背景
车型:2012年产宝马X3运动型多功能车,搭载N20发动机。行驶里程:5万km。
现象
用户反映该车起动后发动机怠速抖动,感觉发动机舱中的噪声很大,排气管排出的尾气也很难闻。 接车后,维修人员首先验证用户反映的故障现象,怠速状态下观察发动机,感觉发动机有横向晃动的现象,好像有气缸不工作或者工作不正常,并且可以听到发动机气缸盖上部有漏气的噪声。
方案
借助宝马专用诊断仪ISID进行诊断检测,读取发动机控制系统故障内容如下:112201-气缸2喷射装置,控制:断路。
调用控制单元功能,读取发动机运转不平稳值(图3)。发动机的运转不平稳值显示第2缸、第3缸没有正常工作。
接下来根据诊断的内容,先对第2 缸的高压喷油器进行基础的检查。检测DME和2缸喷油器之间的线束没有问题,因此根据故障码的细节描述,准备先更换第2缸的高压喷油器。当拆下第1缸和第2 缸高压喷油器的固定架后(第1缸和第2缸共用1个固定架;第3缸和第4缸共用一个固定架),第2缸高压喷油器轻轻的一拉便拉出来了。正常情况下,即使拆下高压喷油器的固定架,由于高压喷油器上特氟隆环的作用,喷油器也很难从缸盖中拉出,需要借助专用工具费很大的力才可以拉出。第1缸的高压喷油器就固定得很紧,不用专用工具根本拔不出来。
特氟隆的化学名是聚四氟乙烯,英文名为Polytetrafluoroetylene,简称PTFE。具有耐腐蚀性、耐高低温性、自润滑性、表面不粘性、耐大气老化性和不燃性等优点。
拆下喷油器后检查发现,第2缸高压喷油器顶部没有特氟隆环,并且喷油器的前部被烟熏得黑乎乎的,有明显漏气的痕迹(图4)。
喷油器上的特氟隆环到哪儿去了呢?仔细观察发现,喷油器安装特氟隆环的位置还残留了一点点痕迹,分析密封圈可能被高温融化掉或者破碎后被高压气体吹走了。
在之前读取的发动机运转不平稳值中,显示第3缸工作也不正常,既然第2缸会出现这样的问题,会不会第3缸也是同样的问题呢?于是,维修人员拆下第3缸和第4缸的高压喷油器固定架进行检查,发现第3缸高压喷油器也很容易就被拉出来了,而第4 缸喷油器固定得很紧,无法轻易拔出来。拉出第3缸喷油器后,发现其问题基本上和第2缸类似,安装特氟隆环位置只剩下很少量密封环残骸,整个喷油器的前端被罩上一层积炭(图5)。
第1缸和第4缸喷油器需要使用拉拔专用工具才能拆卸下来,拆下后检查发现,这2个气缸的高压喷油器特氟隆环完好无损。喷油器的前端只有顶部有很少量的积炭,其他位置则很干净。那为什么只有第2缸和第3缸的高压喷油器出现这样的现象呢?维修人员分析认为,可能还是安装引起的问题。
通过宝马诊断系统ISTA调出喷油器的拆卸安装步骤,除了常规的要求之外,还发现了一个安装细节:高压喷油器的固定架平面呈弧形,分正反面,ISTA要求喷油器固定架按图6中黑色箭头方向安装。并且这个固定架上面还有零件号码,安装时零件号码朝上(图7)。对比刚才已经拆卸的固定架,发现固定架有零件号的一面是朝下安装的,固定架安装错误(图8)。
当高压喷油器固定架的安装方向错误后,紧固压紧时,固定架只有一端会被压下去,完全压紧高压喷油器,使喷油器不会松动,而另一端可能会略微翘起,起不到完全压紧高压喷油器的作用。所以,2个固定架能够完全压紧高压喷油器一端的2个气缸的特氟隆环是正常的(1缸和4缸),而另一端所固定的2缸和3缸的高压喷油器则出现了问题。
事实上,起初2缸和3缸高压喷油器还可以靠特氟隆环起到一定的紧固作用,时间久了,高压喷油器就会发生移动,特氟隆环就无法完全密封。在气缸压力的作用下,密封环就会慢慢损坏、破碎,造成气缸漏气,发动机的气缸压力不足,进而引起第2缸和第3缸工作不正常。
更换4个气缸喷油器的特氟隆环,然后正确安装高压喷油器的固定架,删除故障存储,起动车辆,发动机起动着车后运转平稳,漏气的声音消除,至此故障排除。