奔驰GLA200发动机故障灯亮，仪表显示水温低

郑州/刘勤中

车型：奔驰GLA200，配置270.9发动机。

行驶里程：43631km。

VIN：WDC1569431J××××××。

故障现象：仪表上的发动机故障灯亮，仪表水温表显示发动机水温过低，行驶很长时间仍然很低。

故障诊断：检查发现热车时仪表显示发动机水温只有80℃，路试水温还会下降大约5℃。连接XENTRY诊断仪进行快速测试，发现发动机控制单元有1个故障码，P012800冷却液温度低于冷却液节温器标准温度。

此车采用M 270发动机，4缸直列横置直喷废气涡轮增压发动机，发动机的冷却液温度由发动机控制单元控制的热量管理进行调节，具有以下优点：

◆快速达到最佳工作温度

◆减少废气排放

◆节约燃油

◆加热舒适性提高

热量管理系统中的冷却液回路的整体布局如图1所示。

此系统安装了1个可完全关闭的冷却液水泵（如图2、图3所示），当发动机冷启动时，为了能使得水温迅速上升到工作温度， ME通过激活真空电磁阀Y133，真空就能作用于水泵的真空室3，真空室操纵球形阀4把整个水泵的叶片包裹住。因此，即使水泵被发动机带动而旋转，也不能输送冷却液出去，这样就可以使发动机加速升温，并且减少排放。

如果满足以下条件，冷启动时冷却液泵就会关闭：

◆水温 ＜85℃

◆增压空气温度未达到极限值

◆发动机转速＜4000r/min

◆空调系统没有发出加热请求

如果上述条件不满足，则发动机控制单元就会终止促动冷却液泵转换真空电磁阀Y133，球形阀4重新打开，冷却液泵重新建立冷却液循环。

系统还装配了1个可加热式的冷却液节温器，它的功能顺序如下：

┃ 图1 热量管理系统的冷却液回路

冷却液节温器中的球形回转阀由受温度影响的膨胀蜡元件的膨胀或收缩打开或关闭（温度范围98～108℃）。 此外，可根据发动机驱动需求通过促动冷却液节温器加热元件（R48）以可变的方式打开和关闭冷却液节温器。为此，发动机控制单元根据工况通过一个接地信号促动冷却液节温器加热元件， 通过电路87 M2供电，冷却液节温器可能具有以下状态：

◆关闭

◆开启（混合模式）

◆开启 （散热器运行模式，也叫大循环模式）

冷却液节温器的结构如图4所示。

┃ 图2 冷却液泵控制

┃ 图3 冷却液泵

1.关闭状态

如果满足以下条件，冷却液节温器的球形转盘阀会关闭：

◆冷却液温度低于约 98℃

◆冷却液节温器加热元件断电

◆无全负荷请求

在该位置，冷却液流过发动机回路，并根据需要流过加热器热交换器，如图5所示；冷却液不流经发动机散热器；以此方式可更快地加热冷却液，通过快速暖机，发动机更快地达到工作温度，从而减少燃油消耗并减少废气排放。

当全闭合的情况下，发动机转速提高也可以导致热水冲出至小循环，如图6所示。

2.开启（混合模式）状态

如果满足下列条件之一，则球形转盘阀开始开启：

◆首次启动后（无全负荷请求）冷却液温度达到约98℃时

◆冷却液节温器加热元件通电

冷却液温度范围为98～108℃时或根据冷却液节温器加热元件的激励情况，弹性蜡元件开始膨胀并促动球形回转阀，这样就会打开到发动机散热器的通道，球形转盘阀的开口横截面会根据膨胀蜡元件的温度或冷却液温度进行调节，以此方式可以改变到发动机散热器的冷却液的流量，如图7所示。

3.开启（散热器运行模式，也叫大循环模式）状态

如果冷却液温度超过约108℃，则球形转盘阀完全打开，冷却液可以毫无限制地流过发动机散热器，如图8所示。当冷却液温度高于85℃且存在断路请求时，也会通过加热弹性蜡元件使球形转盘阀完全打开。以下情况下，冷却液温度降低，以防止达到危险的温度范围：

◆进气温度高于38℃

◆发动机转速高于3000r/min

◆发动机负荷高于30%

根据车外空气温度，通过加热弹性蜡元件使冷却液温度降低（当车外温度＜12℃时降至大约90℃之间，当车外温度＞12℃时降至大约80℃）。

如果热超负荷，过热保护功能会保护发动机防止其损坏以及防止安装在发动机旁边的催化转换器发生过热损坏。采取以下措施进行过热保护：

┃ 图4 冷却液节温器节构（打开状态）

┃ 图5 关闭状态

┃ 图6 热水冲出至小循环状态

◆冷却液温度达到约90℃并且增压空气温度达到约20℃之后，根据发动机负荷和转速在延迟方向上根据特性图调整点火角

◆促动电机（M16/6m1）根据发动机负荷和转动速度缩小节气门的开启角度

◆空气质量较小时，缩短 1～4 号汽缸的喷油器（Y76/1～4）的喷射时间

◆由发动机控制单元促动冷却液节温器加热元件，以实现冷却液节温器中的球形转盘阀全开

根据故障码的描述以及上述热量管理系统工作原理分析此故障可能原因：

◆发动机控制单元软件问题

◆节温器机械故障，比如节温器加热元件电气故障或球形转盘阀卡滞，关闭不严等

◆仪表电气故障

根据故障码 P012800冷却液温度低于冷却液节温器标准温度，查询有1个厂家的技术指导TIPS文档LI20.10-P-059273，对于生产日期在2017 年 5 月之前的车辆：通过BD/DVD 或更高版本为发动机控制单元重新编程，但是进行软件升级后，发动机故障灯不亮了，但是试车时仪表上水温表显示仍然很低。

对比发现发动机控制单元的实际值与仪表显示的水温始终一致，说明仪表本身没有问题。

将车辆停放一晚，第二天早上冷启动，利用红外温度测试仪持续测量散热器进、出水管温度，发现进、出水管的温差始终低于10℃，温度差大约为8℃左右，而对比正常车因为冷启动后节温器位于关闭状态，散热器进、出水管温差会始终大于10℃，直到约 98℃，节温器打开，温差才会变小。因为此车进、出水管温度较接近，说明节温器关闭不严，始终为打开状态。

┃ 图7 开启（混合模式）状态

┃ 图8 开启（大循环模式）状态

┃ 图9 故障车数据

┃ 图10 正常车数据

利用XENTRY诊断仪进行R48（冷却节温器加热元件）的引导型检测，检测报告如图9所示。

结果为NOT OK，节温器卡滞，而对比正常车检测报告如图10所示。

可以看出正常车的水温始终是在最低值和最高值的范围内，平衡升高到约95℃，而此车水温波动明显，最高也只短暂达到80℃，并且超出了最低限值。

综合分析此车的故障原因是节温器关闭不严，导致发动机冷却液温度升高速度低于指定的存储在发动机控制单元内的曲线，设置故障码P012800。

在冷机状态下拆下节温器，查看节温器卡滞在大循环状态下，几乎全开的位置。

解体节温器检查，发现节温器球形转盘阀白色特氟龙密封圈上有许多杂质，如图11所示。

┃ 图11 特氟龙密封圈上有许多杂质

检查节温器球形阀表面有明显异常划痕，如图12所示。

┃ 图12 划痕

检查节温器内部的加热元件触点有明显的锈蚀现象，如图13所示。

┃ 图13 锈蚀

检查冷却液水壶中有杂质，如图14所示。

通过对杂质颜色和硬度的分析，杂质应该是硅酸盐颗粒，球形阀与白色特氟龙密封圈完全关闭时，是小循环，由于球形阀转动时，接触面积比较大，所以如果冷却系统中有颗粒物，极易使球形阀卡在半开或全开状态，导致水温故障。

┃ 图14 杂质

乙二醇型冷却液中的硅酸盐是铝的特效缓蚀剂，对冷却系统中的多种金属都具有保护作用，特别是增强了冷却液对铸铝合金的保护作用。

对冷却系统组件进行彻底冲洗，直至无任何异物残留，更换节温器和水壶，试车故障排除。

故障总结：冷却系统内存有过量的硅酸盐，需要冲洗发动机、水箱等部件，并且还需更换节温器和水壶。如果有铸造砂，需要冲洗发动机，同时更换以下配件：节温器、水壶、水箱、变速器油以及机油热交换器、增压空气冷却器、电子水泵、电子循环水泵、暖风水箱和低温冷却水箱。

硅酸盐和铸造砂的区分：

◆硅酸盐是纯白透明颗粒（有被冷却液染色呈粉色），用金属工具轻轻捻压就碎，呈白色和粉色粉末

◆铸造砂是灰色颗粒，硬度高，轻捻压不会碎，敲碎后，是土灰色粉末

此外，还可通过分解检查节温器确认造成该问题是由硅酸盐导致还是铸造砂导致；观察球阀和白色密封环，看磨损情况、球阀表面磨损、密封环轻微刮痕，基本上可以确定是过量硅酸盐导致。 如果球阀和密封环有严重划痕，并出现沟槽，说明存在铸造砂的情况。