揚(yáng)州/殷彬峰

2013年寶馬520Li怠速抖動(dòng)

揚(yáng)州/殷彬峰

車型：F18，配置N20發(fā)動(dòng)機(jī)。

行駛里程：240000km。

故障現(xiàn)象：客戶進(jìn)廠反映車子在怠速情況下抖動(dòng)。維修人員試驗(yàn)故障時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，車子在啟動(dòng)后便開始抖動(dòng)（不論冷車或熱車），當(dāng)原地急加速后，抖動(dòng)現(xiàn)象便消失，試車行駛過程中一切正常且未出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。

故障診斷：連接寶馬診斷儀讀取故障碼如圖1所示。

讀取故障時(shí)數(shù)據(jù)流如圖2所示。

導(dǎo)致空氣流量傳感器數(shù)據(jù)流變大原因：

◆空氣流量傳感器自身損壞

◆空氣流量傳感器后方至節(jié)氣門前方有地方漏氣

◆發(fā)動(dòng)機(jī)氣門重疊角混亂產(chǎn)生回氣

詢問客戶得知，前段時(shí)間維修漏油后就出現(xiàn)此故障現(xiàn)象。維修人員懷疑上次維修漏油過程中拆卸過進(jìn)氣道等部件，經(jīng)過檢查空氣流量傳感器后部、中冷器前方與中冷器至節(jié)氣門管路沒有異常。

通過分析數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)了故障點(diǎn)，進(jìn)氣VANOS的角度處于0°左右，排氣VANOS的角度處于0°左右；當(dāng)急加速且發(fā)動(dòng)機(jī)正常后進(jìn)氣VANOS的角度處于-40°左右,排氣VANOS的角度處于11°左右。筆者此時(shí)斷定發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位沒有問題，判斷怠速抖動(dòng)的原因是配氣相位調(diào)節(jié)不正常。本人的理解是單位時(shí)間內(nèi)給以規(guī)定的占空比卻沒有到達(dá)規(guī)定的角度。

圖1 故障碼

圖3 氣門重疊角

導(dǎo)致配氣相位錯(cuò)誤的原因有：

◆VANOS電磁閥堵塞

◆正時(shí)錯(cuò)亂

◆VANOS調(diào)整裝置損壞

◆機(jī)油泄壓或壓力不夠

◆凸輪軸傳感器損壞

◆發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊程序

通過急加速后發(fā)動(dòng)機(jī)便正常，可以排除正時(shí)錯(cuò)亂、凸輪軸傳感器損壞以及調(diào)整裝置損壞的可能性。接下來清洗了電磁閥以及可以通過拔掉機(jī)油壓力傳感器使其進(jìn)入最大供油量，但問題依舊未解決。嘗試給DME進(jìn)行編程升級(jí)（加大電磁閥占空比調(diào)節(jié)時(shí)間），試車，故障解決。N20發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的初始狀態(tài)為氣門重疊角最大。而N52發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位的初始狀態(tài)為氣門重疊角最小，這也就解釋為什么N52發(fā)動(dòng)機(jī)VANOS調(diào)節(jié)電磁閥拔出以后能夠正常怠速，而N20發(fā)動(dòng)機(jī)插頭拔出后怠速嚴(yán)重抖動(dòng)情況。

N20發(fā)動(dòng)機(jī)初始狀態(tài)下氣門重疊角，如圖3所示。

最大重疊角大約為160°曲軸轉(zhuǎn)角；最小氣門重疊角為60°曲軸轉(zhuǎn)角。

氣門重疊角的作用：

進(jìn)氣門早開：增大了進(jìn)氣行程開始時(shí)氣門的開啟高度，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。

進(jìn)氣門晚關(guān)：延長了進(jìn)氣時(shí)間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進(jìn)氣量。

排氣門早開：借助汽缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。

排氣門晚關(guān)：延長了排氣時(shí)間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。

氣門重疊角不同工況調(diào)節(jié)模式：在怠速工況時(shí)，對(duì)凸輪軸進(jìn)行設(shè)置使得進(jìn)氣凸輪軸較晚打開，并且較晚關(guān)閉。排氣凸輪軸被設(shè)置成在上止點(diǎn)之前完全關(guān)閉。由于只有最少量的殘余氣體被燃燒，所以就使得怠速很穩(wěn)定。

輸出功率：要在很高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)獲得較高的輸出功率，必須使得排氣門較晚打開。只有這樣，被燃燒氣體的膨脹力才能較長時(shí)間地作用在活塞上。

進(jìn)氣門在上止點(diǎn)后打開并且在下止點(diǎn)后完全關(guān)閉。這樣進(jìn)氣的動(dòng)態(tài)自增壓效應(yīng)被用來增加輸出功率。

扭矩：要獲得最高的輸出扭矩，汽缸必須具有很高的容積效率。這需要進(jìn)氣門較早打開。因?yàn)檩^早打開，所以關(guān)閉也較早；這樣就避免了將新鮮空氣壓出去。排氣凸輪軸在上止點(diǎn)之前關(guān)閉。

廢氣再循環(huán)：通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣和排氣凸輪軸可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部廢氣再循環(huán)。在此過程中，當(dāng)氣門交錯(cuò)（進(jìn)氣門和排氣門都打開）時(shí)廢氣就從廢氣口流入進(jìn)氣口。交錯(cuò)的程度決定了再循環(huán)的廢氣量。進(jìn)氣凸輪軸被設(shè)置成在上止點(diǎn)之前完全打開并且排氣凸輪軸在上止點(diǎn)之前才關(guān)閉。

結(jié)果，兩個(gè)氣門都打開并且廢氣被再循環(huán)。與外部廢氣再循環(huán)相比較，內(nèi)部廢氣再循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的反應(yīng)更快并且再循環(huán)的廢氣分布更加均勻。