◆文/廣東 李明權(quán)

故障現(xiàn)象

一輛2017年寶馬740Li(G12)，搭載B58型發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程為30 201km。據(jù)車主反映：一天，該車行駛到廣東揭陽(yáng)，發(fā)現(xiàn)油表顯示快沒油，在當(dāng)?shù)赜驼炯訚M油后，沒走多遠(yuǎn)儀表臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈就點(diǎn)亮了，但行駛起來沒感覺到有任何異常。

故障診斷與排除

在汽車故障診斷過程中，筆者一向嚴(yán)格采取“五步診斷法”，即：驗(yàn)證故障現(xiàn)象；分析系統(tǒng)控制原理；通過檢測(cè)查找故障點(diǎn)；確認(rèn)故障點(diǎn)并進(jìn)行維修排除；試車確認(rèn)車輛徹底恢復(fù)正常。在本案例中，筆者也按照上述五個(gè)步驟對(duì)故障車進(jìn)行診斷維修。

1.驗(yàn)證故障現(xiàn)象

連接ICOM診斷模塊，打開ISTA讀取故障碼，發(fā)現(xiàn)故障車內(nèi)存儲(chǔ)有多個(gè)故障碼(圖1)，其中有三個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮有關(guān)的故障碼是：101F01-進(jìn)氣管絕對(duì)壓力可信度，壓力過高；133710-進(jìn)氣門調(diào)教空氣質(zhì)量通過量，達(dá)到下極限位置；118002-混合汽調(diào)節(jié)，氣、油混合汽過濃。

試車發(fā)現(xiàn)該車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力強(qiáng)勁，除了發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮外，未發(fā)現(xiàn)有其他任何異常。刪除故障碼，再次試車，大約行駛30km左右后，低速行駛或等紅燈時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈會(huì)重新點(diǎn)亮。重新讀取故障碼(圖2)，發(fā)現(xiàn)上述三個(gè)故障碼并不是每次都會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，有時(shí)只出現(xiàn)其中一個(gè)，有時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)，偶爾也會(huì)同時(shí)出現(xiàn)三個(gè)，且完全無規(guī)律可循。

圖2 再次試車后故障車上存儲(chǔ)的故障碼

2.分析系統(tǒng)控制原理

本著先易后難的原則，決定先從故障碼“101F01-進(jìn)氣管絕對(duì)壓力可信度，壓力過高”著手尋找突破點(diǎn)。故障車進(jìn)氣管壓力傳感器安裝在集成了渦輪增壓中冷器的進(jìn)氣管上面，只有一顆螺栓固定在上面，拆裝非常簡(jiǎn)單，于是對(duì)該車進(jìn)氣管壓力傳感器進(jìn)行了換件處理，但故障依舊。

根據(jù)車主提供的信息，該車是在外地加油以后出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮的故障，那會(huì)不會(huì)是由于燃油質(zhì)量問題，導(dǎo)致故障碼“118002-混合汽調(diào)節(jié)，氣、油混合汽過濃”的產(chǎn)生呢？由于汽油質(zhì)量問題而導(dǎo)致混合汽過濃或者過稀的故障，在以往的案例中也比較常見。對(duì)于這種情況，一般通過查看火花塞的顏色就能進(jìn)行判斷。正常情況下，火花塞的顏色是棕色的；如果混合汽過稀，火花塞的顏色往往偏白(當(dāng)然，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高也會(huì)導(dǎo)致火花塞偏白，但火花塞裙部常常會(huì)有一些類似結(jié)晶體的物質(zhì))；如果混合汽過濃，則火花塞顏色往往會(huì)偏黑；如果汽油內(nèi)含水量超標(biāo)，火花塞顏色則會(huì)偏紅。

故障車的火花塞顏色偏黑(圖3)，這說明混合汽過濃的故障確實(shí)存在。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該車故障是否是由于燃油質(zhì)量問題所引起的，我們將油箱里面的汽油全部抽出，加入新的汽油后是試車，故障現(xiàn)象依舊。

圖3 故障車火花塞顏色偏黑

接下來，只好從故障碼“133710-進(jìn)氣門調(diào)教空氣質(zhì)量通過量達(dá)到下極限位置”開始著手進(jìn)行相關(guān)診斷。在這之前，有必要全面了解寶馬特有的全可變Valvetronic電子氣門控制系統(tǒng)的工作原理（詳見本刊2019年第10期相關(guān)文章）。該系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)利用節(jié)氣門開度控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的控制方式，而是根據(jù)油門踏板位置無級(jí)調(diào)節(jié)氣門升程并控制時(shí)間。

在系統(tǒng)了解寶馬Valvetronic系統(tǒng)原理后，我們又借助專用診斷儀查看了記錄“故障碼133710-進(jìn)氣門調(diào)教空氣質(zhì)量通過量達(dá)到下極限位置”時(shí)的定格數(shù)據(jù)(圖4)，但沒有發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的信息。重新對(duì)車輛進(jìn)行了斷電/通電、編程后，故障現(xiàn)象依舊。之后又查詢了PuMA系統(tǒng)，并咨詢了寶馬技術(shù)支持，都沒能找到可供借鑒的案例。

圖4 故障碼133710出現(xiàn)時(shí)的定格數(shù)據(jù)

3.通過檢測(cè)查找故障

在系統(tǒng)了解了寶馬Valvetronic系統(tǒng)的工作原理之后，筆者決定更換伺服電機(jī)，但更換了伺服電機(jī)以后試車，故障依舊。查閱維修手冊(cè)中對(duì)故障碼“133710-進(jìn)氣門調(diào)教空氣質(zhì)量通過量達(dá)到下極限位置”的相關(guān)描述(圖5)，對(duì)于寶馬新型B58發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有“保養(yǎng)措施”，但筆者還是按照ISTA的提示，清潔了節(jié)氣門，并在拆下進(jìn)氣管后，又用核桃砂清洗了進(jìn)氣門的積炭(圖6)。刪除發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校值以后試車，故障現(xiàn)象依舊沒有任何變化。

圖5 維修手冊(cè)上對(duì)故障碼133710的描述

圖6 用核桃砂清洗后的進(jìn)氣門

前文有提到過，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，為了方便下次順利啟動(dòng)，DME會(huì)控制Valvetronic伺服電機(jī)會(huì)將氣門升程到最大位置，因此在拆卸Valvetronic伺服電機(jī)之前，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)、斷開電機(jī)插頭后，先用內(nèi)六角工具按照順時(shí)針方向擰到底(圖7)，將電機(jī)蝸桿退回到最低位置。因?yàn)?，只有氣門升程最小時(shí)，拆卸兩顆固定螺栓后，才能將伺服電機(jī)(圖8)取出。如果不進(jìn)行上述操作，有可能會(huì)導(dǎo)致電子蝸桿和偏心軸齒輪的損壞。更換電機(jī)以后，必須用ISTA對(duì)電機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)和匹配，選擇服務(wù)功能-匹配程序，按照ABL檢測(cè)計(jì)劃對(duì)電機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)調(diào)教。

圖7 將內(nèi)六角螺栓順時(shí)針擰到底

圖8 故障車上撤下的伺服電機(jī)

至此，針對(duì)故障碼“133710-進(jìn)氣門調(diào)教空氣質(zhì)量通過量達(dá)到下極限位置”的所有措施都已經(jīng)用完，此時(shí)曾打算拆解氣門室蓋檢查Valvetronic系統(tǒng)的偏心軸齒輪，但考慮到工作量比較大，所以暫時(shí)擱置這項(xiàng)拆檢工作。

維修到此，只好從另外兩個(gè)故障碼“101F01-進(jìn)氣管絕對(duì)壓力可信度，壓力過高”和“118002-混合汽調(diào)節(jié)，氣、油混合過濃”進(jìn)行考慮了，且這兩個(gè)故障碼都與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)有關(guān)。

導(dǎo)致進(jìn)氣管絕對(duì)壓力過高的原因有：進(jìn)氣管壓力傳感器故障(因?yàn)橹耙呀?jīng)更換過，所以可以排除)；排氣系統(tǒng)不暢，如三元催化器有某種程度上的堵塞；渦輪增壓器故障，導(dǎo)致進(jìn)氣系統(tǒng)壓力偏大；節(jié)氣門故障，如開度過大；電子氣門升程控制系統(tǒng)故障，如氣門實(shí)際升程不足；汽缸密封性下降，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際進(jìn)氣量下降(與密封性能完好的發(fā)動(dòng)機(jī)相比)，從而引起進(jìn)氣管壓力過高等。

而造成混合汽過濃的故障原因就更多了，根據(jù)ISTA的提示，空氣濾清器堵塞、廢氣觸媒轉(zhuǎn)換器前氧傳感器、熱膜式空氣流量計(jì)、進(jìn)氣溫度傳感器、電動(dòng)節(jié)氣門調(diào)節(jié)器、燃油箱排氣閥、凸輪軸傳感器、燃油高壓系統(tǒng)、燃油低壓系統(tǒng)、電子氣門控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)單元、曲軸箱通風(fēng)裝置、點(diǎn)火系統(tǒng)、噴油嘴等工作異常均會(huì)導(dǎo)致混合汽過濃。

接下來，有必要系統(tǒng)了解寶馬B58發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖9、圖10所示。

圖9 寶馬N55、B58發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖10 寶馬B38、B48、B58發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)原理

寶馬B58發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)上面有多個(gè)傳感器來監(jiān)測(cè)進(jìn)氣的狀況：在圖10中，DME(10)內(nèi)部有大氣壓力傳感器，用來監(jiān)測(cè)大氣壓的變化，根據(jù)需要隨時(shí)改變整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行MAP。進(jìn)氣壓力傳感器(11)離進(jìn)氣門最近，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與空氣進(jìn)入汽缸時(shí)的實(shí)際狀況最接近，所以其信號(hào)值被用來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。壓力溫度傳感器(13)在節(jié)氣門前，一方面可以用來監(jiān)測(cè)渦輪增壓之后的進(jìn)氣溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過此傳感器的信號(hào)值和壓力傳感器(11)的信號(hào)值來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量；另外一方面，其壓力值還可以用來與進(jìn)氣壓力傳感器(11)的壓力值進(jìn)行比較，以監(jiān)測(cè)節(jié)氣門(12)的節(jié)流狀況；第三，其壓力值也可與大氣壓力進(jìn)行對(duì)比，以監(jiān)控渦輪增壓器的增壓狀況。在圖10中，空氣流量計(jì)(4)主要是用來校對(duì)和標(biāo)定進(jìn)氣壓力傳感器(11)，在非增壓狀況下，如怠速時(shí)，空氣流速流量穩(wěn)定，空氣流量計(jì)信號(hào)非常準(zhǔn)確，此時(shí)可有效校準(zhǔn)進(jìn)氣壓力傳感器(11)。

為此，筆者接下來又做了下述維修工作：檢查空氣濾清器，未見異常；用內(nèi)窺鏡檢查空氣濾清器底座前的進(jìn)氣口(位于電動(dòng)百葉窗后部)，未見堵塞現(xiàn)象；用煙霧測(cè)試儀對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)密封性進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有漏氣點(diǎn)；拆洗三元催化器，沒有發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；對(duì)氣門正時(shí)可變系統(tǒng)雙VANOS進(jìn)行動(dòng)作測(cè)試，未發(fā)現(xiàn)異常(圖11)；對(duì)渦輪增壓器的電子廢氣閥進(jìn)行動(dòng)作測(cè)試和位置學(xué)習(xí)，故障依舊；更換空氣流量計(jì)、空燃比傳感器、后氧傳感器、點(diǎn)火線圈、火花塞、燃油通風(fēng)閥、機(jī)油和機(jī)油濾清器、節(jié)氣門和節(jié)氣門前的空氣壓力傳感器，故障依舊。

圖11 雙VANOS系統(tǒng)動(dòng)作測(cè)試結(jié)果

維修到此，筆者的維修思路開始變得有點(diǎn)亂，不再像之前那樣清晰，能夠想到的故障點(diǎn)，都一一進(jìn)行了驗(yàn)證和排除。冷靜下來進(jìn)行總結(jié)發(fā)現(xiàn)該車的故障特點(diǎn)是：等紅燈時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈容易點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火以后再馬上再重新啟動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生故障碼。故障碼提供的故障信息“進(jìn)氣管壓力偏高”，通過檢測(cè)和換件，可以確定節(jié)氣門之前的進(jìn)氣部分是沒有問題的，且排氣系統(tǒng)也沒有堵塞，那么，造成進(jìn)氣壓力偏高的原因只有電子氣門升程控制系統(tǒng)和汽缸的吸氣過程了。

雖然有電子氣門調(diào)整到極限的故障碼，但是伺服電機(jī)和氣門都已經(jīng)檢查過了，確實(shí)沒有問題，且氣門積炭也已徹底清洗干凈。那么，似乎只有汽缸密封不良可能會(huì)導(dǎo)致前述這三個(gè)故障碼的產(chǎn)生了。因?yàn)槠酌芊獠涣?，活塞在下行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致汽缸實(shí)際進(jìn)氣量下降，進(jìn)氣管壓力上升，從而產(chǎn)生進(jìn)氣管壓力偏高的故障碼。汽缸的進(jìn)氣量不足，也會(huì)導(dǎo)致燃油混合汽過濃。當(dāng)DME發(fā)現(xiàn)混合汽過濃，就會(huì)通過改變電子氣門升程來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，但節(jié)氣門升程調(diào)節(jié)范圍有限。當(dāng)升程調(diào)整到極限時(shí)，進(jìn)氣壓力依舊偏高，系統(tǒng)就會(huì)生成電子氣門升程調(diào)整到極限的故障碼。似乎只有這種可能才符合這臺(tái)車的故障現(xiàn)象。

4.確定故障原因，徹底排除故障現(xiàn)象

關(guān)于汽缸密封性測(cè)試，寶馬提供了兩種方法：汽缸壓縮壓力檢測(cè)和汽缸壓力損失檢測(cè)。相對(duì)于汽缸壓縮壓力的檢測(cè)，汽缸壓力損失測(cè)試可以判斷汽缸的磨損狀況。筆者對(duì)該車進(jìn)行了汽缸壓力損失檢測(cè)，很遺憾，依舊沒有發(fā)現(xiàn)異常。此時(shí)，筆者突然靈機(jī)一動(dòng)，想起用內(nèi)窺鏡察看該車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸狀況。檢查發(fā)現(xiàn)，該車多個(gè)汽缸都有不同程度的磨損痕跡(圖12)。至此，該車故障原因終于找到，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)出現(xiàn)了輕微的磨損所致。

圖12 故障車汽缸磨損痕跡

5.確認(rèn)系統(tǒng)正常工作

找到了真正的故障原因以后，再次與車主溝通時(shí)，車主終于說出了實(shí)話，此車是他在朋友那里買的二手車，對(duì)于之前的維修歷史，他不是很清楚。正是由于車主未告訴我們實(shí)情，使得我們?cè)谠\斷過程中走了很多彎路。最后更換發(fā)動(dòng)機(jī)總成后，該車故障才得到了徹底排除。

維修小結(jié)

本案例中故障車的故障原因比較特殊，而且在寶馬4S店系統(tǒng)中無法查詢到之前的維修記錄，對(duì)該車的故障歷史，如是否被水淹過、是否使用了不符合要求的機(jī)油等均無從知曉，而且車主也未告知這是一輛二手車，再加上故障原因完全超出了以往的維修經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致維修過程中走了不少?gòu)澛贰．?dāng)然，這也說明我們?cè)诳紤]問題時(shí)存在一定的局限性。