溫福軍，王尚,黃劍

(廣東交通職業(yè)技術學院，廣東廣州 510642)

寶馬740Li發(fā)動機功率不足加速無力故障的診斷與排除

溫福軍，王尚,黃劍

(廣東交通職業(yè)技術學院，廣東廣州 510642)

針對一臺2009年的寶馬F02 740Li的發(fā)動機功率不足、加速沒力跑不起來的故障，結合寶馬F02 740Li的N54發(fā)動機工作原理跟特點，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、機械原理、機械部件磨損特點，逐一排除故障原因后徹底排除故障。

發(fā)動機；功率下降；故障診斷

0 引言

汽車電子控制燃油噴射發(fā)動機是機電一體化高新技術的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動機的控制系統(tǒng)，設置有多個傳感器、執(zhí)行器和電子控制元件?？刂葡到y(tǒng)工作時，各種信號相互交叉滲透，控制進氣、噴油和點火。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?？刂茊卧话愣际且粋€整體，為排除局部故障而去更換總成，經(jīng)濟上不合算，因此必須全面深刻了解電子控制燃油噴射發(fā)動機的結構原理，掌握有關功能作用，運用科學的分析方法和維修技巧，制定出切實可行而又經(jīng)濟的維修方案，通過采取一些簡單的補償措施，去彌補這部分的功能作用，以達到排除局部故障的目的。以一例寶馬740Li車型發(fā)動機功率不足加速無力故障的診斷與排除為例，期望能為維修此類發(fā)動機提供參考。

1 故障現(xiàn)象

寶馬740Li車型報修，行駛里程94 000 km，2009年10月上牌。故障現(xiàn)象：發(fā)動機聲音沉悶，發(fā)動機動力不足，尤其在急加速爬坡行駛時感覺動力不足，加速不良；當猛踩油門拉高轉(zhuǎn)速時，儀表板就會突然亮發(fā)動機故障警告燈。

2 帶有N54發(fā)動機的車輛功率不足的原因分析

2.1 發(fā)動機本身故障

N54發(fā)動機本身帶有噴油系統(tǒng)(見圖1)、點火系統(tǒng)、進排氣等系統(tǒng)，相關電氣電路故障、機械磨損等原因?qū)е掳l(fā)動機無法輸出正常功率。

(1)噴油油路不暢，低壓管道無法持續(xù)保持壓力、高壓管道無法提供發(fā)動機所需的動態(tài)的適當?shù)膰娪蛪毫?。噴油閥磨損或控制噴油的相關電氣線路或電子系統(tǒng)本身不兼容存在故障導致無法正常噴油。N54用的是壓電式缸內(nèi)直噴噴油器，這種噴油器噴油時使用壓電元件把針閥頂開形成一個環(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構特殊，被頂開的錐形針閥處容易磨損，造成噴油器泄油，發(fā)動機混合氣過濃，甚至出現(xiàn)冷車難著車現(xiàn)象。

(2)點火時刻不正時，導致發(fā)動機產(chǎn)生輕微爆震等使發(fā)動機無法正常輸出功率。發(fā)動機長期燒水或者燒機油，火花塞燒蝕，火花塞點火能量不足，各缸點火能量不一，導致發(fā)動機各缸功率不平衡，從而發(fā)動機無法總體上正常輸出功率，點火相關電氣線路及電子系統(tǒng)故障導致發(fā)動機無法輸出正常功率。

(3)進排氣不順暢也會導致發(fā)動機功率不足。進氣量是決定發(fā)動機電腦計算負荷概念的重要信息。N54發(fā)動機進氣重要部件是VANOS調(diào)整單元及相對應調(diào)節(jié)電磁閥，還有Valvetronic調(diào)節(jié)伺服電機、偏心軸傳感器等。作為一個高效動力發(fā)動機，曲軸通風裝置與真空供應裝置也是特別重要的角色，曲軸通風系統(tǒng)在很多發(fā)動機身上都導致特嚴重的燒機油，因為高效動力發(fā)動機缸內(nèi)壓力本身就大，而且壓力值變化也大，曲軸通風堵塞不暢也會導致發(fā)動機功率損失。真空裝置在發(fā)動機電控系統(tǒng)中的應用較多，很多利用真空的部件，例如增壓裝置及制動裝置，其相關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)動機進入應急模式，就無法輸出高效動力。如圖2所示，N54的雙渦輪渦管增壓系統(tǒng)是高效動力的一個重要系統(tǒng)，渦輪相關的電磁閥一出現(xiàn)問題，進入保護模式后就特耗油。發(fā)動機排氣系統(tǒng)順暢與否也是重要的一個因素，如好多改裝車在改裝過排氣管后都會出現(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)動機功率。

2.2 發(fā)動機缸壓輕微不足

發(fā)動機三要素中包括發(fā)動機要有足夠的壓縮壓力，壓縮壓力不足導致的常見的障現(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)動機如果里程高，聲音較沉悶，跑起來沒異常，進店檢查就必須用缸壓表檢查缸壓，當然不能排除有其他因素，有很大可能是發(fā)動機內(nèi)部已經(jīng)磨損了，必須報大修，換曲軸軸瓦活塞環(huán)，更換密封元件，徹底解決發(fā)動機串氣、漏氣、漏油等問題。

2.3 發(fā)動機的運行環(huán)境差

發(fā)動機溫度過高，水泵、節(jié)溫器工作不良，冷卻系統(tǒng)水垢多，發(fā)動機運行溫度過高，無法輸出正常功率。發(fā)動機空氣濾清器過臟，長期不換，起不到過濾作用，導致發(fā)動機內(nèi)部較臟，產(chǎn)生油泥，使發(fā)動機運行環(huán)境差。水溫傳感器存在故障，導致DME無法監(jiān)控到準確信息，無法完全正確控制噴油量而啟動一定的應急模式，或者空調(diào)系統(tǒng)失常，壓縮機一直大功率工作，導致發(fā)動機功率流失。

2.4 底盤存在故障

例如制動拖滯、離合器打滑、輪胎氣壓過低、傳動軸存在磨損損壞等異常情況導致車輛跑不起來。寶馬X系列的某些車輛，常見的是前傳動軸磨損較快，傳動軸前后法蘭的萬向節(jié)產(chǎn)生間隙、油脂過多滲出，或者是嚴重銹蝕等導致傳動軸沒法正常傳動動力。某些惡劣情況下，嚴重的話還會導致有傳動軸斷裂的安全隱患，車輛無法正常行駛。

3 故障診斷與排除

維修人員接車后，首先確認故障現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)發(fā)動機聲音較其他N54要沉悶許多?？蛻羲从车墓收犀F(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)動機并沒有什么嚴重的漏油跡象，底盤很干凈。根本無法立馬確定故障點所在，于是先用電腦ISID檢測，讀取故障代碼，故障代碼如圖3所示。

觀察故障列表，當前存在的故障有一缸、三缸噴射裝置被關閉，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。帶著這個問題再次仔細咨詢車主，原來是之前維修時索賠不了3個噴油器，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)動機氣門室蓋罩上護板，起動發(fā)動機，車輛怠速運行，用手摸，發(fā)動機較其他發(fā)動機來說確實悶，還感覺有點抖，原地慢慢踩油門到發(fā)動機轉(zhuǎn)速到3 500 r/min時也沒有亮燈，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：噴射裝置被關閉”、“熄火，氣缸3：噴射裝置被關閉”等故障碼，電腦監(jiān)測過后也沒發(fā)現(xiàn)相關電子電路問題，火花塞又都換過，拆出來看后也沒見異常。調(diào)換了一、三缸噴油器后，再對故障車進行路試，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，當猛踩油門拉高轉(zhuǎn)速時儀表盤上的發(fā)動機故障燈亮了。

路試后，重新連接診斷電腦用ISTA進行診斷，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)相關監(jiān)測計劃執(zhí)行后也沒發(fā)現(xiàn)增壓電氣系統(tǒng)有問題，查閱DMH(一種寶馬售后服務系統(tǒng)，可以查閱車輛在寶馬經(jīng)銷商售后服務部所做的保養(yǎng)及維修項目)，該車沒有更換過增壓模塊的電氣動轉(zhuǎn)換閥。維修人員懷疑是否轉(zhuǎn)換閥本身有問題，于是更換電氣動轉(zhuǎn)換閥，試車，還是一樣的故障代碼，說明原電氣動轉(zhuǎn)換閥應該沒有問題。

再次檢查，真空泵無漏油等異?，F(xiàn)象，真空管未見泄漏，目測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)動機第一列排氣管被燒穿了(見圖5)。

再拆開渦輪增壓機，發(fā)現(xiàn)與發(fā)動機第一列氣缸相對應的位置被燒黑了(見圖6)。另外，還發(fā)現(xiàn)了排氣管后段一堆三元催化的殘渣(見圖7)。

至此，故障問題非常清楚。先是噴油器損壞，導致噴油器沒法在適時給予適當?shù)膰娪土?，發(fā)動機各缸功率根本無法一致，也就無法正常輸出功率，進而因為車主用車頻繁沒來得及及時維修好這個問題，造成車輛長時間的混合氣過濃，導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。也許因為噴油長時間過濃電腦已適應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該很敏感的。

進一步理清故障原因及思路。車輛行駛了八、九萬km左右時一、二、三缸的3個噴油器均已一定程度磨損損壞，初到店維修時因為該店只能給予索賠一個較先出現(xiàn)磨損損壞的二缸噴油器，前維修工沒有強烈要求更換一、三缸噴油器，車主也沒自費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，導致發(fā)動機過長時間的混合氣過濃，頻繁使用導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

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

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

5 總結

通過參與維修這臺F02，從技術上，對車輛有了更進一步的了解和體會，知道了車輛維修資料和診斷標準流程的重要性；當看到故障現(xiàn)象撲朔迷離時，要根據(jù)診斷儀器細心排查，也不可過分依賴診斷儀器及過去的維修經(jīng)驗，要根據(jù)事實情況進行邏輯分析排除故障。當然，在4S店，有時候因為客戶急著要提車，無法認真研究車輛動態(tài)數(shù)據(jù)流等來綜合分析故障，可以初步確定后采取調(diào)換元件的快速方法來確定故障所在。對于此故障車，如果仔細研究數(shù)據(jù)流，不難看出前后氧傳感器電壓異常，這也是店里有時維修車輛時的不足之處。

通過此次故障診斷與排除，更重要的是知道汽車服務行業(yè)從業(yè)人員必須要秉著服務于人的理念認真工作，對于難診斷的項目,應該跟車主道明車輛的實際情況，不能為了自己工作方便且能賺工時導致車主車輛故障現(xiàn)象更加嚴重以致更多部件受損。

【1】寶馬中國.N54發(fā)動機培訓教材[M].

【2】深圳市馳寶汽車銷售服務有限公司.售后技術培訓(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

廣東省交通運輸廳科技項目(2013-02-092)；廣東省高等學校優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃(Yq2013197)

溫福軍，男，博士生，研究方向為車輛技術與裝備。E-mail：wenfujun1@163.com。

文獻標志碼：A 文章編號：1674-1986(2016)06-078-04