寶馬118i發(fā)動(dòng)機(jī)異常抖動(dòng)故障檢修

廖榕光，肖麗紅

（1.廣州市白云行知職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 廣州 510515；2.廣州市黃埔職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 廣州 510730）

1 故障現(xiàn)象

一輛2016年寶馬118i轎車，開發(fā)序號(hào)F20，發(fā)動(dòng)機(jī)代號(hào)N13B16，行駛里程約9.6萬公里。用戶反映：該車輛行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮，中央信息顯示屏顯示圖1所示的故障信息，車輛加速無力，怠速狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)明顯，趨近于熄火狀態(tài)。

圖1 中央顯示屏故障信息

2 故障分析

該車抖動(dòng)非常明顯，趨近于熄火的狀態(tài)，明顯存在缺火的情況。一般來說發(fā)動(dòng)機(jī)缺火主要由于機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)及燃油系統(tǒng)問題。根據(jù)該車的情況，可能是由于以下問題造成的。

1）點(diǎn)火系統(tǒng)問題：火花塞、點(diǎn)火線圈、線束及其驅(qū)動(dòng)電路存在問題。

2）燃油系統(tǒng)問題：噴油器堵塞、損壞或者噴油器驅(qū)動(dòng)電路問題。

3）發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮存在問題。

4）發(fā)動(dòng)機(jī)電子系統(tǒng)DME損壞。

根據(jù)客戶的描述，對車輛進(jìn)行檢測，驗(yàn)證用戶反映的故障現(xiàn)象。接通點(diǎn)火開關(guān)，儀表的發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮起，車輛中央顯示屏的故障報(bào)警當(dāng)前存在。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速狀態(tài)下觀察，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)非常明顯，幾乎接近熄火。

3 故障診斷和檢測

連接寶馬原廠專用的診斷儀ICOM，打開診斷軟件ISTA對整車進(jìn)行檢測，讀取車輛存儲(chǔ)的故障代碼：113026——點(diǎn)火開關(guān)和供電電壓噴射裝置繼電器對搭鐵短路。進(jìn)入車輛控制單元樹界面，點(diǎn)擊DME圖標(biāo)，調(diào)用控制單元功能，查看各個(gè)氣缸的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性數(shù)值，發(fā)現(xiàn)氣缸1的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性數(shù)值在-5~9之間快速波動(dòng)，氣缸2、3、4均保持在-1.5~1.5之間輕微波動(dòng)。從該數(shù)據(jù)流可以判斷氣缸1已經(jīng)趨近于停止工作了。接下來添加檢測計(jì)劃，繼續(xù)運(yùn)行缺火檢測的功能，得出運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性數(shù)值的波動(dòng)圖（圖2），各缸的數(shù)據(jù)清晰反映了當(dāng)前車輛的燃燒狀態(tài)。毫無疑問，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的元兇就藏在氣缸1或其相關(guān)電路。

圖2 各缸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性數(shù)值

根據(jù)檢測結(jié)果，馬上對點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行故障排查。斷開點(diǎn)火開關(guān)，拆卸4個(gè)缸的所有點(diǎn)火線圈和火花塞，發(fā)現(xiàn)氣缸1的點(diǎn)火線圈竟然已經(jīng)完全斷裂，破爛不堪，火花塞的電極則呈現(xiàn)炭黑色，如圖3所示，而氣缸2、3、4的點(diǎn)火線圈和火花塞則無任何異常。

圖3 損壞的氣缸1的點(diǎn)火線圈

本著從易到難的原則，從倉庫找到同型號(hào)的點(diǎn)火線圈和火花塞安裝到氣缸1，接著起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，結(jié)果抖動(dòng)依舊，沒有絲毫的變化?？磥砉收系脑搭^應(yīng)該在點(diǎn)火系統(tǒng)的控制驅(qū)動(dòng)電路，而不是點(diǎn)火線圈和火花塞。

接著繼續(xù)查閱故障碼113026的相關(guān)信息，發(fā)現(xiàn)該診斷是監(jiān)控噴油嘴點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射過載保護(hù)繼電器單點(diǎn)火線圈的供電導(dǎo)線是否對搭鐵短路。如果繼電器被控制，但是在DME輸入端上仍然沒有電壓，則識(shí)別為故障。如果該故障碼出現(xiàn)，則執(zhí)行以下保養(yǎng)措施：①檢查點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射的過載保護(hù)繼電器供電；②檢查DME與點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射過載保護(hù)繼電器之間的電線束；③安裝的組件（點(diǎn)火線圈）或相關(guān)電線束錯(cuò)誤連接；④如果上述檢查均合格，更新點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射過載保護(hù)繼電器或配電器。

根據(jù)故障保養(yǎng)措施的提示，優(yōu)先檢測點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射的過載保護(hù)繼電器的供電以及線束連接的情況。

如圖4、圖5和相關(guān)資料可知，熔斷絲盒通過蓄電池導(dǎo)線給配電器Z11供電（總線 端KL.30），蓄電池導(dǎo)線直接連接在配電器上，所有與配電器連接的輸出端都通過熔斷絲確保安全，在每個(gè)輸出端上都有總 線 端KL.30?？?線端KL.15N接通后，通過數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)電子伺控系統(tǒng)主繼電器給DME供電。

圖4 配電器

圖5 點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器電路圖

點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射的過載保護(hù)繼電器集成在配電器Z11內(nèi)部，繼電器的供電通過Z8*4B端子由熔斷絲F503提供，繼電器的控制端連接DME的A46*5B-8，輸出端通過15A的F04熔斷絲向DME內(nèi)部的點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射電路提供供電。

根據(jù)電路圖等相關(guān)信息，首先檢測點(diǎn)火開關(guān)和噴射裝置繼電器及其相關(guān)電路。

1）斷開點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置相關(guān)線束插頭的連接，檢測配電器內(nèi)部的點(diǎn)火開關(guān)和噴射裝置繼電器的好壞，檢測數(shù)據(jù)見表1。

表1 點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器檢測

2）斷開點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置相關(guān)線束插頭的連接，檢測線束插頭的好壞，數(shù)據(jù)見表2。

表2 點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器線束檢測

3）連接相關(guān)線束插頭，接通點(diǎn)火開關(guān)，檢測點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器通電后的運(yùn)行情況，數(shù)據(jù)見表3。

表3 點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器通電測試

根據(jù)表1、2、3的標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)測值的對比，可知點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器的線束、供電和器件本體均不存在問題，這部分電路是正常的。由此可見控制單元記錄的故障碼與點(diǎn)火開關(guān)和燃油噴射裝置繼電器沒有實(shí)際的關(guān)聯(lián)，那么為什么記錄這個(gè)故障碼呢？維修暫時(shí)陷入了困境之中。再次查看該故障碼的保養(yǎng)措施，發(fā)現(xiàn)“安裝的組件（點(diǎn)火線圈）相關(guān)電線束錯(cuò)誤連接”也會(huì)激活該故障碼，難道點(diǎn)火線圈的控制驅(qū)動(dòng)電路存在問題嗎？于是再次對點(diǎn)火線圈及其驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行檢測，看看是否有遺漏的地方。

拆卸氣缸1的點(diǎn)火線圈，發(fā)現(xiàn)其非常燙手，拿出來一看，原來換上不久的全新點(diǎn)火線圈已經(jīng)完全燒毀（圖6）?？磥砉收宵c(diǎn)果然是在點(diǎn)火線圈線束或者驅(qū)動(dòng)電路，方向總算找對了。

圖6 損壞的新點(diǎn)火線圈

查閱相關(guān)資料可知，點(diǎn)火線圈按照變壓器原理工作，在一個(gè)共用鐵芯上安放著2個(gè)線圈。初級線圈由一根粗金屬絲組成，匝數(shù)少。線圈的一端通過總線端KL.15過載保護(hù)繼電器連接在車載網(wǎng)絡(luò)電壓正極（總線端KL.15）上。另 一 端（總線端KL.1）連接在點(diǎn)火終極上，這樣點(diǎn)火終極能夠接通初級電流。次級線圈由一根匝數(shù)很多的細(xì)金屬絲制成。查閱電路圖（圖7）可知，氣缸1的點(diǎn)火線圈T6151的插頭由有3個(gè)端子，具體功能見表4。

圖7 點(diǎn)火線圈控制電路圖

表4 點(diǎn)火線圈T6151插頭定義

斷開相關(guān)線束，對點(diǎn)火線圈T6151的插頭線束進(jìn)行測量，并記錄數(shù)據(jù)（表5~表6）。

表5 點(diǎn)火線圈T6151的插頭線束測量

表6 點(diǎn)火線圈T6151的供電電壓測量

結(jié)合表5、6的檢測可知，氣缸1的點(diǎn)火線圈的供電和線束連接都不存在問題，難道本次的故障部位在DME本身嗎？由于DME的拆檢存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，在征得車主同意后，才拆檢DME，確認(rèn)故障真正位置。拆卸DME外殼（圖8）后，找到如圖9所示4顆點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)三極管NGD8201AG，其中有一個(gè)三極管有明顯的劣質(zhì)維修痕跡，并且電路板有燒黑的現(xiàn)象。使用萬用表測量，發(fā)現(xiàn)氣缸1的控制端子A46*6B-1正是與這個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管的控制極相連，而它沒通電的狀態(tài)下已經(jīng)對搭鐵短路。真正的故障源頭就在于氣缸1的點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)三極管擊穿，點(diǎn)火線圈初級線圈控制極常閉而一直通電，由于熱量過大而燒毀點(diǎn)火線圈，造成氣缸1不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)因此產(chǎn)生了異常抖動(dòng)、加速無力的故障現(xiàn)象。

圖8 拆卸DME外殼

圖9 點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)三極管

4 故障排除

由于該電腦出現(xiàn)點(diǎn)火線圈功率三極管擊穿，而且電路板存在燒黑的現(xiàn)象，在與車主商量后放棄了單獨(dú)更換點(diǎn)火線圈三極管的方案，直接訂購全新的DME。DME到貨后，安裝到位，使用寶馬工程師軟件E-SYS進(jìn)行編程、設(shè)碼和寫入原車車架號(hào)，同時(shí)使用ISTA診斷軟件清除故障代碼，匹配發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。一切準(zhǔn)備就緒后，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，著車后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無抖動(dòng)，查看DME運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)值均無異常；試車20km，加速有力無抖動(dòng)，可見故障已經(jīng)完全排除。

5 小結(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)異常抖動(dòng)是汽車典型的故障之一，造成該現(xiàn)象的原因眾多，排除故障需要對發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)有深刻的認(rèn)識(shí)。本例的故障原因由于DME內(nèi)部電路板損壞，點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)三極管的擊穿，造成初級線圈一直處于通電狀態(tài)，點(diǎn)火線圈過熱而燒毀，引起氣缸1無點(diǎn)火，造成發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重抖動(dòng)、加速無力的故障現(xiàn)象。

現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)中都配備了車載的自診斷系統(tǒng)，為車輛的維修提供了極大的便利。但是由于汽車電路復(fù)雜，有時(shí)候故障代碼與故障發(fā)生的具體部位不一定相符，經(jīng)常會(huì)造成一些難以診斷的故障，需要維修人員具備一定的理論知識(shí)和維修技巧，通過反復(fù)仔細(xì)認(rèn)真地檢測，并充分分析診斷議器的數(shù)據(jù)流和原廠的維修手冊或電路圖，才能有效地把故障范圍縮小，查出原因并予以排除，解決所有維修過程中出現(xiàn)的疑難雜癥。