寶馬740Li發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足加速無(wú)力故障的診斷與排除

溫福軍，王尚,黃劍

(廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州 510642)

寶馬740Li發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足加速無(wú)力故障的診斷與排除

溫福軍，王尚,黃劍

(廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州 510642)

針對(duì)一臺(tái)2009年的寶馬F02 740Li的發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足、加速?zèng)]力跑不起來(lái)的故障，結(jié)合寶馬F02 740Li的N54發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理跟特點(diǎn)，以及客戶車輛使用與維修過程等信息，全面分析了電氣電路、機(jī)械原理、機(jī)械部件磨損特點(diǎn)，逐一排除故障原因后徹底排除故障。

發(fā)動(dòng)機(jī)；功率下降；故障診斷

0 引言

汽車電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)電一體化高新技術(shù)的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，設(shè)置有多個(gè)傳感器、執(zhí)行器和電子控制元件。控制系統(tǒng)工作時(shí)，各種信號(hào)相互交叉滲透，控制進(jìn)氣、噴油和點(diǎn)火。一旦發(fā)生故障，則癥狀的界限模糊，而且只是局部發(fā)生故障其他部分仍完好的可能性極高。控制單元一般都是一個(gè)整體，為排除局部故障而去更換總成，經(jīng)濟(jì)上不合算，因此必須全面深刻了解電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，掌握有關(guān)功能作用，運(yùn)用科學(xué)的分析方法和維修技巧，制定出切實(shí)可行而又經(jīng)濟(jì)的維修方案，通過采取一些簡(jiǎn)單的補(bǔ)償措施，去彌補(bǔ)這部分的功能作用，以達(dá)到排除局部故障的目的。以一例寶馬740Li車型發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足加速無(wú)力故障的診斷與排除為例，期望能為維修此類發(fā)動(dòng)機(jī)提供參考。

1 故障現(xiàn)象

寶馬740Li車型報(bào)修，行駛里程94 000 km，2009年10月上牌。故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)聲音沉悶，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，尤其在急加速爬坡行駛時(shí)感覺動(dòng)力不足，加速不良；當(dāng)猛踩油門拉高轉(zhuǎn)速時(shí)，儀表板就會(huì)突然亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障警告燈。

2 帶有N54發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛功率不足的原因分析

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)本身故障

N54發(fā)動(dòng)機(jī)本身帶有噴油系統(tǒng)(見圖1)、點(diǎn)火系統(tǒng)、進(jìn)排氣等系統(tǒng)，相關(guān)電氣電路故障、機(jī)械磨損等原因?qū)е掳l(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法輸出正常功率。

(1)噴油油路不暢，低壓管道無(wú)法持續(xù)保持壓力、高壓管道無(wú)法提供發(fā)動(dòng)機(jī)所需的動(dòng)態(tài)的適當(dāng)?shù)膰娪蛪毫Α娪烷y磨損或控制噴油的相關(guān)電氣線路或電子系統(tǒng)本身不兼容存在故障導(dǎo)致無(wú)法正常噴油。N54用的是壓電式缸內(nèi)直噴噴油器，這種噴油器噴油時(shí)使用壓電元件把針閥頂開形成一個(gè)環(huán)形間隙噴出燃油，這樣噴油器噴射霧化效果好，但噴油器由于本身結(jié)構(gòu)特殊，被頂開的錐形針閥處容易磨損，造成噴油器泄油，發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣過濃，甚至出現(xiàn)冷車難著車現(xiàn)象。

(2)點(diǎn)火時(shí)刻不正時(shí)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生輕微爆震等使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常輸出功率。發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期燒水或者燒機(jī)油，火花塞燒蝕，火花塞點(diǎn)火能量不足，各缸點(diǎn)火能量不一，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)各缸功率不平衡，從而發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法總體上正常輸出功率，點(diǎn)火相關(guān)電氣線路及電子系統(tǒng)故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法輸出正常功率。

(3)進(jìn)排氣不順暢也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足。進(jìn)氣量是決定發(fā)動(dòng)機(jī)電腦計(jì)算負(fù)荷概念的重要信息。N54發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣重要部件是VANOS調(diào)整單元及相對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)電磁閥，還有Valvetronic調(diào)節(jié)伺服電機(jī)、偏心軸傳感器等。作為一個(gè)高效動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸通風(fēng)裝置與真空供應(yīng)裝置也是特別重要的角色，曲軸通風(fēng)系統(tǒng)在很多發(fā)動(dòng)機(jī)身上都導(dǎo)致特嚴(yán)重的燒機(jī)油，因?yàn)楦咝?dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力本身就大，而且壓力值變化也大，曲軸通風(fēng)堵塞不暢也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失。真空裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用較多，很多利用真空的部件，例如增壓裝置及制動(dòng)裝置，其相關(guān)電磁閥出故障或者真空泵本身不行，或者真空管道泄漏，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入應(yīng)急模式，就無(wú)法輸出高效動(dòng)力。如圖2所示，N54的雙渦輪渦管增壓系統(tǒng)是高效動(dòng)力的一個(gè)重要系統(tǒng)，渦輪相關(guān)的電磁閥一出現(xiàn)問題，進(jìn)入保護(hù)模式后就特耗油。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)順暢與否也是重要的一個(gè)因素，如好多改裝車在改裝過排氣管后都會(huì)出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速功率丟失大的現(xiàn)象，即使再好的改裝店也避免不了在一定程度上犧牲一定的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓輕微不足

發(fā)動(dòng)機(jī)三要素中包括發(fā)動(dòng)機(jī)要有足夠的壓縮壓力，壓縮壓力不足導(dǎo)致的常見的障現(xiàn)象有活塞環(huán)的密封不良、氣門密封不良、氣門座圈燒蝕或不密封或已經(jīng)脫落、氣門彈簧工作不良、活塞環(huán)咬死或磨損后間隙大等。發(fā)動(dòng)機(jī)如果里程高，聲音較沉悶，跑起來(lái)沒異常，進(jìn)店檢查就必須用缸壓表檢查缸壓，當(dāng)然不能排除有其他因素，有很大可能是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部已經(jīng)磨損了，必須報(bào)大修，換曲軸軸瓦活塞環(huán)，更換密封元件，徹底解決發(fā)動(dòng)機(jī)串氣、漏氣、漏油等問題。

2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境差

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高，水泵、節(jié)溫器工作不良，冷卻系統(tǒng)水垢多，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度過高，無(wú)法輸出正常功率。發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器過臟，長(zhǎng)期不換，起不到過濾作用，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部較臟，產(chǎn)生油泥，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境差。水溫傳感器存在故障，導(dǎo)致DME無(wú)法監(jiān)控到準(zhǔn)確信息，無(wú)法完全正確控制噴油量而啟動(dòng)一定的應(yīng)急模式，或者空調(diào)系統(tǒng)失常，壓縮機(jī)一直大功率工作，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率流失。

2.4 底盤存在故障

例如制動(dòng)拖滯、離合器打滑、輪胎氣壓過低、傳動(dòng)軸存在磨損損壞等異常情況導(dǎo)致車輛跑不起來(lái)。寶馬X系列的某些車輛，常見的是前傳動(dòng)軸磨損較快，傳動(dòng)軸前后法蘭的萬(wàn)向節(jié)產(chǎn)生間隙、油脂過多滲出，或者是嚴(yán)重銹蝕等導(dǎo)致傳動(dòng)軸沒法正常傳動(dòng)動(dòng)力。某些惡劣情況下，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致有傳動(dòng)軸斷裂的安全隱患，車輛無(wú)法正常行駛。

3 故障診斷與排除

維修人員接車后，首先確認(rèn)故障現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)聲音較其他N54要沉悶許多。客戶所反映的故障現(xiàn)象涉及范圍較為廣泛，加上車輛底盤檢查也未見有明顯的異常情況，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有什么嚴(yán)重的漏油跡象，底盤很干凈。根本無(wú)法立馬確定故障點(diǎn)所在，于是先用電腦ISID檢測(cè)，讀取故障代碼，故障代碼如圖3所示。

觀察故障列表，當(dāng)前存在的故障有一缸、三缸噴射裝置被關(guān)閉，二缸噴射閥的是歷史故障碼，故障開始出現(xiàn)的里程都差不多。該車之前只換了二缸噴油器，其他噴油器未作更換。帶著這個(gè)問題再次仔細(xì)咨詢車主，原來(lái)是之前維修時(shí)索賠不了3個(gè)噴油器，加上缸內(nèi)直噴的噴油器拆裝匹配等又麻煩，所以就只換了二缸噴油器。

拆開發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室蓋罩上護(hù)板，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車輛怠速運(yùn)行，用手摸，發(fā)動(dòng)機(jī)較其他發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說確實(shí)悶，還感覺有點(diǎn)抖，原地慢慢踩油門到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到3 500 r/min時(shí)也沒有亮燈，轉(zhuǎn)速也是正常逐漸上升。再次讀取故障代碼，還是存在“熄火，氣缸1：噴射裝置被關(guān)閉”、“熄火，氣缸3：噴射裝置被關(guān)閉”等故障碼，電腦監(jiān)測(cè)過后也沒發(fā)現(xiàn)相關(guān)電子電路問題，火花塞又都換過，拆出來(lái)看后也沒見異常。調(diào)換了一、三缸噴油器后，再對(duì)故障車進(jìn)行路試，發(fā)現(xiàn)怠速下正常，但水平路面正常車速下感覺還是不夠力，當(dāng)猛踩油門拉高轉(zhuǎn)速時(shí)儀表盤上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮了。

路試后，重新連接診斷電腦用ISTA進(jìn)行診斷，ISTA診斷后顯示的故障代碼如圖4所示。

再次分析故障碼可看出噴油器調(diào)換后故障已經(jīng)解決，但是電腦顯示有增壓模塊的問題。按電腦生成的增壓系統(tǒng)相關(guān)監(jiān)測(cè)計(jì)劃執(zhí)行后也沒發(fā)現(xiàn)增壓電氣系統(tǒng)有問題，查閱DMH(一種寶馬售后服務(wù)系統(tǒng)，可以查閱車輛在寶馬經(jīng)銷商售后服務(wù)部所做的保養(yǎng)及維修項(xiàng)目)，該車沒有更換過增壓模塊的電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換閥。維修人員懷疑是否轉(zhuǎn)換閥本身有問題，于是更換電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換閥，試車，還是一樣的故障代碼，說明原電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換閥應(yīng)該沒有問題。

再次檢查，真空泵無(wú)漏油等異常現(xiàn)象，真空管未見泄漏，目測(cè)增壓器外表及空氣管路均未發(fā)現(xiàn)異常。排除這些問題后，考慮是否排氣出現(xiàn)問題，于是拆下排氣管檢查三元催化器，發(fā)現(xiàn)接在發(fā)動(dòng)機(jī)第一列排氣管被燒穿了(見圖5)。

再拆開渦輪增壓機(jī)，發(fā)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)第一列氣缸相對(duì)應(yīng)的位置被燒黑了(見圖6)。另外，還發(fā)現(xiàn)了排氣管后段一堆三元催化的殘?jiān)?見圖7)。

至此，故障問題非常清楚。先是噴油器損壞，導(dǎo)致噴油器沒法在適時(shí)給予適當(dāng)?shù)膰娪土浚l(fā)動(dòng)機(jī)各缸功率根本無(wú)法一致，也就無(wú)法正常輸出功率，進(jìn)而因?yàn)檐囍饔密囶l繁沒來(lái)得及及時(shí)維修好這個(gè)問題，造成車輛長(zhǎng)時(shí)間的混合氣過濃，導(dǎo)致第一氣缸列的三元催化器燒壞了，加重油門，就亮廢氣排放燈。也許因?yàn)閲娪烷L(zhǎng)時(shí)間過濃電腦已適應(yīng)或者前后氧氣觸媒傳感器本身被燒壞工作不良了，否則前氧傳感器跟后氧傳感器正常應(yīng)該很敏感的。

進(jìn)一步理清故障原因及思路。車輛行駛了八、九萬(wàn)km左右時(shí)一、二、三缸的3個(gè)噴油器均已一定程度磨損損壞，初到店維修時(shí)因?yàn)樵摰曛荒芙o予索賠一個(gè)較先出現(xiàn)磨損損壞的二缸噴油器，前維修工沒有強(qiáng)烈要求更換一、三缸噴油器，車主也沒自費(fèi)換一缸和三缸的噴油器，一、三缸噴油器一直在泄油，一缸和三缸噴油器過度噴油，也沒有及時(shí)處理好，加上客戶用車又頻繁，工作忙也沒有注意到車輛一天一天在惡化，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過長(zhǎng)時(shí)間的混合氣過濃，頻繁使用導(dǎo)致燒壞了第一氣缸列的廢氣渦輪增壓器和三元催化轉(zhuǎn)換器。

4 車輛使用注意事項(xiàng)

寶馬N54發(fā)動(dòng)機(jī)是高效動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的典型代表，帶有壓電式噴射閥，打開時(shí)的環(huán)形間隙能讓噴進(jìn)氣缸的燃油霧化更好，使燃燒更充分，但容易磨損，駕駛習(xí)慣不好(一腳油門一腳剎車)的話會(huì)加快噴油器磨損。

另外，車輛有故障要及時(shí)維修，免得小故障沒處理好，反而導(dǎo)致大部件也跟著損壞了。

5 總結(jié)

通過參與維修這臺(tái)F02，從技術(shù)上，對(duì)車輛有了更進(jìn)一步的了解和體會(huì)，知道了車輛維修資料和診斷標(biāo)準(zhǔn)流程的重要性；當(dāng)看到故障現(xiàn)象撲朔迷離時(shí)，要根據(jù)診斷儀器細(xì)心排查，也不可過分依賴診斷儀器及過去的維修經(jīng)驗(yàn)，要根據(jù)事實(shí)情況進(jìn)行邏輯分析排除故障。當(dāng)然，在4S店，有時(shí)候因?yàn)榭蛻艏敝彳嚕瑹o(wú)法認(rèn)真研究車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流等來(lái)綜合分析故障，可以初步確定后采取調(diào)換元件的快速方法來(lái)確定故障所在。對(duì)于此故障車，如果仔細(xì)研究數(shù)據(jù)流，不難看出前后氧傳感器電壓異常，這也是店里有時(shí)維修車輛時(shí)的不足之處。

通過此次故障診斷與排除，更重要的是知道汽車服務(wù)行業(yè)從業(yè)人員必須要秉著服務(wù)于人的理念認(rèn)真工作，對(duì)于難診斷的項(xiàng)目,應(yīng)該跟車主道明車輛的實(shí)際情況，不能為了自己工作方便且能賺工時(shí)導(dǎo)致車主車輛故障現(xiàn)象更加嚴(yán)重以致更多部件受損。

【1】寶馬中國(guó).N54發(fā)動(dòng)機(jī)培訓(xùn)教材[M].

【2】深圳市馳寶汽車銷售服務(wù)有限公司.售后技術(shù)培訓(xùn)(案例分析)[M].

【3】寶馬電腦ISID診斷系統(tǒng)ISTA版本3.48.

Trouble Shooting and Eliminating in Accelerating Fault of BMW 740Li Engine

WEN Fujun, WANG Shang, HUANG Jian
(Guangdong Communication Polytechnic,Guangzhou Guangdong 510642,China)

A phenomenon that the power was deficiency and the car accelerate didn’t run up in one BMW 740Li car manufactured in 2009 was introduced. Combining with the BMW 740Li N54 engine’s operation principle, characteristics, and customer information such as vehicle use and maintenance process, the electrical circuit, mechanical principle, and mechanical parts wear characteristics were analyzed comprehensively. The causes of the fault were eliminated one by one. Then a thorough troubleshooting was made.

Engine; Power loss;Trouble shooting

2016-04-21

廣東省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(2013-02-092)；廣東省高等學(xué)校優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計(jì)劃(Yq2013197)

溫福軍，男，博士生，研究方向?yàn)檐囕v技術(shù)與裝備。E-mail：wenfujun1@163.com。

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-1986(2016)06-078-04