宝马520Li冷却系统故障导致水温报警灯亮

宇桐汽车电子

一辆行驶里程约16万km，车型为E60，配置M54发动机的2006年宝马520Li轿车。用户反映：该车辆行驶中仪表中水温报警灯会突然点亮，中央显示屏出现水温过高的文字信息提示。
接车后：首先连接检测仪进行车辆整车诊断检测，检查结果显示发动机冷却系统温度过高，当前故障不存在。检查发动机冷却液液面在正常范围，打开空调或通过检测仪的功能测试风扇电机也可以运转。在原地启动怠速运转车辆观察了近一小时也没有出现用户反映的故障现象，并且在怠速的条件下观察发动机的几组发动机的运行值也比较正常，如图1所示，发动机的水温在105℃左右，水箱出水口温度83～85 ℃，打开引擎盖观察发现风扇电机偶尔低速运转，水温基本保持在这个状态，没有太大的变化。中高速路试行驶了50几千米也没有出现水温报警。签于车辆已经行驶了16多万千米，于是维修人员根据维修店经验判断准备建议用户更换节温器和水泵及冷却液。但在查询本车的维修记录时发现几个月前曾更换过特性曲线式节温器，于是维修人员便武断的建议用户更换了水泵总成及冷却液，然后再次试车后没有发现异常便交车给用户。

第二天用户又把车辆开到维修店，投诉车辆的水温报警的问题根本没有解决，并产生很大的抱怨。由于是二次返厂维修的车辆，于是维修人员这次便和技术人员一起进行全面的分析诊断，并再次从用户那里确认得到了出现故障时的一些比较详细规律和细节。车辆水温报警在城市工况行驶的条件下出现的居多，一般行驶一段距离后停车，如等红灯时出现的次数多些，正常行驶中也会报警，但次数不是很多。于是维修人员吸取了上次维修的失败教训，把新型的诊断维修设备搬移到车辆上，准备专门在市区内行驶，看是否可以试出故障并在出故障时捕捉一些关键的数据，以便能够分析找出问题。
在路试中把车速控制在40～60km/h，走走停停，并频繁地制动，刻意提高发动机的转速，车辆路试了半小时左右，通过观察检测仪显示屏中的数据发现了一些异常现象，如图2所示。

水箱出水口的温度突然快速下降起来，但发动机的温度却骤然上升，基本上达到报警的临界点，（发动机温度达到或超过115℃，发动机控制单元会报警提示）于是赶紧让驾驶员把车辆靠边停车，车还没有完全停稳仪表中的水温报警灯便被点亮，中央显示屏中的报警文字提示也立刻显示出来（如图3所示），观察检测仪中的水温继续快速变化，如图4所示，发动机冷却液温度达到117℃，超过了规定的最高水温115℃；水箱出水口温度却又快速回升到76. 5℃，但不到1 min仪表和显示屏中的报警又自然消失，检测仪中的水温显示也跟着随即发生了变化如图5所示，这说明了什么问题？




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节温器有故障，这个道理相信一般有维修经验的机电工都应该明白。由水温快速的变化可以得知但节温器开启时间有问题，并不是完全不能打开，否则就会持续高温，车辆就会有直接相关的故障记录了。但节温器更换的时间并不久，并且车辆故障只在行驶途中特定的工况下才会容易出现，如果专门把车辆放在原地试车怠速观察又不会出现故障，这就有点值得深思了。传统的节温器只通过冷却液温度感知是否要调节发动机的温度，通过的开启或关闭来改变。关闭时，冷却液只在发动机内部循环，不经过水箱，循环回路封闭；节温器完全打开，冷却液流过散热器，从而利用散热器最大的散热能力；节温器部分开启，节温器里面的蜡制元件在周围温度的感知下会部分融化，从而使节温器的阀门开启部分，就只有一部分冷却液流经散热器，另一部分冷却液从“短路旁通流过”，这样可以避免冷却液温度很低时继续冷却，并确保在温度很高时提供最大的冷却能力。这就是常说的大循环和小循环。而这款BMW520i采用的却是特性曲线式节温器（如图6所示），该特性曲线式节温器是一个集成了现代发动机管理系统的电子装置，在节温器内部的工作元件膨胀材料内安装了加热电阻，这样膨胀材料就不通过流经的冷却液来加热，而是可以通过“人工方式”来加热。节温器采取整体式结构设计，节温器和壳体设计为一个整体。发动机管理系统根据储存的特性曲线和实际运行状况来控制加热元件。特性曲线参数包括：发动机负荷、发动机转速、车速、进气温度、冷却液温度等。通过这种智能型的控制方式可在发动机部分符合的范围内设置较高的冷却液温度，部分范围内运行温度较高时发动机机可以达到更好的燃烧效果，从而降低耗油量和废气排放量。但如果发动机的温度超过规定的温度就会带来不利的影响，因此满负荷运行时将通过恃性曲线式节温器有效地降低冷却液温度。特性曲线式节温器安装在发动机的冷却液入口处，即水箱的出水口，发动机冷却液温度传感器安装在发动机的出口处，即水箱的人口处。如果发动机管理系统参考了其他参数进行控制干预时，节温器将可以再较低的冷却液温度下打开（80～103℃）；当发动机冷却液温度达到110℃时，发动机在此工作温度下工作，按照特性曲线工作的节温器无须进行其他的控制干预将开始打开；如果发动机冷却液温度超过115℃，发动机管理系统不管其他的参数情况直接激活节温器的加热元件，并且发动机管理系统将通过仪表及中央控制显示器报警。由此可以分析出上述检测仪中的两组数据：发动机冷却液温度114. 75℃，水箱出水口温度51℃，此时节温器是应该打开的，实际没有打开。最后发动机冷却液温度117℃，节温器才开始打开，但此时发动机的温度已经超过极限所以就报警了。一旦节温器开始打开，整个水箱里的冷却液在循环，出水口的温度上升达到76. 5℃。发动机的温度降下降到极限值以内，水温过高报警解除。所以说是节温器反映迟钝的开启时间有问题，如果是冷却系统地其他部件有故障就不仅仅是瞬间高温了，并且会有很清晰具体的故障记录，而不是笼统地显示发动机高温了。

    再次更换节温器试车故障彻底消除。</p></p>