故障。
①机械风扇故障。
机械风扇的主要故障为风扇耦合器故障。对于安装耦合器风扇的发动机，可在冷态启动发动机后，观察风扇转动情况。若随发动机转速升高，风扇也由慢到快地转动，说明风扇耦合器有故障，应检修或更换。如图 4-3-11 所示为硅油风扇耦合器结构。
②电子风扇故障。
电子风扇的工作受发动机冷却液温度控制，若电子风扇在低速、高速运转不受冷却液温度控制，电子风扇一直以高速运转，则在启动阶段或低速运行中，会出现发动机水温过低或水温上升缓慢现象。
图4-3-11 硅油风扇耦合器结构
电子风扇在低温以高速运转的故障原因有以下几种：
a.冷却液温度传感器及线路故障。
b.电子风扇控制单元故障。
c.发动机控制单元故障。
d.冷却液温度传感器（或温控开关）故障。
e.空调压力开关异常故障。
三、学习小结
（1）发动机冷却系统故障分为水温过低故障和水温过高故障。
（2）判断发动机温度是否正常通过仪表水温表或水温指示灯确定。
（3）发动机水温高的主要故障原因有发动机冷却液不足、冷却液循环不良、散热器散热性能不良、散热风扇故障等。
（4）冷却液缺少的主要原因有漏水、缸垫烧蚀、散热器盖失效等。
（5）冷却液循环不良的主要原因是水泵故障或节温器打不开。
（6）散热器散热性能不良的主要原因有散热器老化、散热器堵塞、散热器通风不良、散热器翅片倒伏等。
（7）电子风扇控制分为温控开关控制、继电器控制、散热控制单元控制和 ECU 直接控制。
（8）发动机工作温度过高的主要原因有发动机气缸压力增大、点火时间过晚、混合气过稀、发动机装配过紧等。
四、任务分析
冷却系统的故障除了冷却系统工作不良外，还有可能是其他系统的原因。
五、自我评估
1．填空题
（1）发动机冷却系统故障分为水温_________故障和水温_________故障。
（2）判断发动机温度是否正常通过_________或_________确定。
（3）发动机水温高的主要故障原因有_________、_________、散热器散热性能不良、_________故障。
（4）散热器盖除了有密封散热器的作用外，还有保持_________的作用。
（5）冷却液不足，首先要确定冷却系统是否有_________现象。
（6）节温器控制着_________的流量，若节温器卡滞无法打开，则_________受阻。
2．判断题
（1）节温器出现故障只会影响水温高不会影响水温低。（ ）
（2）打开散热器盖，启动发动机，急速踩踏加速踏板，散热器口冷却液喷出，可以判断气缸垫是否烧蚀。（ ）
（3）在炎热的夏季可以不用安装节温器。（ ）
（4）散热器盖的检查需要使用压力测试仪。（ ）
（5）发动机冷启动后，打开散热器加水口，若散热器内冷却液立即开始循环，表明节温器失常或未装节温器。（ ）
3．选择题
（1）关于节温器的说法不正确的是（ ）。
A.节温器分机械式和电子式两种
B.节温器主要控制冷却液的循环
C.节温器卡滞只会出现水温高现象
D.节温器可放在水里通过煮的方法进行检测
（2）关于散热器盖的说法不正确的是（ ）。
A.散热器盖密封不严会出现“开锅”现象
B.冷却液偏少有可能是散热器盖密封不严造成的
C.散热器盖检查需使用压力测试仪
D.散热器盖需在发动机运转情况下才能打开
（3）关于发动机水温过高的说法不正确的是（ ）。
A.出现发动机水温过高必须立即停车关闭发动机
B.冷却风扇常转不会出现水温过高现象
C.发动机水温过高可立即对发动机浇水冷却
D.发动机水温过高首先应检查冷却液
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