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宝马730Li :怪异的小油门车辆冲击 | 维修案例

发布时间e:2021-06-17

车辆信息


底盘号:WBA7E0109GG6#####  

车型:G12  

发动机:B48

变速箱:8HPTU

行驶里程:51362km

故障现象


客户反映车辆低速行驶时发冲,  试车检查发现该车在低速约 10km/h 左右,小油门发动机转速 1000 转左右稳定油门行驶时车辆会出现明显的冲击,车速继续上升后行驶都是正常, 没有冲击,怠速时发动机运转平顺。

故障诊断&故障隔离


从故障现象分析我们首先要确认该冲击是变速箱引起的还是发动机引起的,即需要把故障“切”开来分段维修,一步一步“切”下去,最后把故障锁定在很小的范围内,最后来一个瓮中捉鳖。

1. 将档位挂在M2 档,试车测试存在冲击,说明变速箱和发动都有可能。

2. 车辆静止挂P 档,将发动机转速踩到 1100 转左右稳住油门,转速指针也会出现明显的波动。可以确认该冲击是由于发动机工作不良引起的。

3. 正常怠速发动机是运行平稳的。

4. 诊断电脑检测无相关故障码。

针对该现象我们分析可能原因:点火线圈火花塞点火不良、喷油嘴工作不良、积碳、氧传感器信号错误、碳罐电磁阀关闭不严、进气管路有轻微泄漏、发动机电脑软件问题、Valvetronic 故障等。

于是我们根据分析做了相关检查。

1. 检查历史维修记录上次维修刚更换了新的火花塞,拆下火花塞检查火花塞安装是正常的, 检查活塞的陶瓷体无开裂现象,电极间隙正常,火花塞内阻和新火花塞对比正常。测量点火线圈初级波形正常,点火能量足够。

2. 检查缸内的积碳发现四个缸的缸内很干净无明显的积碳。

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图 1 缸内无明显积碳

3.测量四个缸的点火线圈的点火波形都是正常的。

4. 检查喷油嘴,发现有大量积碳,以为找到问题原因。清洗喷油嘴后试车故障依旧,找正常车倒换了喷油嘴测试发现故障依旧。

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图 2 清洗前的喷油嘴

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图 3 清洗后的喷油嘴

5. 于是将前后氧传感器插头拔掉,将喷射系统进入开环控制模式,测试故障现象依然存在。

6. 检查碳罐电磁阀,断电关闭通电打开,在插头断开时关闭良好,于是将碳罐电磁阀断开进行测试可是故障现象还是存在。

7. 用烟雾测试仪测试进气的管路也都是正常的,未发现有泄露的迹象。

8. 将车辆的软件等级升级到最新的版本再进行测试,发冲的现象依然存在。

9. 尝试将空气流量计 HFM 拔掉再次进行测试,发现故障现象尽然消失了。空气流量计拔掉现象消失了说明了一个问题,发动机应急运行,Valvetronic(可变气门调节系统)系统退出了工作。

VALVETRONIC 是由全可变气门行程控制装置和可变凸轮轴控制装置( 双 VANOS) 构成, 因此可以任意选择进排气门关闭时刻。仅在进气侧控制气门行程, 而凸轮轴控制则在进气和排气侧进行。

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图 4 Valvetronic

10. 为了验证这点我们尝试单独断开电子气门的伺服马达插头进行测试,发现故障果然没有出现。这时我们基本上可以将故障锁定在 Valvetronic 系统上了。

11. 宝马的 Valvetronic 系统是有Vanos 和可变气门行程控制装置组成的。意味着我们还要确认是哪一套机构的问题。

12. 我们用宝马工程师软件读取了 VANOS 相关数据流进行分析,分析数据波形发现进气侧的VANOS 调整偏离目标值很大,排气侧的 VANOS 的始终是接近目标值调整。进气 VANOS 电磁阀始终在周期性调节中,找不到平衡值,而排气 VANOS 电磁阀始终在一个平稳范围内。

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图 5 故障数据波形

13. 于是我们尝试将进气侧的 VANOS 电磁阀执行机构和排气侧的 VANOS 电磁阀执行机构互换,再次读取 VANOS 数据流发现异常的数据波形转移到了排气侧。从这点上确认故障就出在进气侧的VANOS 电磁阀执行机构上。

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图 6 VANOS

VANOS 是有中央阀用于将 VANOS 调节单元与凸轮轴固定在一起。同时通过该 VANOS 中央阀还能控制流入VANOS 调节单元的机油。在此通过一个电磁执行机构将自身活塞压在VANOS 中央阀的活塞上并推移后者来实现控制功能,通过活塞控制机油流,详见下图。

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图 7 VANOS 中央阀

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图 8 VANOS 调节单元

故障维修

更换有故障的进气侧VANOS 电磁阀执行机构。

核实故障已排除


试车正常了,读取VANOS的数据流波形也恢复了正常。

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图9 正常数据波形

故障总结


我们将有故障的VANOS电磁阀执行机构进行了仔细的检查发现该VANOS电磁阀执行机构的阀芯有轻微的发卡的现象,而这个阀芯只有一个角度才会发卡,说明这个阀芯是有轻微的变形的。

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图10 VANOS电磁阀执行机构

由于进气VANOS电磁阀执行机构发卡,发动机电脑控制该电磁阀执行机构工作时始终无法精准调到所需要的目标值,所以从数据波形图上可以看出进气电磁阀执行机构的波形一直在周期性反复大范围的调整,从而也导致了发动机转速有较大的波动引起车辆发冲。

在平时的维修操作中VANOS电磁阀执行机构、气门室盖维修等的拆装还是需要注意操作规范的,要避免阀芯变形。



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