2016款寶馬318Li車發動機怠速抖動厲害

上虞金昌寶順汽車銷售服務有限公司 胡立富

故障現象一輛2016款寶馬318Li車（開發系列號為F35），搭載B38發動機，累計行駛里程約為7.6萬km。車主反映，發動機怠速抖動厲害，且組合儀表上的黃色故障燈點亮。

故障診斷接車后首先試車驗證故障現象。起動發動機，發動機怠速抖動厲害，且組合儀表上的發動機故障燈長亮。踩下加速踏板，將發動機轉速提升至1 500 r/min 以上，此時發動機抖動有所好轉。用寶馬專用故障檢測儀（ISTA）檢測，在發動機控制單元（DME）內存儲有故障代碼“130F20 排氣凸輪軸，曲軸：相互不可信，角度偏差超過公差”“140110 熄火，氣缸 1：已識別”“140210 熄火，氣缸 2：已識別”“140310 熄火，氣缸 3：已識別”等（圖1）。對讀得的故障代碼進行分析，推測氣缸1、氣缸2、氣缸3熄火的故障代碼很可能是由于故障代碼130F20導致的。根據故障代碼130F20的相關描述，判斷很可能是由于曲軸與排氣凸輪軸之間的角度產生偏移，使得排氣門的打開和關閉時間不對（即配氣相位錯誤），進而導致各個氣缸出現熄火故障。由此推測可能的故障原因有：排氣凸輪軸位置傳感器及其線路故障；排氣凸輪軸位置傳感器信號齒輪松動位移或變形；發動機正時錯誤；DME硬件或軟件故障。

圖1 讀得的故障代碼（截屏）

鑒于進、排氣凸輪軸位置傳感器的零件號相同，嘗試將進、排氣凸輪軸位置傳感器進行互換后測試，故障依舊。脫開進、排氣可變氣門相位調節（VANOS）電磁閥執行器導線連接器，讓VANOS系統進入應急工作狀態，即進、排氣VANOS調節裝置回到初始位置。根據相關電路（圖2），將示波器的測試線分別連接至DME導線連接器A46*3B端子36和導線連接器A46*2B端子54上，測得排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號波形如圖3所示，發現排氣凸輪軸位置傳感器寬齒信號（綠色波形）的下降沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號（紅色波形）的下降沿之間相差約17.5個齒。找來一輛正常車，按照上述的測試方法，測得正常車排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號波形如圖4所示，發現排氣凸輪軸位置傳感器寬齒信號（綠色波形）的下降沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號（紅色波形）的下降沿相差約11個齒。繼續測量故障車、正常車進氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號波形（圖5），發現進氣凸輪軸位置傳感器寬齒信號（綠色波形）的下降沿與曲軸位置傳感器大齒缺信號（紅色波形）的下降沿均相差約20個齒。綜合上述測量結果分析，故障車的排氣凸輪軸位置傳感器信號相對曲軸位置傳感器信號較正常車的延遲了約6.5個齒，即大約延遲了39°的曲軸轉角（曲軸位置傳感器信號齒盤由58個單磁極對和1個雙倍長度的磁極組成，一圈360°，360°除以60等于6°，故每個小齒等于6°的曲軸轉角），而進氣凸輪軸位置傳感器信號相對曲軸位置傳感器信號是正常的，推測排氣凸輪軸位置傳感器信號齒輪松動或排氣凸輪軸的機械正時不正確。

圖2 曲軸位置傳感器和進、排氣凸輪軸位置傳感器電路

圖3 故障車排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號波形（截屏）

圖4 正常車排氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號波形（截屏）

圖5 故障車、正常車進氣凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號波形（截屏）

拆卸發動機氣門室蓋罩，檢查發現排氣凸輪軸位置傳感器的信號齒輪是焊接在排氣凸輪軸上的，用手晃動信號齒輪，未發現信號齒輪存在松動現象。使用寶馬正時工具檢查進、排氣凸輪軸的機械正時，發現專用工具無法垂直卡入進、排氣凸輪軸（圖6），呈倒“八”字形。而在旋轉曲軸過程中，維修人員聽到排氣凸輪軸發出“咔”的一聲，排氣凸輪軸朝順時針方向旋轉了一下。隨后去檢查進、排氣凸輪軸的機械正時，發現專用工具能夠垂直卡入進、排氣凸輪軸（圖7）。由此判斷排氣凸輪軸先前沒有回到初始位置，而是朝延遲方向旋轉了一定角度，于是將目光轉向調節排氣凸輪軸配氣相位的排氣VANOS調節裝置及其控制系統上。正常情況下，當發動機熄火時，排氣VANOS調節裝置在內部復位彈簧的作用力下應回到初始位置，并通過內部的鎖銷鎖在初始位置。使用扳手將排氣凸輪軸朝發動機旋轉方向和反方向扳動，排氣凸輪軸無法扳動，說明排氣VANOS調節裝置已回到初始位置并鎖住。進一步拆檢VANOS中央閥，發現排氣VANOS中央閥的濾網已破損（圖8）。將排氣VANOS中央閥與進氣VANOS中央閥進行對比，發現排氣VANOS中央閥的閥芯偏短（圖9）。分解排氣VANOS中央閥，發現損壞濾網的碎屑卡住了排氣VANOS中央閥（圖10），使得發動機怠速時排氣VANOS調節裝置朝延遲側調節，排氣門打開和關閉過于延遲，進而造成各氣缸出現熄火的故障。

圖6 專用工具無法垂直卡入進、排氣凸輪軸

圖7 專用工具能夠垂直卡入進、排氣凸輪軸

故障排除更換排氣VANOS中央閥，將拆卸的零件重新裝復后試車，發動機怠速運轉平穩。進行路試，發動機加速也正常，至此故障排除。

圖8 排氣VANOS中央閥的濾網已破損

圖9 排氣VANOS中央閥的閥芯偏短

圖10 濾網的碎屑卡住了排氣VANOS中央閥