毛赣峰 王训武 毛子玲 罗杰

摘要：本文叙述了15款华颂7汽车N20发动机故障1例，主要阐述故障的诊断思路及排查过程，并就故障的产生原因进行了分析，可为其他同行提供参考借鉴。

Abstract： This paper describes 1 case of 15 Huasong 7 automobile N20 engine faults， mainly explaining the fault diagnosis ideas and investigation process， and analyzes the causes of faults， which can provide reference for other peers.

关键词：华颂7;N20发动机;缸垫冲蚀;冷却液溢出;电子水泵空转

Key words： Huasong 7;N20 engine;cylinder pad erosion;coolant overflow;electronic water pump idling

中图分类号：U469.7                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）05-0118-03

1  车辆概况

华颂7由华晨集团、麦格纳及BMW Group Designworks三方团队共同设计打造，定位于中型MPV，动力方面，新车搭载宝马N20系列2.0T发动机，配备高低功率版，低功率版最大功率135千瓦，峰值扭矩270牛·米;高功率版最大功率达180千瓦，最大扭矩350牛·米。传动方面匹配ZF六速手自一体变速器。

该车发动机散热系统由电子水泵，冷却液温度传感器，电子节温器、冷却风扇等部件构成。

①电子节温器结构及其工作原理：电子节温器由供电插头、大循环阀、压力弹簧、加热电阻膨胀部件、小循环阀，升程销等组成[1]。

车辆处于冷车状态启动，电子控制单元ECU不给加热电阻膨胀部件供电，此时在压力弹簧作用下，大循环阀关闭、小循环阀开启，发动机小循环能确保车辆发动机在较短时间内以比较经济的方式得到预热，迅速达到正常工作温度。此时未按发动机冷却特性图工作，水泵以较低速度使冷却液进行循环，冷却液经小循环阀直接流会水泵进行小循环，此时冷却风扇不介入工作。

当发动机正常运行时，ECU根据即时发动机载荷及各传感器反馈的参数数据进行计算，给予电子节温器加载相应的电压，使电子膨胀部件体积产生相应变化并作用于压力弹簧，压力弹簧受压后产生形变，并形变作用于小循环阀，小循环阀受压后关闭，与此同时，大循環阀被打开，冷却液经大循环阀进入冷却液散热器，电子水泵、电子风扇根据ECU反馈的信号，执行相应动作，与电子节温器共同作用将发动机温度维持在一个合理区间。

②电动冷却液循环水泵结构及其工作原理：传统机械水泵靠发动机经皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动，产生一定的压力与离心力驱动冷却液在水泵进口与水道中流动，在压差作用下从发动机壳体出水道流出，经水管被重新吸入叶轮中，实现冷却液的往复循环。电动冷却液泵俗称电子水泵俗，主要由发动机控制单元根据车辆运行各参数控制运行，具有响应快、结构紧凑、震动小、电磁兼容性强、稳定性高、耗能低、效率高寿命长等特点，其理论连续工作时间可达到20000小时以上。因电动冷却液泵无需皮带传动，在发动机转速较低时也能快速响应发动机控制单元实现大循环量的需求，同样即便在发动机转速较高时，亦可以实现发动机控制单元实现小循环量的需求，能始终确保发动机处于较佳的工作状态。

2  故障现象

该故障车辆为15款华颂7，16年9月上牌，搭载发动机型号为N20B20C，截至故障出现时已行驶15万余公里，因仪表盘有更换记录，实际表显里程9.8万公里，车辆出现连续行驶数小时或暴力驾驶后停车后停车会有液体从发动机底部漏出、偶发熄火后电子水泵间断或持续运行，偶有水泵持续运行至蓄电池电量不足无法启动故障。因华颂7在当地保有量较少，修理厂接车后比较谨慎，建议先用电脑读取故障参数后再做打算，但由于诊断系统兼容性或设置原因，用元征X431、autophix7300、道通MS908S、三款汽车故障码OBD2检测诊断仪虽能找到该款车并顺利进入诊断界面，但均未能读取到准确的关联故障码提示：检测中出现ABS故障、空调系统故障、车身稳定系统故障等提示维修技师根据经验，初步判断应该是电池电压过低导致的误判，待蓄电池充电完成后接通电路进行清除故障码，故障码排除。

3  处置方式

结合故障现象经初步判断节温器、水泵都能有效运转，经检测发电机、蓄电池均工作良好，试车后确认溢出的液体为防冻液，泄露部位为冷却液水壶壶盖泄压阀，与车主现场沟通，决定以最小成本排除法按防冻液缺失导致水温过高来进行处理;遂对防冻液进行了更换，考虑到德系车辆发动机温度普遍设定较高，为防止因防冻液质量问题导致开锅报警，选用了原厂-40℃（冰点）-135℃（沸点）原厂防冻液。

更换防冻液后及打开排气螺丝进行排空气，并将车辆至于P档，点火开关打开，开暖风，近光灯并深踩油门约10S，启动冷却液自循环，15分钟后启动车辆，静态测试发动机工作状态良好，水温目测正常，水壶无溢水现象，路试10分钟后状态正常，次日经过一段时间路试，发动机温度依旧正常，判断故障已消除，维修结束。

三天后再次返修，反馈急加速会再次冒防冻液，车辆无法启动故障未再出现。为测试泄露原因，决定拔下水箱气管并连接气泵，打开调压阀及气泵开关，旋转调压阀调整气压至1公斤，检查管路未见明显异常，继续加压至1.5公斤，水壶盖无明显溢水，管路及冷却器未见渗水现象，保持压力24小时后，检查防冻液未见减少，初步排除水箱泄露;进一步测试中发现一款手机蓝牙OBD诊断仪虽然也无法读取故障所对应的故障码，但能读取到水温、车速、油耗等部分发动机参数数据，决定运用其进行在线监测，进一步排查故障原因。经在线监测，读取冷却液温度传感器（俗称水温传感器、ECT传感器）数据，发现车辆启动后水温逐步上升，在达到95℃后升温速度变慢，整体稳定在温度区间95℃-120℃之间波动，达到120℃后会急速下降至95℃以下，试车后读取完整水温数据，未见明显异常，但结合油耗数据进行对比，如图1所示。

发现存在以下几个可疑点：起步或急加速瞬间水温未明显上升;车辆熄火后冷却液温度骤降，且直接降到-40℃;根据市场上同款N20发动机的运行数据，冷却液临界温度120℃也属于正常现象，但是仪表盘却提升“发动机过热，请停车检查”，经综合判断，认定发动机缸体冷却液水道温度传感器存在故障，更换后运行数据如图2所示，水温及冷却液温度占比符合该发动机运行规律，故障1得以排除。

继续检查车辆，结合漏电电流发现车辆持续行驶后偶发故障，表现为停车15-30分钟，水泵会自动循环，循环一段时间后停止或继续运行直至蓄电池电压不足;逐排查水泵能正常循环、暖风亦正常运行、风扇在空调开启后会强制运行，水温达到104℃后会运行，温度进一步升高转速加快，结合图3冷却液温度升温曲线，初步判定风扇运轉正常，水泵能运转，节温器能顺利打开、但是否能达到额定转速因无法读取数据无法判定。

本发动机热量管理系统中除电子节温器外，发动机电控单元用不同状况下的温度特性曲线来控制电子冷却泵的工作[2]，在电子水泵因供电或机械故障等原因导致的工作性能下降时，ECU会因为温度始终不能下降而持续给电子节温器加热，可能导致节温器损坏。为验证这一判断，拆下电子节温器泡入热水中并进行通电测试，大小循环阀在响应温度均能有效开启闭合，节温器运转正常。为进一步排除电动冷却液泵供电模块及各运行参数是否正常，用万用表读取电子水泵线连接端子M6035的四脚[3]，其中1脚受总线段KL.15N控制，在车辆熄火后电压为0，车辆点火开关打开后依旧为0，但在发动机持续工作水泵循环后测得电压为11.5V，2脚为BSD线，测得电压为8V，3脚为集成供电模块，通过总线端KL.30供电，测得电压为12.8V，4脚接地，电压为0，未见明显异常信号。

为进一步排除原因，决定再次检查冷却液水壶，怠速启动15分钟，未见明显异常，热车后保持油门1500转1分钟未见明显异常，保持油门2000转1分钟，仍未见异常，保持油门3000转1分钟后，冷却液表面出现零星微气泡，保持3000转至2分钟，水壶周边出现一定数量的微气泡，如图4所示。

至此可以确定，发动机出现轻微缸垫冲蚀，吊发动机下来开缸磨平两个平面更换缸垫后装机，怠速运行至热车未见异常，遂进行路试，路试结果如图5所示，运行良好，后续多次试车均运行良好，亦未出现电瓶电压过低无法启动现象。

4  故障总结

冷却液温度传感器能及时将水温的变化转化为电阻的变化，并将数据反馈给ECU，进而调整整个发动机冷却液循环过程。

本案例中因传感器热敏电阻未完全断路，但存在故障，不能准确反应发动机实际工况，故导致了故障以来发动机水温一直偏高;由于传感器并未断路，所以如果未结合其他行车数据很难找到真正的故障原因;

华颂7整备车重2015kg，远超搭载同款发动机的BMW 530的整备车重1740kg，加上自带涡轮增压，如果电子水泵及风扇在载荷急剧增加的时候未及时有效介入工作，很容易导致水温升高，长期高温容易诱发缸垫烧蚀。

华颂7除发动机水道温度传感器外还有机油温度传感器及其他传感器，水温传感器未工作状态下，实际水温达到120℃后根据其他传感器数据，电子水泵电子风扇也能强制运行，该电子水泵最大循环量高达7000L/h，能迅速将水温降到95℃以下;这直接导致该款车冲缸垫后症状不明显。

缸垫轻微冲蚀后，短途、轻载不一定出现冒防冻液或者高温的问题[4];长途行驶或者高负载运行后，缸垫冲蚀部位溢出的气体进入冷却液循环管路;熄火后因管道中偶有气体，导致电子控制单元ECU对水温参数进行误判，导致电子水泵长期自动运行甚至导致电瓶亏电[5]。正是因为该原因，缸垫更换后水泵空运行问题也得到了解决。

冷却水壶加压由于缸垫冲蚀程度不高，冷却液基也无法进入发动机缸体，故常规加压测试及内窥镜检测均无法发现缸垫被冲蚀;常只会在熄火后出现吐防冻液的现象。怠速运行或者常规检测也无法发现水壶中冒气泡，只有在热车状态高转速时方可零星出现微气泡，这给故障诊断带来极大的难度。

5  小结

华颂7与虽然与BMW不少车型一样，均采用N20发动机，但由于其定位为七座大型MPV，整备车重、总质量、风阻均高于采用同款发动机的其他车型，工作载荷与其他采用同款发动机的车型有较大区别。故应该客观、辩证的进行故障诊断，不能墨守成规的套用其他车型维修经验。在经过系统的数据分析对比，结合实际运行各参数数据，排除其他可能的问题后如果仍存在水温偏高、伴随熄火后长时间水泵运行，猛轰油门后冷却液水壶中即便只出现零星微气泡，亦可认定为气缸垫冲蚀。

由于华颂4s店较少，一线城市以外的绝大多数华颂7乘用车均未能得到正规、有效的保养，加上传统概念里对车辆防冻液重要性认识不足，许多车辆在防冻液不足时，采取的是不予理会或者加点矿泉水的处理方式，即便是沃德十佳发动机，也经不起高功率、重载荷、恶劣工况的折腾，最后只能以缸垫冲蚀而告终。各位华颂车主，后续用车过程务必关注冷却液液位及温度状态，如有异常，务必及时检修，切不可随意加水应付。

参考文献：

[1]张建伟.2002款宝马520i发动机高温[J].汽车维修技师，2007（3）.

[2]刘文兴.宝马车行驶中发动机温度过高[J].汽车维护与修理，2008（2）.

[3]裴训.2011年宝马523Li DME供电模块故障[J].汽车维修技师，2018（8）.

[4]周贵明.宝马发动机故障排除[J].汽车与驾驶维修：维修版，2014（9）.

[5]周晓飞.宝马发动机故障诊断与排除[J].汽车维修，2011（7）.