一、现象

这辆车本来是来保养机油的。昨晚,机油维护后同事们准备对汽车进行机械流量测量,但突然站起来踩油门,踩了约6000 ~ 7000r/min。然后汽车开始剧烈抖动,接着熄火,再熄火,汽车也剧烈抖动,接着熄火。然后立即测试ICOM连接车辆,经过计算机测试,发现错误代码“130E01,曲轴送风凸轮轴,请参阅:角度超过极限”。经过进一步测试后,也没有找到具体原因,因此决定从机械故障和控制电路方面进行全面维修。决定根据这部车辆维修手册逐个解决问题。

二、宝马F02 730Li轿车发动机结构和工作原理。

1.宝马F02 730Li轿车发动机结构

该车搭载了BMW新一代N52发动机,采用了世界上第一个铝镁合金复合曲轴箱、新的通风系统VALVETRONIC II(重量优化的双VANOS、全可变阀门机构、集成在发动机电子系统中的控制装置、3级可变进气装置)。VALVETRONIC II由全可变阀门行程控制装置和可变凸轮轴控制装置(双VANO引线)组成。在这里,除了控制进气口的阀门行程外,还可以调整排气侧的凸轮轴。

与以前的发动机相比,用于中间推杆偏心轴的滑动轴承被单滚子轴承取代,减少了阀门机构内的摩擦。中间推杆的导游更准确。只要有一个弹簧引导和支撑中间推杆,阀门机构的移动质量就会降低13%。进气阀的行程范围有所改善,最大行程增加到9.9毫米,更重要的是最小行程减少到0.18毫米。可以进一步改善进气机构及排气动力学,提高整体效果。

2.N52发动机全可变气门行程控制系统的工作原理

、全可变阀门行程控制通过一个伺服电动机、一个偏心轴、一个中间推杆、回位弹簧、进气凸轮轴和辊阀摆动臂进行。

3.宝马N52发动机VANOS装置工作原理

根据控制该VANOS调节装置的一个VANOS电磁阀的转速和负载信号,可以计算所需的进气凸轮轴和排气凸轮轴位置(与进气温度和发动机温度相关)。DME控制装置相应地具有VANOS调节装置(见图3)O进气凸轮轴容量恒定,因此进气凸轮轴可以保持在该位置。为了进行调整,可调凸轮轴控制装置需要凸轮轴当前位置的反馈信号。进气侧的一个凸轮轴传感器检测凸轮轴位置。车辆启动时,进气凸轮轴位于极限位置(“延迟”位置)。调整VANOS凸轮轴角度需要大量的油。但是,如果VANOS保持凸轮轴角度,则不再需要机油。

三、故障诊断和故障排除

1.故障的原因

(1)凸轮轴进气电磁阀损坏

这个阀门损坏了,车辆可能会出现这个故障代码。

(2)凸轮轴进气传感器损坏

此传感器损坏,无法检测VANOS设备位置,还可能出现此错误代码。

(3) VANOS进气调节装置损坏

宝马对该发动机有一个对VANOS螺栓的召回,因此,如果里面的螺栓松动或折断,可能会出现这个故障代码,导致车后熄火。

(4)引擎DME的节流调节开放信息不正确

在这种情况下,发动机的进气和排气会变得一团糟,发动机可能无法正常工作。

2.逐步解决问题

(1)检查各传感器和执行器

检查进气凸轮轴电磁阀,打开发动机罩,在发动机前找到进气凸轮轴电磁阀,换上好的进气凸轮轴电磁阀,上车,发现车辆仍在晃动,熄火,第一步排除进气凸轮轴电磁阀的原因。

检查进气凸轮轴传感器,在发动机气门罩上寻找进气凸轮轴传感器,拆卸进气凸轮轴传感器,更换新的凸轮轴传感器,重新坐车,发现问题依然存在。这表明进气凸轮轴传感器没有问题。

此时,主要有可能发生故障的执行器和传感器在故障排除完成后没有发现故障点。

(2)检查VANOS设备是否损坏

最近宝马在进行VANOS单元螺栓召回的活动,联想到因螺栓破裂导致该故障代码和发动机颤抖、熄火的现象后,系统找到了VANOS单元召回的“PUMA”,发现对该发动机有召回,可以对该故障代码做出反应。因此,拆开发动机上的阀门盖,检查VANOS单元上是否有螺栓断裂,然后检查VANOS单元上是否有螺栓松动或断裂。

然后使用专用工具检查阀门定时,刚到车时油门突然踩得太猛,VANOS装置会调整这一点,看是否会造成定时错乱。(大卫亚设,Northern Exposure,)用专用工具校准后,没有发现定时错乱。到目前为止,对机器故障的原因都进行了检查,没有发现异常。最后,先把发动机完全组装起来。

(3)删除发动机调整值,学习电子阀门控制系统限制

消除机械故障的原因后,最后程序出现了混乱,车辆似乎出现了这个故障。组装发动机后,连接ICOM,读取车辆数据,进行“删除发动机调整值,学习电子阀门控制系统限制”测试阶段。

因为“限制学习电子阀门控制系统”可以解决电子气体

门错乱的问题。在每次对可调式气门机构进行维修后,最小和最大冲程下调整机械装置的限位必须重新进行自适应。在自适应过程中将偏心轴向最小冲程方向缓慢旋转直至1个机械电阻。该机械限位被存储。最大冲程下操作相同。

在进行了“删除发动机调校值、学习电子气门控制系统限位”的检测步骤之后,删除故障码。着车试车,看看是否解决了这个问题。一着车,发现发动机不再抖动,运转非常之平稳。然后慢慢加速,发动机运转没有一点抖动,没有噪音。

到此,基本故障已经摸清。由于刚刚换完机油,发动机里面有部分零件还没有来得及润滑,就急踩油门达到很高的转速,从而造成DME控制进气的时间错乱,导致发动机发抖、熄火。

3.进一步找出造成该故障的根本原因

BMW VANOS可变正时技术其原理是通过电磁阀对于VANOS内部的油液控制进而调节气门正时。由于当时刚刚换完机油,机油还没有上到VANOS单元上就猛踩油门,导致VANOS单元没有机油压力来调节。然而,汽车的DME上就会存储着1个错误的气门调节信息(发动机误以为正确的)。所以就实现不了气门提前或延迟连续可变。进而出现了发动机启动发抖然后熄火的这种情况。

经过删除发动机调校值和学习电子气门控制系统限位之后,就是说把电子气门控制系统复位了,最后把故障码删除,车辆就恢复正常了。

四、分析造成故障的原因

回顾该车故障,造成该车这样的故障是因为VANOS调节凸轮轴角度时需要大量机油,但当VANOS保持凸轮轴角度后便不再需要机油。因此机油需求量取决于调节过程的情况。对于机油泵来说,必须在转速相对较低时向VANOS单元输送较大量的机油,由于车辆刚换完机油就启动,机油泵还没来得及向VANOS单元输送机油就猛踩油门,导致汽车发生错乱。所以就出现了这样的情况。

五、注意事项

我们在维修的过程中,对于这些带有很多电子系统控制的发动机来说,无论是在换完机油还是做完发动机维护之后,都要注意启动发动机之后等到发动机怠速运转到一段时间之后再慢慢的踩油门踏板。在车主平时开车的时候,也要先启动发动机暖车1~2min之后再开车,在加速时尽量不要突然猛踩油门,或者转速达到6000~7000r/min。

六、结束语

通过以上一系列的检测诊断与排除,终于将这辆轿车发动机发抖和熄火故障排除了,从中得出结论,造成该故障是由于刚换完机油就急加速踩油门所导致的,通过维修这辆F02 BMW的7系轿车,使我较深入地了解该车发动机结构、工作原理和检修方法。其次,维修这辆车,使我明白维修资料的重要性。假如没有该车的参考资料是没有办法知道有关于发动机VANOS单元的工作原理,进而来维修车辆。再次通过维修这辆车,使我对这款发动机有了更深一层的理解。任何一个故障,都有引起它的原因,这种原因,通过DME转化成结果,故障便出来了。检修其它的故障时,也一定要注意这样的一种因果关系;理清了这些因果关系,即使以后遇上什么故障,我都可以有条有理地排除故障。

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