2016款宝马318Li车发动机怠速抖动厉害

2022-01-14上虞金昌宝顺汽车销售服务有限公司胡立富

汽车维护与修理 2021年13期

上虞金昌宝顺汽车销售服务有限公司胡立富

故障现象一辆2016款宝马318Li车（开发系列号为F35），搭载B38发动机，累计行驶里程约为7.6万km。车主反映，发动机怠速抖动厉害，且组合仪表上的黄色故障灯点亮。

故障诊断接车后首先试车验证故障现象。起动发动机，发动机怠速抖动厉害，且组合仪表上的发动机故障灯长亮。踩下加速踏板，将发动机转速提升至1 500 r/min 以上，此时发动机抖动有所好转。用宝马专用故障检测仪（ISTA）检测，在发动机控制单元（DME）内存储有故障代码“130F20 排气凸轮轴，曲轴：相互不可信，角度偏差超过公差”“140110 熄火，气缸 1：已识别”“140210 熄火，气缸 2：已识别”“140310 熄火，气缸 3：已识别”等（图1）。对读得的故障代码进行分析，推测气缸1、气缸2、气缸3熄火的故障代码很可能是由于故障代码130F20导致的。根据故障代码130F20的相关描述，判断很可能是由于曲轴与排气凸轮轴之间的角度产生偏移，使得排气门的打开和关闭时间不对（即配气相位错误），进而导致各个气缸出现熄火故障。由此推测可能的故障原因有：排气凸轮轴位置传感器及其线路故障；排气凸轮轴位置传感器信号齿轮松动位移或变形；发动机正时错误；DME硬件或软件故障。

图1 读得的故障代码（截屏）

鉴于进、排气凸轮轴位置传感器的零件号相同，尝试将进、排气凸轮轴位置传感器进行互换后测试，故障依旧。脱开进、排气可变气门相位调节（VANOS）电磁阀执行器导线连接器，让VANOS系统进入应急工作状态，即进、排气VANOS调节装置回到初始位置。根据相关电路（图2），将示波器的测试线分别连接至DME导线连接器A46*3B端子36和导线连接器A46*2B端子54上，测得排气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形如图3所示，发现排气凸轮轴位置传感器宽齿信号（绿色波形）的下降沿与曲轴位置传感器大齿缺信号（红色波形）的下降沿之间相差约17.5个齿。找来一辆正常车，按照上述的测试方法，测得正常车排气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形如图4所示，发现排气凸轮轴位置传感器宽齿信号（绿色波形）的下降沿与曲轴位置传感器大齿缺信号（红色波形）的下降沿相差约11个齿。继续测量故障车、正常车进气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形（图5），发现进气凸轮轴位置传感器宽齿信号（绿色波形）的下降沿与曲轴位置传感器大齿缺信号（红色波形）的下降沿均相差约20个齿。综合上述测量结果分析，故障车的排气凸轮轴位置传感器信号相对曲轴位置传感器信号较正常车的延迟了约6.5个齿，即大约延迟了39°的曲轴转角（曲轴位置传感器信号齿盘由58个单磁极对和1个双倍长度的磁极组成，一圈360°，360°除以60等于6°，故每个小齿等于6°的曲轴转角），而进气凸轮轴位置传感器信号相对曲轴位置传感器信号是正常的，推测排气凸轮轴位置传感器信号齿轮松动或排气凸轮轴的机械正时不正确。

图2 曲轴位置传感器和进、排气凸轮轴位置传感器电路

图3 故障车排气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形（截屏）

图4 正常车排气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形（截屏）

图5 故障车、正常车进气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形（截屏）

拆卸发动机气门室盖罩，检查发现排气凸轮轴位置传感器的信号齿轮是焊接在排气凸轮轴上的，用手晃动信号齿轮，未发现信号齿轮存在松动现象。使用宝马正时工具检查进、排气凸轮轴的机械正时，发现专用工具无法垂直卡入进、排气凸轮轴（图6），呈倒“八”字形。而在旋转曲轴过程中，维修人员听到排气凸轮轴发出“咔”的一声，排气凸轮轴朝顺时针方向旋转了一下。随后去检查进、排气凸轮轴的机械正时，发现专用工具能够垂直卡入进、排气凸轮轴（图7）。由此判断排气凸轮轴先前没有回到初始位置，而是朝延迟方向旋转了一定角度，于是将目光转向调节排气凸轮轴配气相位的排气VANOS调节装置及其控制系统上。正常情况下，当发动机熄火时，排气VANOS调节装置在内部复位弹簧的作用力下应回到初始位置，并通过内部的锁销锁在初始位置。使用扳手将排气凸轮轴朝发动机旋转方向和反方向扳动，排气凸轮轴无法扳动，说明排气VANOS调节装置已回到初始位置并锁住。进一步拆检VANOS中央阀，发现排气VANOS中央阀的滤网已破损（图8）。将排气VANOS中央阀与进气VANOS中央阀进行对比，发现排气VANOS中央阀的阀芯偏短（图9）。分解排气VANOS中央阀，发现损坏滤网的碎屑卡住了排气VANOS中央阀（图10），使得发动机怠速时排气VANOS调节装置朝延迟侧调节，排气门打开和关闭过于延迟，进而造成各气缸出现熄火的故障。