◆文/技師幫 毛永俊 楊再枝

與其他車系不同，寶馬車系很多車型儀表臺(tái)上顯示的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度不是來自于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，而反應(yīng)的是機(jī)油的溫度(寶馬E88 120i連機(jī)油溫度表都沒有,系統(tǒng)內(nèi)部依據(jù)冷卻液溫度來觸發(fā)報(bào)警提示)。許多寶馬車主經(jīng)常說他車子的“水溫”高達(dá)130℃以上，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度太高了。其實(shí)這很正常，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度在135℃左右并不異常，有時(shí)候甚至更高，比如激烈駕駛、高負(fù)荷低速行駛，都可能導(dǎo)致機(jī)油溫度超過135℃，只要不超過145℃，并持續(xù)5S以上就不會(huì)有問題！在講述寶馬X 1冷卻系統(tǒng)控制原理之前，我們先來看一個(gè)案例。

一輛2011款寶馬1系120(開發(fā)序列號(hào)為E88)，該車搭載的是N46自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)和ZF6速自動(dòng)變速器?？蛻舴从吃撥囋诎l(fā)動(dòng)機(jī)大修后，行駛過程中儀表臺(tái)上提示發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高。

經(jīng)試車，確認(rèn)故障確實(shí)存在。該車啟動(dòng)后，處于怠速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)無任何異常，熱車后行駛一段路程，儀表臺(tái)上就會(huì)提示發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，且高溫警告燈亮紅色?？窟呁＼嚥⑾ɑ鸷?，再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，報(bào)警消失，再行駛一段路程后，又開始報(bào)警。并如此反復(fù)。

確定故障現(xiàn)象后，從最基本的常規(guī)檢查入手，用ISTA-D讀取故障碼，未發(fā)現(xiàn)任何故障碼。讀取冷卻液溫度，具體數(shù)據(jù)為95℃，完全正常。

為什么儀表臺(tái)上會(huì)提示溫度過高，并報(bào)警呢？考慮到該車發(fā)動(dòng)機(jī)剛大修不久，于是又檢查了汽缸墊，未見任何異常，并確定是原廠件。各螺栓的扭緊力矩等裝配數(shù)據(jù)也都在規(guī)定范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)問題。檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器出水口處的冷卻液溫度傳感器，溫度也顯示正常。檢測(cè)汽缸漏氣量及冷卻系統(tǒng)尾氣檢測(cè)也都未發(fā)現(xiàn)問題。至此，基本排除了機(jī)械裝配等方面的故障原因。

繼續(xù)模擬故障現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，原地加油，讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500～3000r/m in的范圍內(nèi)，并保持3m in左右，儀表臺(tái)上的故障燈亮紅色后，用ISTA-D讀取發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，顯示96℃，完全在正常范圍之內(nèi)。

故障診斷至此，要想有進(jìn)一步的突破，就必須清楚寶馬車系冷卻系統(tǒng)的工作原理及高溫報(bào)警的設(shè)置條件。

寶馬120i采用的是特性線冷卻系統(tǒng)，其節(jié)溫器具有兩大功能：普通溫控及特性線溫控。該車的報(bào)警條件兩個(gè)：冷卻液溫度過高和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度過高，只要滿足其中一個(gè)條件，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。下面詳細(xì)介紹該車的冷卻系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)的原理及功能。

一、常規(guī)溫控功能

常規(guī)溫控功能也就是普通節(jié)溫器功能，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的控制僅取決于冷卻液溫度?？刂瓶煞殖扇齻€(gè)階段：

1.節(jié)溫器關(guān)閉：此階段俗稱“小循環(huán)”，只有發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液流動(dòng)，冷卻器回路關(guān)閉。

2.節(jié)溫器打開：此階段俗稱“大循環(huán)”，全部冷卻液流過水箱，從而使用最大可供使用的冷卻功率。

3.節(jié)溫器控制范圍：此階段冷卻液部分流過水箱。在控制范圍中，通過調(diào)整節(jié)溫器的開啟角度，可將發(fā)動(dòng)機(jī)溫度保持在某個(gè)范圍之內(nèi)。在節(jié)溫器的控制范圍內(nèi)，借助節(jié)溫器的特性曲線功能，有目的地調(diào)節(jié)冷卻液的溫度。為此可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的部分負(fù)荷區(qū)設(shè)置一個(gè)比較高的冷卻液溫度，在這部分負(fù)荷區(qū)由于工作溫度的提高改善了燃燒，并由此獲得來更低的油耗和更少的排放。在滿負(fù)荷區(qū)，高的工作溫度會(huì)產(chǎn)生不利影響(由于爆震點(diǎn)火角提前角減小)，因此，在滿負(fù)荷時(shí)，借助按特性曲線(圖1)工作的節(jié)溫器有針對(duì)性地降低冷卻液溫度。

圖1 節(jié)溫器特性曲線圖

圖2 按特性線工作的節(jié)溫器結(jié)構(gòu)

在部分負(fù)荷區(qū)借助該節(jié)溫器可有針對(duì)性地提高冷卻液溫度。通過提高冷卻液溫度，在這些發(fā)動(dòng)機(jī)工況下可減小燃油消耗，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)特性線控制按特性曲線工作的節(jié)溫器。 影響特性曲線的因素包括：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度。按特性線工作的節(jié)溫器是整體式節(jié)溫器，即節(jié)溫器和節(jié)溫器蓋是一體的。按特性曲線工作的節(jié)溫器的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通的節(jié)溫器相同。此外，膨脹材料 (蠟) 裝有加熱元件。圖2是按特性線工作的節(jié)溫器結(jié)構(gòu)圖。

二、按特性曲線工作的節(jié)溫器的功能

調(diào)校按特性曲線工作的節(jié)溫器，使得其在不影響一體式加熱系統(tǒng)的情況下，在液節(jié)溫器上的冷卻液溫度達(dá)到 103℃時(shí)節(jié)溫器打開(發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口)。由于冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中得到加熱，在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處(用于DME和組合儀表顯示的冷卻液溫度傳感器的安裝位置)測(cè)得的溫度約為110℃。發(fā)動(dòng)機(jī)在此工作溫度下，按特性曲線工作的節(jié)溫器無需進(jìn)行控制干預(yù)就自動(dòng)打開。在DME控制單元進(jìn)行控制干預(yù)時(shí)，節(jié)溫器中的加熱元件被通電(12V)。與沒有附加加熱的情況相比，采用加熱元件加熱的膨脹元件的節(jié)溫器可在較低的冷卻液溫度下打開(節(jié)溫器控制范圍80～103℃ )。

如果在發(fā)動(dòng)機(jī)出口處的冷卻液溫度超過113℃，無論其他參數(shù)如何，DME都會(huì)激活按特性曲線工作的節(jié)溫器的加熱裝置。

三、機(jī)油狀態(tài)傳感器的功能和原理

發(fā)動(dòng)機(jī)油位、品質(zhì)、溫度是由機(jī)油狀態(tài)傳感器(簡(jiǎn)稱OEZS)來負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)，并在中央信息顯示屏和儀表上顯示出來。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度和機(jī)油狀態(tài)也由OEZS來測(cè)定及計(jì)算，并將信號(hào)發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電腦DME內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。經(jīng)過分析處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)通過PT-CAN傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)SGM，再通過K-CAN發(fā)送至組合儀表和中央顯示器上。該傳感器通過測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)油位可避免發(fā)動(dòng)機(jī)油位過低，從而防止造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞；通過測(cè)定機(jī)油狀態(tài)可準(zhǔn)確判斷出機(jī)油品質(zhì)，提醒何時(shí)需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)油；通過油溫傳感器測(cè)量機(jī)油溫度，防止機(jī)油溫度過高，并適時(shí)發(fā)出警告信息，避免發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。

機(jī)油狀態(tài)傳感器由兩個(gè)上下疊加在一起的柱狀電容器構(gòu)成(圖3)。機(jī)油狀態(tài)通過底部較小的電容器(圖3中6所示)來測(cè)量，兩個(gè)彼此內(nèi)嵌的金屬管(圖3中2和3所示)用作電容器電極，電介質(zhì)是兩個(gè)電極之間的發(fā)動(dòng)機(jī)油(圖3中4所示)。發(fā)動(dòng)機(jī)油的電氣特性隨著損耗的加劇和燃油添加劑的分解而發(fā)生變化。

電容器(機(jī)油狀態(tài)傳感器)電容隨發(fā)動(dòng)機(jī)油(電介質(zhì))電氣特性的變化而變化。也就是說，電容值經(jīng)過傳感器內(nèi)集成的電子分析裝置(圖3中7所示)處理后轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字傳感器信號(hào)作為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油狀態(tài)信息發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)電腦DME。DME對(duì)該實(shí)際值進(jìn)行處理，以便計(jì)算出下次換油保養(yǎng)周期。傳感器(圖3中5所示)的中間部分負(fù)責(zé)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油位，該部分與油底殼內(nèi)的油位高度處于同一位置。因此，電容器電容隨油位(電介質(zhì))降低而發(fā)生變化。該電容值經(jīng)過傳感器電子裝置處理后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至DME。機(jī)油狀態(tài)傳感器底座上裝有一個(gè)白金溫度傳感器(圖3中9所示)，用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度。

了解該傳感器的功能及原理后，我們?cè)倩氐缴衔乃龅墓收习咐?。用ISTA-D讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的油溫?cái)?shù)據(jù)，結(jié)果顯示機(jī)油溫度高達(dá)164℃，儀表臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度報(bào)警燈被點(diǎn)亮也就不難理解了。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并原地給油，以模擬故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)。當(dāng)機(jī)油溫度達(dá)到135℃時(shí)，再持續(xù)加油，機(jī)油溫度很快就跳躍至150℃，后來甚至跳到160℃、170℃，而且溫度在150～170℃之間無規(guī)律地跳動(dòng)。一般情況下，即使發(fā)動(dòng)機(jī)真的出現(xiàn)了高溫，機(jī)油溫度應(yīng)該是直線上升，而不是階梯性的跳躍。檢查相關(guān)線路，發(fā)現(xiàn)一切正常，因此基本可以判定是機(jī)油溫度傳感器存在故障！仔細(xì)檢查機(jī)油溫度傳感器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該車上的傳感器為副廠件。更換機(jī)油溫度傳感器后試車，并讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，水溫107℃，機(jī)油溫度在126～129℃之間，一切正常。至此，故障被徹底排除！

圖3 機(jī)油狀態(tài)傳感器結(jié)構(gòu)圖

該車高溫報(bào)警實(shí)際是由系統(tǒng)通過機(jī)油溫度傳感器讀取的機(jī)油溫度過高所引起的，但在診斷過程中，起初誤以為是水溫過高導(dǎo)致的，因此走了一段彎路。通過本案例，提醒汽修同行們，在遇到類似故障時(shí)，一定要先研究系統(tǒng)的工作原理，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析之后再下手，以便少走彎路。

最后，需要特別提醒的是：在寶馬1系列車型上，如果遇到儀表臺(tái)上有變速器溫度過高的報(bào)警提示，有時(shí)并不是變速器油實(shí)際溫度過高導(dǎo)致，而有可能是由于發(fā)動(dòng)機(jī)信息缺失導(dǎo)致系統(tǒng)計(jì)算出來的變速器油溫過高。