一辆装备V形8缸发动机的2007款宝马740Li E66轿车。该车因机油消耗量大来我公司进行维修。经相关测试发现,该车的机油消耗量超出了标准值,追加客户对发动机进行三级维护。经客户同意拆解,清洗发动机并更新相关部件,组装后发现该发动机在启动不久会出现转速降低然后又回升的现象。由于原主修有事不在,笔者参与此次维修。
故障诊断: 该车在启动不久确实会出现转速下降并回升的现象,并且在一个过程中只出现一次,而后就一直正常。接着对该车进行诊断仪检测发现存有“2B64 DME凸轮轴传感器2,进气”的故障码,该故障码可以被清除,但是一启动就会出现。对这个故障码产生的原因进行了简单分析 :(1)该传感器导线 / 插头连接损坏 ;(2)凸轮轴的信号轮安装错误或超出公差范围 ;(3)传感器本身损坏 ;(4)控制模块本身故障导致的报错误故障码等。
根据经验判断多数为传感器本身损坏,直接对调了同一型号的传感器进行试验,结果该故障没有排除,说明传感器本身是没有问题的。本着先易后难的原则,查阅相关电路图,该传感器是霍尔式传感器,共有3个PIN 脚 :PIN1是信号线, 信号直接送往 DME 的 X60003的30 号端子 ;PIN2搭铁 ;PIN3是来自 DME 主继电器的供电端子。测量 PIN2对地电阻为2Ω,搭铁正常 ;测量 PIN3的电压为12.47V,为车载网络电压,也是正常的。就剩下 PIN1了,在发动机运转时测量 PIN1有电压,证明了该传感器有信号送往 DME,检查了该传感器的插头,线路未见异常。
既然传感器以及线路是正常的,那么接下来就检查凸轮轴上的信号盘了,但是仔细想想该车在大修时没有拆装过该信号盘,装的时候也没有铁屑等杂质粘在其上,更不可能有松动的现象啊! 并且在拆下凸轮轴位置传感器通过安装孔进行检查时也证明了上面的话。
仔细想想,该传感器有信号送往DME,那只能证明 DME 收到了该凸轮轴位置传感器的信号,但并不能证明该信号就是正确的。也就是说可以观察一下进气凸轮轴位置传感器信号的波形。再想想,该发动机是 V 形8缸发动机,DME 没有报汽缸列1(汽缸1~4)的进气凸轮轴故障,而报了汽缸列2的故障,说明汽缸列1的信号应该是没问题的。如果对比一下两个凸轮轴位置传感器的信号,会不会有什么发现呢?
找来了适配器,将通道1(绿色)的红色探针接在 DME 的 X60003的30 号脚(汽缸列2进气凸轮轴位置传感器信号端子),黑色搭铁;通道2(红色)的红色探针接在 X60003的29号脚(汽缸列1进气凸轮轴位置传感器的信号端子),黑色搭铁。将示波器设置为 RECORD 模式,电压设置为5V/DIV,时间设置为50ms/DIV 并将通道2下降了10%以便于更好的观察。连接好示波器,启动车辆观察波形,果然发现异常。
如图1所示,一开始两个传感器的信号是同步的,而后通道1和通道2的信号竟然分开了。一般情况下, 汽缸列1(汽缸1~4)和汽缸列2(汽缸5~8)的 VANOS 控制是同步的,凸轮轴波形反馈也是同步的,也就是说,汽缸列1和汽缸列2的 VANOS波形和凸轮轴波形是一样的。这个异常现象还是头一次看见,一时不知道该从何处下手。要说是信号盘的问题,刚才也已经排除了,这更不像是传感器本身的问题。更何况两者的波形后来竟然又重合到一起了(没有照图片),这究竟是什么原因导致的呢?难道还有一只无形的“手”在影响汽缸列2的进气凸轮轴?这时忽然想到了双 VANO(S可变凸轮轴控制装置)。
该款发动机是 V8发动机,共有4个 VANOS 分别装在4根凸轮轴上。VANOS 的作用就是使每根凸轮轴在VANOS 内部的液压转阀的作用下相对于曲轴转动一定角度,从而达到调节进排气门开启和关闭时刻,以达到调节正时的目的。在每一列的汽缸盖上装有两个 VANOS 电磁阀,该阀是1个三位四通阀,通过 DME 的控制使电磁阀位置发生改变,从而使内部的机油回路得到改变,这样就达到了调节正时的目的。
通过诊断仪读取数据流发现,启动时 VANOS 介入调节,一般有80°左右的曲轴转角。而该车的数值一直在变化,有的时候变成 0°曲轴转角,然后突然又上升。与此相对应的是发动机转速的提升。将该车的 VANOS电磁阀对调之后依然如此,想想应该只剩下 VANOS 单元了。
拆下气门室罩盖查找原因。突然发现汽缸列2的两个 VANOS 被装反了!原来,两个 VANOS 上是有不同标记的,排气 VANOS 上标有AUSOUT,另外一个上标有 EIN/IN是进气 VANOS。这两个 VANOS 是不可以混装的 , 否则有可能会导致发动机严重损坏。
故障总结:N62发动机的进气、排气凸轮轴装备有新型无级叶片式VANOS,凸轮轴的调节量在300ms内最大可达60°曲轴转角,为避免混淆,这两个VANOS单元上有Ein/Aus(进气/排气)标记VANOS单元,如图2所示。
用于汽缸1~4排气凸轮轴的VANOS单元带有一个用于真空泵驱动装置的托架。