寶馬5系F07車燃油系統(tǒng)故障

魯建華

故障現(xiàn)象一輛2011年產(chǎn)寶馬5系F07車，搭載型號(hào)為N55的發(fā)動(dòng)機(jī)，因發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮而進(jìn)廠檢修。

故障診斷接車后試車驗(yàn)證故障現(xiàn)象，接通點(diǎn)火開關(guān)嘗試起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)該車起動(dòng)所需時(shí)間較長，儀表盤上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮。連接ISTA對(duì)車輛進(jìn)行檢測，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（DME）內(nèi)存儲(chǔ)有故障代碼“11A002燃油高壓 可信度：壓力過低”。嘗試起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流，然而此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)了，讀取到的靜態(tài)數(shù)據(jù)流如表1所列。

數(shù)次嘗試，發(fā)動(dòng)機(jī)均無法起動(dòng)，根據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)流顯然也無法很明確地定位故障點(diǎn)。故障點(diǎn)到底是燃油泵還是燃油泵控制單元，又或者是高壓油泵？對(duì)于這種情況，有很多手段可以排查出故障點(diǎn)，比如可以選擇接上燃油壓力表，或在起動(dòng)過程中仔細(xì)辨聽燃油泵的聲音，又或者把燃油管拔下來，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中看是否有燃油噴出等。然而對(duì)于該車而言，最簡捷的方法就是進(jìn)入燃油泵控制單元（EKPS），對(duì)燃油泵進(jìn)行部件控制，然后重新讀取低壓燃油數(shù)據(jù)流。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)時(shí)的靜態(tài)數(shù)據(jù)流

該車通過對(duì)燃油泵進(jìn)行部件控制后，讀取數(shù)據(jù)流顯示低壓燃油壓力和油軌壓力均上升至約0.7 MPa，由此即可初步判定燃油泵及燃油泵控制單元是正常的，故障點(diǎn)應(yīng)為高壓油泵。

為了更可靠地確認(rèn)故障點(diǎn)，再次嘗試起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)。讀取到發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流如表2所列。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中持續(xù)觀察動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，雖然燃油壓力數(shù)據(jù)基本正常，但量控閥的百分比明顯比正常車輛要大，該車量控閥的百分比最終維持在27%，而正常車輛只有約13%。

進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)故障即將出現(xiàn)時(shí)，可以看到油軌壓力雖然起初還能勉強(qiáng)維持在4 MPa左右，但量控閥的百分比明顯變得更大，從約30%直至40%以上，而油軌壓力最終也持續(xù)地呈下降趨勢，從3 MPa多降到2 MPa多，再到1 MPa多，直至低于1 MPa，隨后又突然升高到約3 MPa，但又很快降至1 MPa以下，如此反復(fù)數(shù)次，相應(yīng)地，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速也明顯出現(xiàn)跳動(dòng)，而在整個(gè)過程中，低壓燃油壓力始終較穩(wěn)定地保持在約600 kPa。根據(jù)上述檢查結(jié)果，進(jìn)一步確認(rèn)高壓油泵損壞。

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流

表3 更換高壓油泵后的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流

故障排除更換高壓油泵后，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需時(shí)間恢復(fù)正常，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的數(shù)據(jù)流，結(jié)果如表3所列，確認(rèn)故障排除。

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寶馬F系列N55發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)簡介

寶馬F系列N55發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)主要包括低壓燃油系統(tǒng)和高壓燃油系統(tǒng)2個(gè)部分。

低壓燃油系統(tǒng)由1個(gè)電動(dòng)燃油泵抽取燃油，該燃油泵受燃油泵控制單元（EKPS）控制。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（DME）根據(jù)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及其他相關(guān)因素，將所需燃油量的信息通過總線（PT-CAN 2）發(fā)送給燃油泵控制單元，燃油泵控制單元輸出一個(gè)脈寬調(diào)制電壓信號(hào)控制燃油泵工作，燃油泵根據(jù)此信號(hào)精準(zhǔn)輸送發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃油量。正常情況下低壓燃油壓力約為5 bar～6 bar（1 bar=100 kPa），由一個(gè)低壓燃油壓力傳感器對(duì)低壓燃油壓力進(jìn)行監(jiān)控。低壓燃油壓力傳感器的供電電壓為5 V，信號(hào)電壓為0.5 V～4.5 V，對(duì)應(yīng)的燃油壓力為1 bar～11 bar。

高壓燃油系統(tǒng)采用大陸公司的帶有3個(gè)柱塞并帶量控閥的機(jī)械式高壓油泵。該高壓油泵能產(chǎn)生50 bar～200 bar的高壓燃油壓力。怠速時(shí)高壓燃油壓力約50 bar，由一個(gè)油軌壓力傳感器監(jiān)控高壓燃油壓力。油軌壓力傳感器的供電電壓為5 V，信號(hào)電壓為0.5 V～4.5 V，對(duì)應(yīng)的燃油壓力為 0 bar～250 bar。