滄州/趙鼎明

2011年寶馬X5發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)

滄州/趙鼎明

VIN：5UXZV4C51CL××××××。

車型：寶馬X5，開(kāi)發(fā)序列代號(hào)E70，配置N55發(fā)動(dòng)機(jī)（3.0T）。

行駛里程：97643km。

故障現(xiàn)象：客戶反映，在此之前發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，檢測(cè)是電子氣門控制系統(tǒng)故障，做完匹配后，故障消失。在洗車房洗完水箱后，車輛無(wú)法啟動(dòng)，拔下空氣流量傳感器后，車輛可以啟動(dòng)。高速公路上行駛到服務(wù)區(qū)內(nèi)熄火，發(fā)動(dòng)機(jī)再也不能啟動(dòng)，把車拖到我廠。

故障診斷：維修人員檢查發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)機(jī)工作正常，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)，聽(tīng)聲音感覺(jué)沒(méi)有汽缸壓力。使用汽缸壓力表檢測(cè)汽缸壓力，發(fā)現(xiàn)汽缸壓力全部為零。

汽缸壓力為零的原因有：①活塞及活塞環(huán)故障；②氣門關(guān)閉不嚴(yán)；③正時(shí)錯(cuò)誤；④電子氣門控制故障；⑤其他原因等。

使用專用診斷儀ISID進(jìn)行檢測(cè)，有多個(gè)故障碼，刪除故障碼后，與發(fā)動(dòng)機(jī)電子氣門控制相關(guān)的故障碼不能清除（如圖1所示）。

圖1 故障碼

根據(jù)故障碼分析，故障原因可能有：①電子氣門伺服電機(jī)；②線路；③數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制模塊（簡(jiǎn)稱DME）；④集成供電；⑤發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障等。

拆下氣門室蓋檢查，發(fā)現(xiàn)偏心軸在最小升程極限位置，不能打開(kāi)進(jìn)氣門。手動(dòng)調(diào)節(jié)偏心軸到最大升程極限位置，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，立即著車。但插上電子氣門伺服電機(jī)插頭后，偏心軸又回到最小升程極限位置，發(fā)動(dòng)機(jī)又不能啟動(dòng)了。因此確定電子氣門控制系統(tǒng)故障。

根據(jù)檢測(cè)計(jì)劃做如下檢查與維修：①檢查軟件版本，正常。懷疑DME程序故障，對(duì)DME進(jìn)行單獨(dú)編程，編程完成后，故障依舊。②檢查伺服電機(jī)到DME之間的線路，測(cè)量了所有導(dǎo)線電阻均小于0.5Ω，插頭無(wú)銹蝕、松動(dòng)，線與線之間無(wú)互相短路，線路正常。③更換伺服電機(jī)。

根據(jù)檢測(cè)計(jì)劃的提示，更換了伺服電機(jī)（如圖2所示），但更換后故障依舊。

懷疑DME故障，拆下送到北京某檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為DME正常。配件部又提供一塊拆車的DME，更換后故障依舊，故障碼與原車的故障碼相同，判斷DME無(wú)故障，把舊的DME退回配件供應(yīng)商。

圖2 伺服電機(jī)

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行檢查。拆檢過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整偏心軸時(shí)有點(diǎn)犯卡，偏心軸齒輪有磨損，所以更換偏心軸。更換后，故障依舊。

根據(jù)線路圖（如圖3所示）測(cè)量DME的所有供電電源，人為給控制端繼電器線圈接地，使用大功率燈泡測(cè)試電源輸出，燈泡正常發(fā)光，且電壓降正常，電源沒(méi)有問(wèn)題。檢查所有線搭鐵也沒(méi)有問(wèn)題。

維修到此時(shí)，陷入了僵局。與電子氣門相關(guān)的部件都進(jìn)行了檢查或更換，但故障依舊。下一步怎么辦？

此時(shí)車間來(lái)了一輛5系車輛做保養(yǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)都是N55。我們可以驗(yàn)證故障車的部件是否在5系車上正常。對(duì)調(diào)伺服電機(jī)，故障現(xiàn)象沒(méi)有轉(zhuǎn)移，說(shuō)明伺服電機(jī)正常；對(duì)調(diào)DME到伺服電機(jī)的線束（如圖4所示），故障現(xiàn)象發(fā)生了轉(zhuǎn)移，5系車上出現(xiàn)了相同的故障碼，從而證實(shí)了線束有故障。因?yàn)镈ME有防盜功能，并且不容易拆下，所以沒(méi)有對(duì)調(diào)試驗(yàn)。

更換線束，故障依舊。

重新研究該車的電子氣門控制系統(tǒng)。該車采用的是VALVETRONIC DI系統(tǒng)，集成式霍爾偏心軸傳感器不再位于偏心軸上，而是集成在伺服電機(jī)內(nèi)。電機(jī)采用的是三相直流電機(jī)無(wú)刷電機(jī)（BLDC），并在伺服電機(jī)上集成了5個(gè)霍爾式的傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)伺服電機(jī)的位置（如圖5所示）。DME控制伺服電機(jī)，控制電路先將直流電壓由換流器轉(zhuǎn)換成三相電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。換流器由6個(gè)功率晶體管組成?？刂撇糠謩t通過(guò)PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)決定功率晶體管開(kāi)關(guān)頻度及換流器換相的時(shí)機(jī)（如圖6所示）。

圖3 DME電源電路圖

圖4 DME到伺服電機(jī)的線束

圖5 三相直流伺服電機(jī)

檢查DME控制部分。拆開(kāi)DME測(cè)量控制三相直流電機(jī)的6個(gè)功率晶體管，使用萬(wàn)用表二極管的擋位檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)正向電壓都一樣，但其中有一個(gè)與其他的5個(gè)的反向電壓不一樣，確定此功率晶體管有故障，決定再次更換DME。

故障排除：更換全新的DME，并進(jìn)行匹配，試車，故障排除。

故障總結(jié)：此車故障原因?yàn)镈ME和DME到伺服電機(jī)的線束同時(shí)損壞，更換其中的一個(gè)，不能解決問(wèn)題。萬(wàn)用表測(cè)量線束雖然沒(méi)有問(wèn)題，但還是有故障，只有更換試驗(yàn)后，才發(fā)現(xiàn)有故障。

圖6 DME內(nèi)部控制電路