背景
车型:宝马325i 行驶里程:67020km
现象
一辆宝马325i轿车,配置N52发动机与六速变速器,车辆已行驶67020km。客户反映,最近一段时间车辆频繁出现发动机抖动严重、无法加速、挂挡严重冲击等现象;有时熄火,重新启动后故障暂时消失,行驶几千米后故障又出现。走访多家大型维修厂无法给出一个确切的维修方案,甚至个别修理厂提议更换发动机控制模块。
分析
宝马某些车型搭载的是N52825TU系列的直列六缸发动机,发动机采用double一VANOS双可变气门系统和Valvetronic升程连续可变技术。这种无级双VANOS(图1-2-93)结构与老款发动机采用的黑/白进 气VANOS基本相似,不同之处在于除进气VAONS基本相似,不同之处在于除进气凸轮轴外还能对排气凸轮轴进行可变调节。根据发动机控制模块的指令,两个凸轮轴可实现任意位置。先进的技术不仅带来强劲的动力且降低油耗与排放,但一系列高新技术的应用带来一些超乎想象的故障。
从客户那里了解后得知,故障车已更换了两个凸轮轴位置传感器与两个可变正时VANOS进气与排气电磁阀。经过试车,确认故障如客户所述。连接专用设备GT1进行快速检测后发现,除了EGS变速器控制模块储存一个与发动机扭矩相关的故障码外,发动机还储存了如下故障码:
2A82: Inlet VANOS control unit stiff/j amming (进气VANOS控制模块卡住);
2A9A: Inlet camshaft sensor signal invalid for synchronisation (进气凸轮轴信号不可信)。
查看发动机动态数据流发现进气、排气可变正时调节已进入应急模式。即发动机启动时,进气凸轮轴处于最延迟的限位位置。排气凸轮轴在发动机启动时,,通过一个弹簧预先张紧并保持在最提前的位置。尝试清除故障记忆并重启发动机后,发现故障暂时消失。原地急加速试验后故障复现,且故障码依旧。虽然传感器与VANOS电磁阀都是新的,但是为了谨慎,还是对传感器进行波形检测(图1-2-94)。
由于双通道示波器的局限性,无法采集与分析曲轴传感器与两个凸轮轴传感器之间的关系,但至少可以证明两个凸轮轴位置传感器的性能是正常的。
根据以往的经验,在老款E39的M54发动机上,VANOS控制系统的故障主要的原因是,因为车辆缺乏保养或其他原因导致机油内杂质过多,引起VANOS电磁阀发卡的现象,故障的症状与该车颇为相似。打开机油盖,查看气门室盖内的积炭并不是特别的严重。拆下进气与排气的两个VANOS电磁阀,查阅EPC得知,两个的配件号PN:7516 293是一样的。重新检测了两个VANOS 电磁阀到发动机控制模块的线路,确定线路正常后对调两个进、排气电磁阀试车,发现故障码依旧出现在进气、凸轮轴部分。通过查询原厂技术通报,发现有一则2005年6月8日发出的CN 4801725-02 Poor engine running, VANOS ,fault,查阅得知与故障车相吻合。技术公告的主要内容是由于VANOS电磁阀发卡或发动机控制模块的版本问题,导致发动机严重发抖且加速无力的症状,并提示清洗VANOS电磁阀,同时用CIP17.1以上的版本编程。
考虑到用SSS编程的风险与故障的特殊性,还是决定在确定外围部件后再编程。经过故障分析后与客户协商决定,拆下气门室盖查看正时与VANOS的油路(图1-2-95)。
发动机正时是正确的。在检查进气可变正时的工作油道时,发现发动机内部的积炭很少,所以不可能存在油路不畅的问题。在拆开进气凸轮轴的第一个瓦片时,发现了故障的根源(图1-2-96)。
通过分析得知,进气VANOS油路通过凸轮轴的两个油道,当进气凸轮轴瓦盖磨损后泄压,将导致通往VANOS的作动油压降低。当发动机控制模块收到了驾驶员的加速请求,并指令提前进气凸轮轴时,VANOS 电磁阀作动,但由于VANOS油道泄压使得实际提前角低于控制模块内的参考值,以致产生进气凸轮轴传感器与VANOS发卡的故障码,发动机进入紧急运行模式。
由于凸轮轴瓦盖没有单独的配件供应且瓦座与缸体是个整体,只能更换缸盖总成。更换后反复试车证实故障已彻底排除。
故障排除之余,值得我们深思的不仅是一个故障排除的方法,更重要的是了解为什么会产生这个问题。在其他高档车上的可变正时机构,类似于这种的故障原因相信是极为少数的。N52发动机的故障隐患,就是那凸轮轴上的钢制密封环,与铝制的缸体及瓦盖长期的磨合将导致类似此例故障。当然,这只是笔者的愚见,希望此例对各位日后在维修此类故障时有所帮助。