本田V4发动机的冷却系统

1、摩托车发动机在混合气燃烧后会产生大量的热量，这些热量通过活塞顶部，汽缸盖上的燃烧室等表面传递给各个零部件。如果这些部件温度过高就会使发动机过热，过热的机油会降低润滑性能并导致机油老化过快，过热的零部件也会导致材料发生应力变化而磨损加剧，使发动机不能维持原有的性能，严重的甚至产生烧损和破坏。当然发动机也不能过冷，过冷将导致各个部件温度过低，使汽油的汽化更加困难。同样，燃烧室的温度过低也会使燃烧速度偏慢。它们必须工作在一定的温度范围才能保证它们的使用寿命。发动机过冷将增加冷却损失，使一部分热能白白的损失掉，比如发动机冷机状态需要供给比正常浓度偏浓的混合气就是这个道理。实际上发动机上有的零部件如汽缸

2、，活塞环等，它们在实际工作中对温度也有一定要求。发动机温度过低还会造成如活塞与汽缸之间间隙偏大，使发动机漏气量增加，严重的甚至产生各种敲击声。还有就是过冷使机油的黏度过高，增加发动机的摩擦损失和搅动消耗。我们刚开始维修摩托车发动机时，认为发动机工作温度比正常工作温度偏低点对延长发动机寿命有好处。但1995年我们维修中碰到的一例实例彻底的改变了我们的想法。那个时候我们维修了一辆本田VFR400R（NC24）的车，这辆车的发动机突然出现加速无力现象，经过我们检查后发现，后面右缸（第三缸）高压无火（1、2、4缸正常）。对于这种故障我们首先进行故障分析，既然除3缸高压无火其它高压线点火正常，说明点火器

3、的12V电源保险，熄火开关，地线，触发信号以及点火器内部的微处理器都没有问题，因为以上任何一个信号出现问题都会导致所有汽缸高压无火。所以我们重点对点火器到3缸的线路进行检查（包括点火线圈）。我们根据此种点火电路原理结合故障现象制定了相应的检测步骤，先对点火线圈进行替换实验，此车使用的4个点火线圈都是同一种型号点火线圈，我们把其它3个汽缸的任意一个点火线圈与3缸点火线圈进行调换实验，故障现象依旧。说明3缸点火线圈没有问题，接着对连接此点火线圈的线路进行检查，此点火线圈上连接有两根线，一根为12V电源线，还有一根为点火器到点火线圈的控制线。一般的摩托车维修人员检查此电源线就是用万用表检查有没有12

4、V电压作为判断依据。实际这种判断不能作为最终判断标准。因为摩托车长期工作在日晒雨淋等恶劣环境中，各种连接线路，开关，保险等会产生氧化从而出现虚连现象，微小电流根本觉察不出来，但电流一大就会产生很大的电压降从而导致高压火花偏弱甚至无火。我记得前年在桂林主办的全国摩托车维修技能大赛的决赛题就是利用这种原理来出的。所以说光测量12V电源线电压是不能完全确定此线是否有故障，因为大部分维修人员检测此电压都是在停车时检测，这样检测的电压实际上是空载电压，就是没有加上正常负荷的电压。我们对此线的检测一般是使用加载检测法，这种检测方法的准确性比空载检查法高的多，效果也好的多。我们通过对点火线圈上的两根线进行加

5、载和电阻检测后最终确认点火器外围电路没有任何问题，属于点火器内部损坏，需要更换点火器。由于当时配件紧张，加上物流不像现在这样方便，打电话联系后从外地发到武汉最少需要10天时间。车主是个年轻的小伙子，刚买的二手车，骑了不到2天，正是爱车的年龄，看到车还勉强可以骑行，就是动力差一些，就跟我们说等点火器到后通知他过来换，就继续骑行。大约12天左右点火器到了。我们把点火器更换后四个汽缸都能工作了，但排气管却冒出了蓝烟，刚开始我们认为可能是那个没有工作的汽缸里面积存的机油，燃烧一段时间就会好的，但没有想到情况越来越严重，到最后是滚滚浓烟。我们只有通过使用汽缸压力表对四个汽缸的缸压做进一步的检测。说到汽缸

6、压力的检测一般检测发动机汽缸压力是将发动机启动一定时间（冷车时），使发动机进入正常工作温度后拆卸火花塞，装上汽缸压力表，把油门加到最大，启动启动机，测量23次，取最高值为此缸的汽缸压力。但这种检测方式已经远远不能适应现代摩托车维修技术的发展。现在大部分摩托车使用的是电启动，使用启动机启动发动机时由于蓄电池老化程度不同导致容量不一样，启动机，线路老化，发动机装配时配合间隙不同，零部件存在公差等情况都会导致他们的启动转速不一样。而大家知道，发动机转速不同测量的汽缸压力值也会随之发生变化，如果还是按照原来的维修方式和数据判断故障就会走入误区。所以检测汽缸压力时应该配合转速表来检测汽缸压力，并在汽缸压

7、力数据上标明检测时的发动机转速，这样对于故障判断就会更精准。有一定经验后还可以通过检测节气门全关状态的汽缸压力与全开状态的汽缸压力以及通过观察压力表针的波动变化来判断一些故障，如配气不正时，进气接头轻微漏气，进排气门轻微漏气，排气管堵塞等故障。所以作为一名合格的摩托车维修人员除了会正确使用维修仪器仪表的检测以外，还要学会根据具体问题利用仪器仪表对问题进行延伸。要学会科学修车而不是靠替换法甚至经验猜测来修车。当时我们检测后发现第三缸汽缸压力较其它汽缸明显偏低，往第三缸里面注入一点机油后压力有所提升但还是远远达不到要求，初步怀疑是气门漏气或活塞环在环槽上卡死。最后只能拆开发动机检查。检查结果使我们

8、大吃一惊，第三缸的汽缸严重磨损，其它三个汽缸几乎没有磨损而第三缸的汽缸在活塞上止点顶环处已经出现台阶，经使用量缸表检测发现磨损量超过0.20mm，已经远远超过了维修极限值。由于此发动机的汽缸与曲轴箱是一个整体，没有加大的活塞和活塞环，最后只能更换整个发动机。通过这个维修案例我们思考了很多，为什么短短的12天时间这个汽缸的磨损就如此厉害，最后只能得出一个结论，由于汽缸工作温度过低导致。通过这个案例也使我们明白为什么踏板车在冷车时怠速转速要高于正常工作怠速转速（冷机快加速），水冷发动机的水冷系统里面为什么要使用节温器等问题，实际上它们的作用都是为了使发动机尽快的进入正常工作温度，从而减少各零部件的

9、磨损。在本田的VFR系列上，它们的冷却系统全部都采用的水冷却。在目前的摩托车上的冷却系基本是风冷，油冷和水冷这三种。水冷发动机与其它两种冷却系统相比虽然成本偏高，但水冷系统的冷却效果更均匀，噪声更低。图1本田VFR400RR（NC30）的冷却系统。由水泵，连接水管，发动机内部水道，散热器，水箱盖，副水箱，副水箱连接水管，节温器、电子风扇、冷却液温度表、冷却液温度开关、冷却液温度感应塞等组成。首先说到的是电子风扇控制，图2是基本控制线路图。电子风扇的转动由冷却液温度开关来控制风扇继电器动作，再由风扇继电器来控制电子风扇的转动。这样就可以用热敏开关的小电流经风扇继电器来控制风扇的大电流。这种控制方

10、式在八十年代初期应用较多，随着技术的发展，现代水冷发动机电子风扇的控制省略了风扇继电器，由冷却液温度开关（热敏开关）直接控制。很多摩托车维修人员在平常维修过程中也知道这种控制原理，当见到实车后就不知道怎么判断哪个是冷却液温度开关哪个是水温感应塞了。我们在实际维修中发现，大部分车型的冷却液温度开关接插件基本上是插片型的（不管是一根线的还是两根线的，当然这也不是绝对）。但它们的安装位置绝对是在节温器或节温器到散热器这条水道甚至就在散热器上安装。可以这样说，以节温器上的开启阀门为中心，靠向散热器那边的是冷却液温度开关的安装位置，靠向发动机这端的为水温感应塞安装位置。对于那种一根线的冷却液温度开关大家

11、在平常维修中还要注意到与他连接的还有一根地线，此地线接触不良也会导致风扇控制失效。水温感应塞实际上就是一个负温度系数的热敏电阻，它的电阻值能随着温度的变化而发生变化。负温度系数的意思实际上就是温度越高电阻值越低。而水温表通过水温感应塞电阻值的变化来驱动指针，最终把真实的温度反映给骑行人员。在四冲程水冷发动机上，大部分的水温感应塞都是一根线（旁边一般还有一根地线连接，如安装在发动机上的就不需要单独接地线，因为发动机本身就有良好的接地），如图3、4所示。由于冷却电子控制电路比较简单，在这我们就不需要对这些方面作专门讨论。大家可以通过网址进行技术交流。接着说到的是水泵，水泵实际上是个总成。如图5、6

12、所示。 这个总成由水泵壳体，水泵盖，水泵叶轮，水泵轴，轴承，水封，油封等组成。叶轮布置在水泵壳体内，利用在圆盘上的放射状叶片泵水。冷却液从中间进入，在叶轮旋转的作用下，水被排出。它的作用是使冷却液在冷却系内循环，由水泵泵出的冷却液通过管道进入汽缸和汽缸盖，再经过节温器，连接水管到散热器，最后由散热器的另一端回到水泵。 水泵轴与叶轮之间通过水封进行密封，防止冷却液进入曲轴箱内部。水封由两部分组成，一部分镶嵌在叶轮的背部，另一部分镶嵌入水泵本体上。从材料上来说，它们有橡胶，陶瓷，弹簧和冲压铁片。主要的工作是通过两片陶瓷圈（在水泵本体上的陶瓷圈没有转动，叶轮背部的陶瓷圈工作时转动）来保证密

13、封。同时在水泵下端一般有一个小孔（排水孔），如果发动机正常工作时此小孔有漏油，漏水现象，说明水泵里面的油封或水封甚至轴承损坏，必须更换水封或油封甚至水泵总成,如图7、图8所示。所以在正常维修保养时要保证此小孔的通畅，不允许有堵塞现象。如冷却液进入曲轴箱后会导致发动机内部机油不会呈正常颜色，会出现乳白色或像芝麻酱类似的颜色。只要发动机内机油出现这种颜色说明冷却液进入曲轴箱。必须找出原因并排除。我们在平常维修水冷摩托车发动机时曲轴箱进水一般会有以下几个原因。如水泵损坏，汽缸垫密封不良，汽缸与汽缸盖接合面变形，汽缸盖工艺螺丝渗漏脱落，由于用户加普通自来水导致低温时汽缸或汽缸盖内部水道结冰把汽缸或汽缸

14、盖冻裂（由于水结冰后的体积比没有结冰时体积大）等。节温器在水冷摩托车发动机中，一般都装配有节温器（也有的称恒温器）。节温器的主要作用就是为了保证发动机尽快进入正常工作温度设置的。发动机在冷态时，节温器处于关闭状态，整个水冷系统只能在小循环范围内工作，随着温度的升高。节温器内的缸筒因缸筒内的石蜡受热膨胀而被推动。这一推动使主阀门开启以调节流向散热器的冷却液的流量，从而使其保持所定的发动机温度。节温器的开启温度各个车型不同它们的开启温度也不一样，但大致在8085度以上才会开启。说到这里要提醒大家，这个温度是四冲程发动机的节温器开启温度。大家知道，二冲程摩托车也有水冷发动机，由于二冲程水冷发动机的结

15、构不同，它们的散热器没有风扇，所以它们的节温器开启温度是65开启，两者是不一样的。大家在实际维修中千万不要弄混淆，如图9所示。我们在很多维修资料上看到对恒温器的检测就是检测其开启温度，只要符合要求说明节温器正常，这种方法不一定完全正确。下面说一个我们以前维修中碰到的一件维修实例。当时有一辆铃木GSX750RR摩托车，在平常骑行中一切正常，就是环境温度接近38以上就出现水温偏高的现象（水温表上显示刚到红线区）。由于车主是个玩车族，以前从事过摩托车维修，对于大排量摩托车的维修保养也懂得一些，所以在平常骑行中对机油压力与水温特别注意。此车水温一偏高他就马上对故障现象进行检查，结果没有发现任何问题。在

16、没有办法的情况下最后向我们求助，我们仔细询问了他的检查方法。他说检查过散热器，电子风扇，温度开关，水泵，节温器等都没有问题。当我们问到他对节温器的检查时，他说他专门把节温器拆下放到烧杯里面用水加温检查过，当水温加热到温度计显示到88可以看到节温器开启，说明节温器没有问题。而当我们问到他有没有检查完全开启温度时，他竟然说能够开启还需要检查完全开启吗？一句话搞得我们哭笑不得，当我们当着他的面把节温器拆卸下来进行检测，正如他所说的节温器在88左右开启，但当我们继续加热到100水沸腾起来节温器还是开启一条缝时他才明白过来是什么原因导致他的车出现这种故障现象。大家通过这个故障实例要知道节温器的开启分为初

17、始开启和完全开启，初始开启温度与完全开启温度是不一样的。所以在实际维修中初始开启温度与完全开启温度都必须进行检测才能最大限度的保障检测的准确性。散热器散热器实际上就是一种把冷却液的热量传递给大气的一种热交换器，如我们平常的空调室外机上也是有同样的热交换器。在进口摩托车上散热器一般有两种类型，一种是横流型，一种为下流型。横流型的就是冷却液在散热器中向左或向右流动（也就是横向流动），图10是铃木盗匪1300的散热器，它们就是典型的横流型散热器。现代大部分进口车型的散热器使用的都是横流型散热器。这种散热器高度尺寸小，安装在车上不会和前轮发生干涉。但缺点是水流阻力偏大。下流型的散热器就是冷却液从上向下

18、流动。如雅马哈的大魔鬼就是典型的下流型散热器。还有本田的NV400、NV75O等都是这种类型散热器。它们的优点是水流阻力小，功率消耗少，缺点是高度尺寸偏大。现在水冷摩托车的散热器大部分使用平板散热器，在一些高压缩比的多缸发动机上，由于发动机横向尺寸较宽，散热器通风性不好，为了增强散热效果，采用圆弧形散热器。如川崎的ZXR250，铃木的GSX400RR（76A）等都是采用的圆弧形散热器。这种散热器能减小空气阻力，提高方向把的灵活性，并能加大散热器的散热面积。同时由于发动机的阻风作用，这种圆弧散热器可以让行使风向发动机的左右两侧流动以消除发动机的阻风，提高散热器的冷却能力。还有一些车型采用了两个散热器如本田的VFR