寶馬X6加速無力故障診斷與排除

伊?xí)詾g

摘要：

主要針對一輛2009年款寶馬X6越野車N54發(fā)動機(jī)進(jìn)行研究，由于汽油品質(zhì)差，油箱內(nèi)汽油不夠潔凈，造成高壓油泵損壞，導(dǎo)致在高速行駛時發(fā)動機(jī)加速無力故障的診斷與排除過程。

關(guān)鍵詞：

發(fā)動機(jī)加速無力；高壓油泵損壞；汽油品質(zhì)差

中圖分類號：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198（2015）11018202

汽車電子控制燃油噴射發(fā)動機(jī)是機(jī)電一體化高新技術(shù)的產(chǎn)物，尤其是發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)，它設(shè)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(jìn)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)生故障而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整體更換總成，經(jīng)濟(jì)上不合算，因此我們必須全面深刻了解電子控制燃油噴射發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，掌握有關(guān)功能作用，運(yùn)用科學(xué)的分析方法和維修技巧，制定出切實可行而又經(jīng)濟(jì)的維修方案，通過采取一些簡單的補(bǔ)償措施，去彌補(bǔ)這部分的功能作用，以達(dá)到排除此局部故障的目的。

1故障現(xiàn)象

2013年暑假，在廣州市技師協(xié)會的安排下，我有幸到廣州廣德寶汽車銷售有限公司進(jìn)行了為期15天的企業(yè)實踐。企業(yè)實踐過程中遇一維修案例，一輛寶馬X6進(jìn)廠維修，行駛里程54000km，2009年10月上牌，車主投訴車輛每次在行駛到140km/h以上速度時，發(fā)動機(jī)就會突然亮黃色發(fā)動機(jī)故障警告燈，再踩油門時就感覺發(fā)動機(jī)明顯的加速無力現(xiàn)象，動力明顯下降。

車間技術(shù)主管先針對客戶投訴問題進(jìn)行了試車，試車員確認(rèn)在高速行駛時再現(xiàn)了車主反映的故障現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)在亮燈時感覺發(fā)動機(jī)有輕微抖動，發(fā)動機(jī)聲音并無異常。在中低速行駛時則一切正常。

2故障原因分析

根據(jù)此車能正常中低速行駛，可推斷發(fā)動機(jī)的機(jī)械部件功能正常，可先從其他方面檢查入手。從常規(guī)外表檢查看各管路正常，外表也未發(fā)現(xiàn)異常，于是遵循由表及里、由簡到繁的診斷步驟對故障進(jìn)行診斷。

造成發(fā)動機(jī)動力下降的原因分析有：

（1）空氣供給系統(tǒng)原因：由于空氣濾清器未及時清潔產(chǎn)生堵塞，空氣量不足將造成可燃混合氣過濃，使得發(fā)動機(jī)功率下降?？諝饬髁坑?、進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力傳感器故障等也會造成發(fā)動機(jī)動力下降，加速無力。

（2）點火系統(tǒng)原因：點火正時失準(zhǔn)，點火過早，引起可燃混合氣早燃及爆震，使得功率下降；點火過遲，會造成可燃混合氣在燃燒室內(nèi)燃燒遲緩，發(fā)動機(jī)過熱而功率下降。由于點火系統(tǒng)的故障，引起的火花塞斷火或火花塞火花弱。

（3）燃油供給系統(tǒng)原因：由于油箱蓋通氣孔堵塞，使油箱內(nèi)產(chǎn)生真空，燃油不易吸出，所供給的油量只能夠維持發(fā)動機(jī)怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)加大油門時，不能滿足所需油量的供應(yīng)，導(dǎo)致混合氣過稀、發(fā)動機(jī)工作無力。使用低辛烷值的汽油，使用的汽油存放過久，由于揮發(fā)變質(zhì)導(dǎo)致辛烷值過低，容易引起爆震，使發(fā)動機(jī)功率下降，加速性能變差。燃油高壓系統(tǒng)里面的組件高壓油泵以及油軌壓力傳感器故障都會導(dǎo)致加速性能下降。

3故障診斷與排除

3.1基本檢查

針對以上故障分析，先對發(fā)動機(jī)空氣供給系統(tǒng)進(jìn)行檢查。首先把空氣濾清器拆卸下來，檢查濾芯是否堵塞，發(fā)現(xiàn)濾芯還是新?lián)Q不久的，灰塵并不太多，于是用風(fēng)槍對其進(jìn)行清潔。檢查空氣流量計、進(jìn)氣壓力、溫度傳感器插頭并無明顯松脫。檢查進(jìn)氣管路接口也都密封良好。緊接著對點火系統(tǒng)進(jìn)行初步檢查，檢查點火線圈連接插頭并無松脫，點火線圈膠套也并無燒蝕。用專用工具拆卸各氣缸火花塞，火花塞狀態(tài)良好，無燒蝕，基本無積碳，電極間隙正常。燃油系統(tǒng)中先檢查燃油低壓系統(tǒng)至發(fā)動機(jī)的管路連接，并無漏油滲油，檢查高壓油軌傳感器插頭連接良好。

3.2故障診斷儀檢測

在靜止?fàn)顟B(tài)下連接ISID，打開點火開關(guān)至ON檔，進(jìn)行車輛識別，讀取車輛數(shù)據(jù)，對全車電控系統(tǒng)進(jìn)行測試。大約五分鐘后，車輛測試完成，進(jìn)入故障存儲器，出現(xiàn)：DME（引擎控制電腦）有燃油高壓系統(tǒng)故障記憶，故障代碼為：B1214（燃油壓力調(diào)節(jié)故障），當(dāng)前不存在故障，并且提示更換高壓泵。啟動發(fā)動機(jī)，在怠速工況下查看發(fā)動機(jī)工作數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)1～6缸的運(yùn)行平穩(wěn)性數(shù)據(jù)大致相同，可判斷發(fā)動機(jī)運(yùn)行良好。繼續(xù)進(jìn)入ISID的模塊測試功能，檢測計劃提示進(jìn)行油壓測量。燃油系統(tǒng)低壓端油壓檢測：接上油壓表，檢測低壓油路在怠速時的壓力，查閱維修資料得知低壓側(cè)正常壓力為5～6bar。經(jīng)多次檢測，只要每次接通點火開關(guān)瞬間，燃油壓力立刻為5.2bar左右，在正常范圍內(nèi)，可見低壓側(cè)基本正常。繼續(xù)執(zhí)行檢測計劃后系統(tǒng)提示須更新高壓油泵。用ISID找到判斷出的故障點后，為了徹底解決故障，還需要找出具體造成此故障的原因，以免返修。接著，我們進(jìn)入了ISID的數(shù)據(jù)測試模塊，選擇DME數(shù)據(jù)檢測，根據(jù)試車員試車時提供的大致轉(zhuǎn)數(shù)為2800～3400r/min，我們選擇了3000r/min作為測試轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行路試，盡量接近出現(xiàn)故障時的數(shù)據(jù)，查看其他系統(tǒng)是否有故障。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣，配氣，點火，渦輪增壓等系統(tǒng)均正常。根據(jù)故障點，判斷故障原因應(yīng)在燃油系統(tǒng)。

3.3燃油供給系統(tǒng)工作原理

通過查閱資料，我們知道寶馬X6低壓燃油供應(yīng)部分和一般電噴車的燃油供油系統(tǒng)并無多大區(qū)別，由電動燃油泵提供油壓（5～6bar），油管接口處采用了快速接頭。量控閥控制油軌中的燃油壓力，DME控制單元通過一個按脈沖寬度調(diào)制的信號（PWM信號）控制量控閥。根據(jù)PWM信號許可不同大小的橫斷面，并調(diào)節(jié)相應(yīng)負(fù)荷狀況下發(fā)動機(jī)所需的燃油輸送量，此外還能夠降低油軌中的壓力。診斷出系統(tǒng)中的故障時，例如油軌壓力傳感器失靈，量控閥被斷電，燃油燃后會通過旁通閥到達(dá)油軌。

燃油從燃油箱處通過電動燃油泵EKP經(jīng)供給管路以5bar預(yù)壓輸送至高壓泵內(nèi)，預(yù)壓值通過低壓傳感器來監(jiān)控，EKP根據(jù)需要輸送燃油，如果該傳感器失靈，EKP就會在總線端接通時以100%的輸送功率繼續(xù)輸送燃油。燃油在持續(xù)運(yùn)行的三活塞式高壓泵內(nèi)加壓，然后通過高壓管路輸送至共軌內(nèi)。以這種方式存儲在共軌內(nèi)的加壓燃油通過高壓管路分配給壓電噴射器，發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定所需燃油壓力。實際達(dá)到的壓力值通過高壓傳感器測量并發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制單元，在對比共軌壓力規(guī)定值和實際值后通過燃油量控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.4故障排除

我們開始沿著供油油路慢慢排查原因，檢查油箱油泵處線路正常，拔開回油管快速接頭檢查回油正常，油質(zhì)無異常。拆開底盤護(hù)板內(nèi)的汽油濾清器，用風(fēng)槍反吹出內(nèi)部汽油檢查，發(fā)現(xiàn)濾清器內(nèi)的汽油呈黃褐色，明顯不正常。有可能是加油站油品問題，或者使用了不合適的燃油添加劑。為了能給高壓油路提高良好的油質(zhì)，已建議車主更換燃油濾清器，并清洗油箱和油路。油軌壓力傳感器測量油軌中的當(dāng)前燃油壓力，而ISTA并無油軌壓力傳感器失效的相關(guān)提示，因此根據(jù)ISTA提示，決定更新高壓油泵。由于高壓油泵屬于比較精密的部件，因此在拆卸的過程中一定要小心謹(jǐn)慎，做好相關(guān)部件保護(hù)以及人員保護(hù)措施。查閱相關(guān)寶馬維修資料得知，高壓油泵的安裝在發(fā)動機(jī)缸體上，BMW N54發(fā)動機(jī)采用新一代汽油高精度噴射裝置（HPI），采用直接噴射裝置時，噴射閥直接伸入燃燒室內(nèi)，高壓燃油（50至200bar之間）噴入燃燒室內(nèi)。高精度噴射裝置可更準(zhǔn)確地計量混合氣量且可采用高壓縮比，這是提高效率并顯著降低耗油量的理想前提。BMW HPI汽油發(fā)動機(jī)的新型直接噴射裝置采用噴束導(dǎo)向式噴射方式，燃油在燃燒室內(nèi)霧化，壓縮渦流在燃燒室內(nèi)移動使空氣與噴入的燃油混合，從而在點火時刻形成均勻的混合氣。在更換前，先用冷風(fēng)將發(fā)動機(jī)溫度降低，只有在發(fā)動機(jī)冷卻后才能進(jìn)行該燃油系統(tǒng)方面的工作，冷卻液溫度不得超過40℃。必須遵守這項規(guī)定，否則高壓系統(tǒng)內(nèi)的剩余壓力可能造成燃油高速噴出，造成不必要的人員傷害。進(jìn)行高壓燃油系統(tǒng)方面的工作時，要特別注意保持清潔并遵守維修說明中列出的工作步驟，高壓管路螺栓連接件上即使出現(xiàn)最微小的污物或損壞都可能會造成燃油泄漏或噴油器堵塞。拆下發(fā)動機(jī)蓋板后才能隱約看到高壓泵，再拆下進(jìn)氣管上的節(jié)氣門后，就可以完全看到高壓泵，開始對其進(jìn)行更換。

更換完高壓油泵、濾清器及清洗完油箱及油路后，添加清潔燃油，試車員又再次試車檢查后，發(fā)動機(jī)沒有再亮燈，也沒有出現(xiàn)車輛進(jìn)廠前客戶所描述的高速時加速無力的情況，用ISID診斷儀器對其進(jìn)行匹配學(xué)習(xí)后刪除故障代碼，確定故障排除。此次加速無力故障的原因主要是燃油系統(tǒng)的高精度噴射（HPI）進(jìn)入了自我保護(hù)模式，如高壓傳感器數(shù)值不真實、供油控制閥故障、高壓系統(tǒng)滲漏、高壓泵故障以及高壓傳感器故障都會導(dǎo)致自我保護(hù)模式生效，發(fā)動機(jī)控制裝置將噴射壓力限制一定范圍內(nèi)。這時發(fā)動機(jī)故障燈點亮，主要表現(xiàn)為難啟動，動力下降等故障。此次遇到的就是高壓油泵故障引起的HPI自動進(jìn)入自我保護(hù)模式后動力下降。此次造成高壓油泵損壞的原因是汽油油品不好，油箱內(nèi)汽油不夠潔凈。

4總結(jié)與收獲

現(xiàn)代汽車的技術(shù)含量越來越高，新結(jié)構(gòu)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在故障排除實際工作中，既要有基本的排查思路和專用的診斷電腦檢測、專用工具拆裝，還要廠家相關(guān)技術(shù)資料的支持。學(xué)習(xí)新結(jié)構(gòu)新技術(shù)，靈活運(yùn)用所有的資源，清楚知道車輛的各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能迅速地找出導(dǎo)致故障的原因。通過這次故障診斷與排除使我對發(fā)動機(jī)加速無力故障有了深入的了解，掌握了修車的基本思路。遇到問題，首先是要分析產(chǎn)生故障的原因，通過查閱相關(guān)資料了解相關(guān)技術(shù)參數(shù)，再利用故障診斷儀器快速準(zhǔn)確地判斷故障所在，這種做法將為我們的維修工作帶來極大便利和幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]

Integrated Service Technical Application，寶馬技術(shù)信息、診斷信息、測量系統(tǒng)；寶馬內(nèi)部資料[Z].