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2004款奔驰S350发动机水温偶尔过高
[ 录入者:龙魂 | 时间:2016-06-08 06:16:15 | 作者: | 来源: | 浏览:1433次 ]
VIN:WDBNG67J64A××××××。
  行驶里程:186520km。
  车型:W220底盘,配置M112972发动机,采用功率600W无级变速电子散热风扇。
  故障现象:客户反映这两天发动机水温表有时指在120℃,水位报警灯也亮。在一修理厂检查冷却液缺一点,补到上限,检查风扇可以运转,修理工看到水箱和冷凝器上特别脏,沾了一层杨树毛,用压缩空气进行了清理。然后路试,发动机工作水温一直在正常范围,水位报警灯未报警,以为高温故障排除了。第二天出车,在行驶中水温表指针还能达到120℃,发动机水温还是偶尔过高。
  故障诊断:车辆入厂后,维修技师用诊断仪检测发动机控制系统故障码,检测到1个“P2073-发动机/AC电子抽气风扇”故障码(如图1所示),故障码可以清除掉,再次读码无故障码存储。
  
  图1 故障码
  对发动机冷却系统外观进行检查,冷却系统散热器及各软管的接口无渗漏和损坏现象,检查储液罐冷却液面在下限,加注到储液罐的上限(max)位置。启动发动机观察水温是否正常,提高发动机转速让水温升高,观察仪表上的水温指示,在正常范围,水温并不过高,而且在水温达到90℃时散热器风扇能够运转,检查结果没有出现水温指示高和水位报警现象。然后与客户一同试车确认故障现象,在外环线上路试,以80km/h以上的车速行驶20km,发动机水温表始终指示90℃左右,发动机并没有出现水高温现象。最后问客户在什么情况下出现的高温?是在高速公路上、还是在市区?客户说昨天去县城在不好走的路面行驶时出现的。正好行驶到交叉路口,在等红灯时发动机水温表指针快速移动指到120℃,确认了发动机水温确实指示过高。分析发动机水温指示过高的故障原因有:(1)冷却液不足;(2)节温器或水泵故障;(3)水温表或水温传感器故障;(4)发动机控制模块故障;(5)散热风扇控制线路及信号有故障;(6)电子散热风扇电机故障。
  通过分析对冷却系统以下部件进行检查:
  检查冷却系统节温器和水泵。为了验证节温器是否工作或损坏,运转发动机观察水温表的指针是否与发动机实际水温一致,当水温表指示100℃时,用远红外线测温仪测量散热器上水室温度95℃、下水室的温度80℃,上、下水室温差不大。说明发动机水泵工作正常,节温器已经打开,能够进入大循环(散热器工作)模式。是什么原因引起发动机水温过高呢?
  检查水温表及水温传感器。水温传感器是负温度系数热敏传感器,在冷车启动和暖车期间,发动机控制模块根据水温传感器和其他传感器信号,控制发动机燃油喷油时间,发动机控制模块识别的标准电阻范围为4 5 ~ 8 0 kΩ,对应温度为-39~170℃;同时提供信号给水温表和散热风扇运转信号。水温表根据水温传感器信号指示相应的读数,水温表或水温传感器有故障都会导致水温表指示的读数失准。如果水温传感器损坏或信号漂移将导致发送错误的水温信号,也会造成电子散热风扇不能正常运转。维修技师待发动机冷却一段时间,水温表指针在80℃时启动发动机,将诊断仪接入发动机电控系统诊断接口中,读取发动机水温数据,随着发动机的运转,几分钟后水温从80℃达到了 114℃、机油温度110℃(如图2所示)。水温很快升到了120℃,发动机蓄水壶盖处冒出水蒸气,发动机水温指示过高现象出现。仪表的水温指示与实际的发动机水温是一致的,排除了水温表或水温传感器有故障的可能。此时发动机水温超过最高标准值,散热风扇电机还没有运转,说明风扇或控制系统有问题。
  
  图2 数据流
  检查散热风扇供电线路。根据电路图检查M4/7风扇电机的主电源保险丝和控制电源保险丝都正常。按电路图对电子散热风扇线路进行测量,用万用表电阻挡测量风扇连接器1端子与电池负极之间的电阻,电阻值为0.002Ω,确认了1端子与负极搭铁线之间导通正常;打开点火开关,用万用表电压挡测量连接器的2、3端子(如图3所示)与1端子(接地)之间电压为12.4V,可以确认电子散热风扇的两条供电线路都正常。
  
  图3 风扇连接器端子位置
  测量散热风扇的控制线路导通情况。查阅散热风扇电路图(如图4所示),发动机控制模块2号连接器的43端子与电子散热风扇连接器4端子连接,测量连接器43端子与散热风扇连接器4端子之间线路电阻值为0.001Ω,导通良好。检查发动机控制模块的端子与连接器线路,未发现松动或退出等异常现象。
  
  N3/10. 发动机控制模块 F32. 保险丝 M4/7. 电子散热风扇, 端子说明:1 端子在W3/2 接地、2 端子是F32 保险丝来的30 火线、3 端子是继电器控制的87 火线、4 端子是N3/10 发动机控制模块控制的PWM 脉冲控制信号
  图4 风扇控制电路
  检查发动机控制模块输出的PWM信号。分析电子散热风扇控制流程(如图5所示),电子散热风扇的工作原理是发动机控制模块根据B11/4冷却液温度传感器信号,空调制冷剂压力信号,输出PWM信号来控制电子散热风扇的,其转速取决于空调状态和冷却液温度。如果冷却液温度、发动机机油温度或发动机控制模块温度超过最高标准值,那么当关闭点火开关后电子散热风扇会继续运转,最长持续5s。正常电子散热风扇旋转是根据发动机控制模块发出的PWM占空比信号控制的,信号的占空比范围为10%~90%。当占空比为10%时,电子散热风扇停止运转;当占空比为20%时,电子散热风扇以最低转速运转;当占空比为90%时,电子散热风扇以最高转速运转,占空比越大,风扇转得越快。
  
  N3/10. 发动机控制模块 A1. 仪表 N22. 空调控制模块A9. 空调压缩机 B11/4. 冷却液温度传感器 B70. 曲轴位置传感器M4/7. 电子散热风扇 CAN B. 乘员舱CAN 总线 CAN C. 发动机舱CAN总线
  图5 电子散热风扇控制流程
  在不启动发动机的情况下,用诊断仪调整电子散热风扇的运转信号,来控制风扇速度,按“加速”键调整占空比到20%散热风扇可以运转,但有时占空比已经调到90%冷却风扇也没有运转。该车在水温指示高(犯病)时,调整占空比信号,从10%调到90%(如图6所示),散热风扇也不运转。由此可以判断不是发动机控制模块ME发出的PWM控制信号有故障。是什么原因造成散热风扇没有正常工作?当发动机水温达到114℃时(标准值80~105℃),发动机前端没有风扇工作的声音,诊断仪上调节出不同的占空比信号时,电子散热风扇电机不能同步运转。可以判断出水温高的时候,电子散热风扇有时不能运转应该是散热风扇(执行器电动机)部分有问题。
  
  图6 风扇占空比控制
  检查散热风扇电动机。结合发动机控制模块中存储的故障码及检查的情况,拆下电子散热风扇总成检查,控制模块至电机的导线完好无损坏,用手转动风扇叶可以运转,感觉风扇叶摆动量有点大,拆下风扇叶检查风扇电机,发现电机轴承损坏(如图7所示),电机转子轴一端无支撑,转动时转子轴不同心,所以有时可以运转,有时卡滞,散热风扇不能运转,造成发动机水温偶尔的升高。
  
  图7 风扇电机损坏
  故障排除:更换电子散热风扇电机轴承(如8所示),安装散热器风扇总成后,启动发动机待水温上升到90℃电子散热风扇自动运转,无卡滞现象,运转良好,风扇速度能随着发动控制模块的PWM信号的变化改变。路试车辆,无论在什么路况行驶,发动机水温表指示都在正常范围。在行驶中水温表指示过高,水位报警灯亮现象不再出现,发动机偶尔水温过高故障彻底排除。
  
  图8 更换电机轴承
  故障总结:在故障诊断过程中,对于偶发性水温高的故障,要做路试,确认故障现象。该车通过试车,确认车辆高速行驶时水温基本正常,是散热器迎风冷却了发动机;车辆低速行驶或停车时散热器得不到迎风的冷却,发动机水温就升高,严重时水位报警。因为发动机水温偶尔升高,不易看到故障现象,也可以通过以下几种方法做到快速的诊断:
  一是打开空调A/C键,因为在设计时考虑到空调散热的问题,所以空调打开后,散热风扇和压缩机同时会转动,来确认风扇执行机构是否正常。
  二是把水温传感器插头拔下来,收不到信号就会起用设定值(断路默认为-40℃、短路默认为140 ℃),发动机控制模块会进入故障保护模式。当发动机控制模块收到这两种故障模式时就会指令风扇高速运转,保护发动机,同时可以确认水温传感器及线路是否断路、短路。
  三是测量实际水温,当怀疑仪表显示的温度和实际水温有偏差时,使用红外线测温仪,测量值和仪表中的温度值进行比较;也可采用测量进、出口水温的办法判断节温器的好坏;也可以通过水箱上、下水室温差判断水箱的散热效率以及风扇的工作效率。正常工作的散热系统水箱上下室温差在12℃左右,温差偏大说明系统循环不好,温差偏小说明风扇效率低或水箱散热不良。
  四是检查风扇电路,如果没有诊断仪,可以用试灯检查风扇是否正常。先检查执行部分,用试灯一边接负极(搭铁),另一边接电子风扇的电源正极线,试灯点亮,说明有电流通过。也可采用短接法,接通电源,散热风扇可以正常的运转,说明执行部分没问题。再检查控制部分,发动机控制模块的PWM信号、风扇的继电器、风扇控制模块等,在没有诊断仪的情况下也可以快速判断故障。
  五是检查散热风扇,要注意风扇电机内部轴承的阻力、电机转子和定子的干涉、电机碳刷磨损、线路的虚接等原因,都会导致散热风扇不能正常工作。
  以上发动机水温高故障的诊断思路和方法是先简后繁、由外及内。通过观察、测量对比进行测试,能不用仪器的尽量不用仪器,这既节约了成本也大大提高了工作效率。希望汽车维修人员在工具资料不足的情况下,打开维修思维、扩展维修思路,更快、更好的完成我们的汽车维修工作。
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