故障现象
一辆2005款宝马740Li车,搭载N62B40A发动机,累计行驶里程约为26.3万km。热机状态下将发动机熄火,约10 min后重新起动,发动机偶尔会怠速抖动;将发动机熄火后立即重新起动,发动机工作正常,且车辆行驶一切正常。该车因上述故障在其他维修厂维修,维修人员用故障检测仪检测,提示气缸4失火,调换点火线圈和火花塞后试车,故障依旧;测量气缸压力,也正常;接着又更换了喷油器、VANOS电磁阀及VANOS执行器,但故障依旧,于是将车开至我厂寻求技术支持。
故障诊断
接车后反复试车,故障出现。用故障检测仪检测,读得故障代码“29D3 DME熄火,7缸”,读取发动机运转平稳性数据,发现气缸7的运转平稳性数值为5.71,偏大,说明气缸7发生失火。用pico示波器和WPS500X压力传感器测量排气脉动和气缸7的点火波形(图1),分析可知,气缸7点火后180°曲轴转角与360°曲轴转角之间的排气脉动异常,而此阶段正好对应气缸7的排气行程,这进一步验证气缸7发生失火。之前是气缸4失火,现在怎么会变成气缸7失火了呢?观察气缸7的点火波形(初级点火波形),排除点火系统故障的可能。
图1 排气脉动和气缸7的点火波形
测量故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形(图2),借助WOT(Waveform Overlay Tool,波形叠加工具,输入点火顺序可以生成发动机工作循环图,红色区域为做功行程,灰色区域为排气行程,蓝色区域为进气 行程,黄色区域为压缩行程)进行分析,发现气缸7进气门打开时对应的进气脉动波形下拉明显不足,由此推断气缸7进气不足。
图2 故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形
如图3所示,宝马可变气门升程系统通过在其配气机构上增加偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件来调节进气门升程,调节范围为0.3 mm ~ 9.85 mm。分析认为气缸7进气不足是由进气门升程过小引起的,可能的原因有:气门摇臂故障;进气液压气门间隙补偿器(HVA)故障;气门升程调节机构(偏心轴、中间推杆、调节板等)故障;机油压力不足。本着由繁入简的原则,首先测量机油压力。
1—气门伺服电动机;2—蜗杆轴;3—复位弹簧;
4—槽板;5—进气凸轮轴;6—调节板;
7—进气HVA;8—进气门;9—排气门;
10—排气HVA;11—排气滚子式气门摇臂;
12—排气凸轮轴;13—进气滚子式气门摇臂;
14—中间推杆;15—偏心轴;16—蜗轮
图3 宝马可变气门升程系统结构
测得热机怠速时(此时故障没有再现)的机油压力约为1 bar(1 bar=100 kPa,图4a),明显偏低(正常为2 bar左右);将发动机熄火,长时间停放后测得冷机怠速时的机油压力不足1 bar(图4b),异常(正常为4 bar左右)。
图4 故障车的机油压力
拆检机油滤芯,滤芯很脏(图5);拆下机油泵总成,进一步拆解发现溢流阀安装孔壁磨损严重(图6)。诊断至此,推断机油滤芯脏堵及溢流阀磨损泄压导致机油压力不足,使进气HVA偶尔工作不良,气门升程过小,进气量不足,以致发动机热机状态下气缸随机失火。
图5 机油滤芯很脏
图6 溢流阀安装孔壁磨损严重
故障排除
更换机油、机油滤芯及机油泵总成后反复试车,故障不再出现,故障排除。
[来源:广州虹科电子科技有限公司]
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