2013年寶馬520Li怠速抖動

揚州/殷彬峰

2013年寶馬520Li怠速抖動

揚州/殷彬峰

車型：F18，配置N20發動機。

行駛里程：240000km。

故障現象：客戶進廠反映車子在怠速情況下抖動。維修人員試驗故障時發現一個奇怪的現象，車子在啟動后便開始抖動（不論冷車或熱車），當原地急加速后，抖動現象便消失，試車行駛過程中一切正常且未出現抖動現象。

故障診斷：連接寶馬診斷儀讀取故障碼如圖1所示。

讀取故障時數據流如圖2所示。

導致空氣流量傳感器數據流變大原因：

◆空氣流量傳感器自身損壞

◆空氣流量傳感器后方至節氣門前方有地方漏氣

◆發動機氣門重疊角混亂產生回氣

詢問客戶得知，前段時間維修漏油后就出現此故障現象。維修人員懷疑上次維修漏油過程中拆卸過進氣道等部件，經過檢查空氣流量傳感器后部、中冷器前方與中冷器至節氣門管路沒有異常。

通過分析數據流發現了故障點，進氣VANOS的角度處于0°左右，排氣VANOS的角度處于0°左右；當急加速且發動機正常后進氣VANOS的角度處于-40°左右,排氣VANOS的角度處于11°左右。筆者此時斷定發動機配氣相位沒有問題，判斷怠速抖動的原因是配氣相位調節不正常。本人的理解是單位時間內給以規定的占空比卻沒有到達規定的角度。

圖1 故障碼

圖3 氣門重疊角

導致配氣相位錯誤的原因有：

◆VANOS電磁閥堵塞

◆正時錯亂

◆VANOS調整裝置損壞

◆機油泄壓或壓力不夠

◆凸輪軸傳感器損壞

◆發動機控制模塊程序

通過急加速后發動機便正常，可以排除正時錯亂、凸輪軸傳感器損壞以及調整裝置損壞的可能性。接下來清洗了電磁閥以及可以通過拔掉機油壓力傳感器使其進入最大供油量，但問題依舊未解決。嘗試給DME進行編程升級（加大電磁閥占空比調節時間），試車，故障解決。N20發動機配氣相位的初始狀態為氣門重疊角最大。而N52發動機配氣相位的初始狀態為氣門重疊角最小，這也就解釋為什么N52發動機VANOS調節電磁閥拔出以后能夠正常怠速，而N20發動機插頭拔出后怠速嚴重抖動情況。

N20發動機初始狀態下氣門重疊角，如圖3所示。

最大重疊角大約為160°曲軸轉角；最小氣門重疊角為60°曲軸轉角。

氣門重疊角的作用：

進氣門早開：增大了進氣行程開始時氣門的開啟高度，減小進氣阻力，增加進氣量。

進氣門晚關：延長了進氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進氣量。

排氣門早開：借助汽缸內的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。

排氣門晚關：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。

氣門重疊角不同工況調節模式：在怠速工況時，對凸輪軸進行設置使得進氣凸輪軸較晚打開，并且較晚關閉。排氣凸輪軸被設置成在上止點之前完全關閉。由于只有最少量的殘余氣體被燃燒，所以就使得怠速很穩定。

輸出功率：要在很高的發動機轉速時獲得較高的輸出功率，必須使得排氣門較晚打開。只有這樣，被燃燒氣體的膨脹力才能較長時間地作用在活塞上。

進氣門在上止點后打開并且在下止點后完全關閉。這樣進氣的動態自增壓效應被用來增加輸出功率。

扭矩：要獲得最高的輸出扭矩，汽缸必須具有很高的容積效率。這需要進氣門較早打開。因為較早打開，所以關閉也較早；這樣就避免了將新鮮空氣壓出去。排氣凸輪軸在上止點之前關閉。

廢氣再循環：通過調節進氣和排氣凸輪軸可實現內部廢氣再循環。在此過程中，當氣門交錯（進氣門和排氣門都打開）時廢氣就從廢氣口流入進氣口。交錯的程度決定了再循環的廢氣量。進氣凸輪軸被設置成在上止點之前完全打開并且排氣凸輪軸在上止點之前才關閉。

結果，兩個氣門都打開并且廢氣被再循環。與外部廢氣再循環相比較，內部廢氣再循環的優點是系統的反應更快并且再循環的廢氣分布更加均勻。