寶馬N20發(fā)動機加速無力故障診斷

陳玉彬

廣州市交通高級技工學校 廣東 廣州 510000

車型:5系F18,N20發(fā)動機,行駛里程2970KM。

一、故障描述

車輛行駛中,加速無力,并且發(fā)動機故障燈點亮,同時CID(中央顯示屏)提示“傳動系統(tǒng)故障,請謹慎駕駛”。

二、維修過程

進行維修前試車。冷車啟動正常,加速正常,熱車后故障出現(xiàn),加速無力,發(fā)動機故障燈點亮,CID出現(xiàn)提示。使用寶馬專用的檢測儀ISID讀取車輛故障代碼,出現(xiàn)“11C404-量控閥控制斷路”故障碼,執(zhí)行檢測計劃提示更換量控制閥。N20發(fā)動機采用缸內(nèi)直接噴射供油系統(tǒng),量控制閥是燃油高壓泵的低壓進油控制閥,采用PWM信號控制進入到高壓泵的油量,此PWM信號由發(fā)動機控制單元DME發(fā)出,沒有反饋信號,DME通過對發(fā)動機轉(zhuǎn)速測算出負荷信號,然后調(diào)節(jié)PWM的頻率控制油量的大小,與缸內(nèi)直噴噴油嘴一起進行噴油量的控制,通過“11C404-量控閥控制斷路”故障碼,故障點的起始點出現(xiàn)在燃油供應系統(tǒng)上。

低壓燃油通過入口輸送至高壓泵內(nèi)。燃油從高壓泵處通過燃油量控制閥進入泵元件的壓縮室內(nèi)。燃油在該泵元件內(nèi)通過活塞進行加壓并通過高壓單向閥輸送至高壓接口。高壓泵由凸輪軸通過一個三段凸輪進行驅(qū)動。也就是說,只要發(fā)動機運轉(zhuǎn),活塞就會在三段凸輪的作用下持續(xù)進行往復式運動。這樣就會對通過燃油量控制閥進入高壓泵的新燃油進行持續(xù)的燃油加壓。燃油量控制閥由發(fā)動機控制單元DME的接口進行控制,用于確定所需燃油量。燃油量控制閥以打開或關閉燃油供給管路泵元件的方式調(diào)節(jié)壓力。燃油量控制閥打開時,大部分通過活塞吸入的燃油被回壓入燃油供給管路。高壓區(qū)域內(nèi)的最大壓力不得超過245 bar。如果壓力過高,就會通過溢流閥經(jīng)接口向低壓區(qū)域釋放高壓循環(huán)回路的壓力。向低壓區(qū)域釋放壓力時通過該區(qū)域內(nèi)的油液體積和安裝在調(diào)節(jié)倉內(nèi)的壓力緩沖器抵消所產(chǎn)生的壓力峰值。調(diào)節(jié)倉連接在高壓泵的供給管路中。用于降低因高壓與低壓區(qū)域連接和斷開所產(chǎn)生的壓力峰值。

控制閥在整個燃油噴射系統(tǒng)的作用,如果這里出現(xiàn)故障,會出現(xiàn)兩種截然相反的情況,一是燃油壓力過高,二是燃油壓力過低;通過專用檢測設備ISID進入發(fā)動機控制單元調(diào)用燃油壓力傳感器信號如下:

1.怠速高壓壓力值:0.7bar,標準值為7.5bar,顯示壓力過低;

2.怠速低壓壓力值:5.5bar,標準值為5.5bar,顯示正常;

從以上數(shù)值判斷高壓泵的工作異常,高壓泵的量控制閥受發(fā)動機控制單元DME控制,DME需要采樣高壓共軌壓力傳感器信號,此傳感器采樣應變壓力晶體進行壓力測量,5V供電,產(chǎn)生的SIG信號與壓力成正比例系數(shù)變化。

發(fā)動機不著車情況下測量SIG信號電壓為0.7V,與顯示的值接近,進行壓力測試,電壓隨壓力變化的線性關系與圖一致,判斷高壓壓力傳感器無損壞。繼續(xù)進行電氣方面的檢修,檢查量控制閥的信號和供電。檢查量控閥電阻,0.8歐,正常,測量量控閥到發(fā)動機控制單元的線束,導通無短路和斷路,使用三通插頭連線(適配器)連接發(fā)動機控制單元,萬用表測量量控閥到DME的針腳對負極電壓,結果如下:

PIN55:0.7V

PIN56:0.7V

正常情況下PIN55:為0.7V,PIN56:0.4V,之間的電壓差為0.3V,因為發(fā)動機控制單元輸出的控制信號為PWM信號,判斷是否是萬用表沒能獲取到實際電壓值,還無法判斷是否是控制電壓問題,使用示波器進行測量,結果沒有顯示PWM信號,為一條直線。

當正常的電壓降會達到11V,這里的采樣頻率為1000KHZ,而普通的萬用表的采樣頻率為30-50KHZ,采樣頻率底,則顯示的電壓值就不會是實際值了;檢測結果顯示發(fā)動機控制單元DME并沒有輸出PWM信號,我們知道,PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法,電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的,在這里,是變頻技術的核心技術之一,可以作為控制電機、電磁閥、燈光、穩(wěn)壓電源等等電源的領域,在量控閥中PWM信號控制的是電磁閥,精確度高,產(chǎn)生PWM信號的模塊整合在了DME大模塊里,所以分析后,更換發(fā)動機控制單元,重新寫入程序,故障排除。

總結

1.現(xiàn)代電控發(fā)動機的設計大量采用了傳感器、帶反饋的執(zhí)行器和基于可讀寫硬件驅(qū)動模塊的程序控制,在數(shù)據(jù)交換方面采用了總線的控制和節(jié)點的檢測,進而把在研發(fā)階段采用的仿真檢測植入到了維修的專業(yè)軟硬件中,已經(jīng)形成了一體化的“專家檢測”系統(tǒng),所以在維修中更多的需要對電氣系統(tǒng)進行檢測,才能形成維修的思路和依據(jù),在本故障維修案例中,采用了示波器調(diào)用PWM信號的方法進行了最終的判斷,與采用萬用表的測量不同,也是基于現(xiàn)代電控系統(tǒng)大量采用調(diào)制和總線信號的手段上改變的測量方法,尤其是現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是更高的速率和無線傳輸?shù)某墒?對檢測設備及維修的方法,提出更高的要求。

2.電控發(fā)動機雖然有故障代碼檢測的生成機制,但顯示的故障點不是唯一和絕對明確的,需要我們要對部件和信號的原理更進一步的了解,才能真正意義上維修完備。