一辆行驶里程约17万km、车型为E60,配置N52型发动机的2008年宝马530Li轿车。车主反映:该车发动机怠速发抖、加速无力,行驶中偶尔闯车且特别费油,发动机故障灯点亮。
故障诊断:接车后发现发动机怠速不稳,连接X-431读取发动机控制单元(DME)故障码,显示若干混合气故障码,由于操作疏忽,没有及时记录下来就清除了。不过有一个故障码始终清除不掉,2D06一进气系统故障。
这里我们有必要了解一下宝马该款发动机的怠速控制原理,该发动机通过气门机构控制负荷,在VALVETRONIC发动机的进气过程中节气门几乎一直开启。负荷控制通过进气门关闭时刻实现。
VALVE TRONIC由可变气门升程控制和可变凸轮轴控制构成,VALVE TRONIC可以任意选择气门关闭时刻。仅在进气侧控制气门行程,双VANOS凸轮轴控制则在进气侧和排气侧进行,控制进排气凸轮轴的打开和关闭的时刻,就是我们常说的可变正时系统。
功能:VALVE TRONIC的中间推杆还装有用于偏心轴的滑动轴承。气门行程为0.3~9.7mm。可变气门行程本身不需要节气门控制,但是装备VALVE TRONIC发动机仍需要节气门完成以下任务。
(1)燃油箱通风;
(2)曲轴箱通风;
(3)应急运行;
(4)催化转换器加热。
进入发动机控制单元(DME)读取数据。
数据表明,怠速时空气流量偏差太大,有时甚至达到9kg/h,而正常值在14kg/h左右,喷油脉宽偏高,进气压力偏低,显然发动机已经切换到了应急模式。
结合故障码2D06一进气系统故障,那我们就从进气系统开始查。首先进气量低,这里的进气量低是发动机控制单元(DME )得到的数值低,不代表实际进入汽缸的空气量。维修至此笔者发现一个规律,就是每清除掉一次故障码的时候,发动机转速就会上升。大约上升到1000r/min,然后慢慢下降,到800r/min左右的时候发动机喘动几下就降到680r/min左右了,随着故障码就出现了。根据经验判断,当清除故障码之后,发动机进入正常工作状态,又因进气系统出现泄漏,进气量增加导致发动机怠速升高。发动机控制单元(DME)通过空气流量传感器给出的进气量(10kg/h左右)进行喷油脉宽和气门关闭时间调整,当调整到极限时依然不能有效地把发动机转速控制在标准范围之内,所以发动机控制单元(DME)转换为跋行模式,由节气门控制发动机负荷。
据以上分析,进气泄漏造成了发动机故障,为了验证判断的准确性,笔者决定逐个拔掉并堵上进气歧管上的真空管,发现当堵住曲轴箱通风管的时候,空气流量数值突增,达到了17kg/h,运行一段时间后,进气流量数值降到了15kg/h。
下面寻找泄漏点,检查发现曲前油封周围有油污,拆下曲轴前皮带轮,发现上面缠绕着已经断了的发电机皮带,该车1周前在行驶途中发电机皮带发生了断裂,由于当时修理工没能及时清理干净断碎的皮带就换上了全新的发电机皮带,碎裂的皮带在曲轴皮带轮与缸体之间的间隙里经过挤压、缠绕,并最终破坏了曲前油封。正是因为被损坏的曲轴前油封漏气,导致曲轴箱内由弱负压变成了100kPa的标准大气压,过量的未经过空气流量传感器计量的空气通过曲轴箱通风系统进入进气管,虽然VALVETRONIC系统可以通过调节气门打开的行程控制发动机的负荷,但是在怠速期间为了保证曲轴箱通风和清洗炭罐,节气门并不是完全打开,而是保持一定的开度,为进气管形成一定的真空。在这种情况下,节气门一定开度所对应的进气管压力就与控制单元中存储的数据相差太大,过量的空气使发动机在怠速时转速过高,控制单元通过对节气门的调节仍然不能有效控制怠速转速,就会存储故障记忆,并进入应急模式。更换曲轴前油封,并且检查发现怠速电机密封圈也老化,同时更换后故障未完全排除。
故障解决:更换老化的怠速电机密封垫,更换曲前油封,清理发动机油污,确认不再泄漏,清除故障码,清除发动机控制单元(DME)自适应值,故障解决。
故障总结:结合故障现象以及发动机实时的数据变化,进行有效的数据比对、分析,是解决汽车电控系统故障快速而又有效的方法。其实,故障出现的时候,氧传感器的数据已经反映出混合气稀了(标准电压在2V左右,而实际电压1.4V )。
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