一辆行驶里程约1.5万km,车型为F35,配置N20发动机的2013年宝马320Li轿车。用户反映:该车辆行驶发动机故障灯突然点亮,中央信息显示屏提示“发动机功率下降”,加速无力,排气管“突突突”异响,怠速状态下发动机剧烈抖动。
故障诊断:接车后首先验证用户反映的故障现象,启动车辆发动机故障灯点亮,怠速状态下观察发现发动机剧烈抖动,有要熄火的迹象,原地加油,排气管放炮。从发动机舱观察还发现三元催化器被烧得通红,如图1所示。
连接ISID进行诊断检测,读取发动机控制系统故障内容如下:
140010熄火,多个汽缸:已识别;
140110熄火,汽缸1:已识别;
140001熄火,多个汽缸:喷射装置被关闭;
140101熄火,汽缸1:喷射装置被关闭;
150C11点火开关,汽缸1:超过公差的火花持续时间;
140004熄火,多个汽缸:有废气危害的;
140104熄火,汽缸1:有废气危害的;
140210熄火,汽缸2:已识别;
140204熄火,汽缸2:有废气危害的;
140410熄火,汽缸4:已识别;
140404熄火,汽缸4:有废气危害的。
故障存储显示1缸、2缸、4缸工作不正常或者没有工作。调用DME控制单元功能读取数据流显示发动机运转不平稳值如图2所示。
故障存储中的熄火就是缺火的意思,点火缺火识别由数字式发动机电子伺控系统(DME)进行。点火缺火识别可通过转速信号采集来识别燃烧不良的汽缸。在故障查询时显示各个汽缸的运转平稳性数值。为了产生有说服力的数值,发动机必须在怠速下运行至少3 min。怠速平稳性分析只在怠速下起作用(冷态或热态)。可识别单个燃烧不良的汽缸。个别汽缸运转平稳性数值的偶然波动可以通过详细观察来识别。对于理论上均匀燃烧的发动机,运转平稳性数值为0(所有气缸的平均值)。例如下列原因可能导致运转平稳性数值升高:
·点火缺火
·过剩空气
·混合气浓度偏差
·燃油供应故障
·压缩压力不足
因此不能定义准确的调节极限,借助曲轴传感器可以在增量轮上测量发动机转速。除了转速信号采集,还可监控发动机的运行平稳性(点火缺火识别)。为进行点火缺火识别,增量轮在数字式发动机电子伺控系统(DME)中被根据点火间隔(2个点火过程之间)为划分成多个扇形区。在数字式发动机电子伺控系统(DME )中测量各个扇形区的周期持续时间并进行统计分析。为每个特性曲线值存储了运行不稳定的最大允许值(作为发动机转速、负荷和冷却液温度的函数)。如果在一定次数的燃烧时超过这些数值,则为一个被识别成有故障的汽缸存储一条故障代码存储记录。
故障存储中显示第1缸、第2缸和第4缸缺火,发动机的数据流显示4个缸平稳值都偏大,两个汽缸为正值,两个汽缸为负值,和理论的平均值0误差很大。
先进行基础检查,和其他正常的车辆对调一组点火线圈测试,故障依旧。拆下下火花塞检查发现第1缸的火花塞电极上已经堆满了积炭,如图3所示,火花塞电极间已经短路,第1缸不可能再正常工作了。其他3个缸的火花塞燃烧的显示正常。
接下来更换一组火花塞,然后启动车辆,发动机怠速状态下仍然剧烈抖动,原地急油,排气管中仍然突突突异响,不一会儿三元催化器又被烧得通红。诊断测试,没有故障存储。再次调用控制单元功能读取发动机运转不平稳值如图4所示。第1缸运转平稳值误差更大,分析第1缸已经完全没有工作了。其他3个汽缸的运转平稳值则更加接近于正常理论值。
发动机控制单元DME具有识别每一个汽缸失火的功能,如果在发动机的运转中识别到有汽缸出现缺火的现象,为了保护三元催化器则会关闭这个汽缸的喷油,也就是在前面故障存储中的“40004熄火,多个汽缸:有废气危害的”和“140001熄火,多个汽缸:喷射装置被关闭”。既然喷嘴的喷油被关闭,但为什么三元催化器还是被这么快烧红呢?只有燃油直接在三元催化器前端直接燃烧才会造成这种结果。引起这个结果的原因很有可能是喷嘴内部发卡或者关闭不严,导致这个汽缸混合气过浓无法点火正常燃烧,燃油直接由排气门排入了三元催化器。
最后再次拆下下第1缸的火花塞,发现火花塞上又被熏黑了,火花塞的电极上还沾满了燃油。拆下第2缸的火花塞检查发现火花塞燃烧得很正常,两个汽缸火花塞表面如图5所示。所以故障点就在第1缸高压喷嘴上面。
更换第1缸的高压喷嘴,并通过服务功能进行输入喷嘴的匹配值,进行喷油嘴油量匹配,然后启动车辆,发动机运转平稳,不再抖动,三元催化器也没有被烧红,试车加速有力,故障排除。
相关资料:2014-2015年最新版宝马维修查询系统(带维修手册和电路图)