寶馬N46全變量氣門控制系統及故障檢修

張文品

摘 要：隨著社會的不斷進步，在新一代發動機中，寶馬 N型發動機有不少的技術革新。全變量氣門控制系統便是其中之一，靈活的雙凸輪軸配氣相位VANOS控制機構及安全的全變量氣門升程控制機構，使BMW的配氣機構實現電子控制，這有利于發動機的統一管理。文章介紹寶馬新一代N46發動機全變量氣門的工作原理和故障實例檢修，通過這些檢修案例，并結合多年的實踐經驗，總結了自已在維修新型電噴發動機故障方面的經驗，希望這些檢修技術能給相關的同行提供借鑒參考。

關鍵詞：寶馬N46 全變量氣門 發動機抖動 故障檢修

BMW N46 Full Variable Valve Control System and Troubleshooting

Zhang Wenpin

Abstract：With the continuous progress of society， the BMW N-type engine has many technological innovations in the new generation of engines. The full variable valve control system is one of them. The flexible dual camshaft valve phase VANOS control mechanism and the safe full variable valve lift control mechanism enable BMW's valve mechanism to be electronically controlled， which is conducive to the unified management of the engine. This article introduces the working principle of BMW's new-generation N46 engine full-variable valve and troubleshooting examples. Through these maintenance cases and combined with years of practical experience， the author summarized his own experience in repairing new electronic injection engine failures with the expectation that these maintenance techniques can provide useful reference to help related peers.

Key words：BMW N46， full variable valve， engine jitter， troubleshooting

1 配氣機構的作用與原理

配氣機構的作用是通過按照發動機各缸的工作循環和點火順序，開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮氣體進入氣缸，已燃廢氣排出。氣體被吸進氣缸愈多，則發動機功率愈大。所以，為了使氣缸多進氣，發動機的進、排氣門均設計成早開遲閉。

由于氣門的早開遲閉，這就造成了氣門重疊（進排氣門同時打開）。同時由于氣體的流動慣性都比較大，較短時間不會改變流動方向，因此只要氣門重疊角選擇適當，就不會出現廢氣倒流入進氣歧管和新鮮氣體隨同廢氣排出的可能。

若氣門重疊角過小，會導致進氣不足、排氣不凈，影響發動機的功率與排放;同時若氣門重疊角過大，進氣管內壓力較低時，就可能出現廢氣倒流進入進氣歧管，并且造成大量混合氣沒有燃燒就排出，影響發動機的功率與排放。

2 寶馬N46全變量氣門控制系統結構及工作原理

全變量氣門控制系統的是通過控制氣門升程，與可變凸輪軸控制系統VANOS的配合，可使氣門重疊角在最佳范圍內工作，使氣缸的進氣和排氣保持在最佳狀態。安裝了全變量氣門控制系統的發動機，不僅能降低油耗、增加功率，更能使排放更佳（據統計油耗可降低10%左右）。

寶馬N46全變量氣門系統由氣門控制單元根據發動機的工況，控制偏心軸馬達（直流電機）的旋轉，使氣門開度在0.3-9.7mm間變化，實現氣門全變量控制。在傳統的氣門機構中，發動機負荷是反映在節氣門上，而全變量氣門控制系統的負荷卻由進氣門的開度來實現。只有進氣門安裝有全變量氣門控制系統，排氣門安裝的是傳統機構。全變量氣門控制系統與傳統的機構比較有以下優點：減少排氣中的有害物質，功率更大，扭矩更高，行駛舒適性提高，對負荷狀態改變有瞬時反應，經濟性好。

2.1 全變量氣門機構的組件

全變量氣門機構的組成如圖1。

全變量氣門升程是利用一個中間杠桿，及一根帶有異型偏心凸輪的偏心軸實現的，中間杠桿支承在偏心軸上。進氣凸輪軸轉動時，中間杠桿圍繞著偏心軸轉動，通過偏心軸的偏心凸輪可以調節中間杠桿的旋轉中心，因而確定中間杠桿工作曲線在哪一個區域與凸輪推桿的滾子接觸，進而決定氣門升程。

為了減少磨擦，中間杠桿與凸輪軸、偏心軸、凸輪推桿的接觸都是通過滾子實現。止動彈簧將中間杠桿、偏心軸、凸輪推桿、凸輪軸壓緊在一起，使中間杠桿保持在正確的位置。氣門液壓頂將凸輪推桿、氣門和中間杠桿的間隙保持在零位。中間杠桿和凸輪推桿的精度要求非常高，必須配對使用，在出廠前已做配對調校，在維修中拆卸時必須做好記號。

2.2 全變量氣門機構的工作原理

全變量氣門系統由氣門控制單元根據發動機的工況，控制偏心軸馬達（直流電機）的旋轉，馬達上的蝸桿帶動偏心軸的蝸輪，蝸輪帶動偏心軸轉動。偏心軸的轉動改變了進氣凸輪軸與凸輪推桿之間的傳動，使氣門開度在0.3-9.7mm間變化，從而實現氣門全變量控制。當中間杠桿的支承點在A1時，那么中間杠桿的工作曲線上的A點與凸輪推桿的滾子接觸，工作曲線中的最高點C距凸輪推桿滾子較遠。圖中凸輪軸逆時針轉動，中間杠桿以A1作為支承點，向左邊擺動。中間杠桿工作曲線上AB段與凸輪推桿滾輪接觸，由于B點比A點高0.3mm，使氣門得到最小的開度為0.3mm，適合在怠速工況下（如圖2）。